DE3116954C2

DE3116954C2 - Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3116954C2
Application number: DE3116954A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kienzle; Werner Paschke; Rudolf Dipl Ing Dr Sauer; Heinrich Dipl Phys Dr Knapp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-04-29
Filing date: 1981-04-29
Publication date: 1993-10-21
Anticipated expiration: 2001-04-30
Also published as: JPH039314B2; GB2097470B; FR2504985A1; JPS57183565A; DE3116954A1; FR2504985B1; GB2097470A; US4650122A

Description

Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1.

Es ist schon ein Einspritzventil vorgeschlagen worden (DE-OS 30 46 889, GB-PS 7 51 400), bei dem zur Kraftstoffaufbereitung der Kraftstoff unmittelbar stromabwärts eines Ventilsitzes über Drallkanäle geführt, tangential in eine Drallkammer eintritt, um unter Beibehaltung des Dralls am Ende dieser in das Saugrohr abgespritzt zu werden. Insbe sondere bei geringen Kraftstoffdrücken und kurzen Ein spritzzeiten erfüllt eine derartige Drallaufbereitung je doch noch nicht die Forderungen nach einem möglichst dün nen aus dem Einspritzventil austretenden Kraftstoffilm bei konstantem und von der Einspritzdauer unabhängigem Abspritz winkel und guter Gleichverteilung.

Bei einem weiteren Kraftstoffeinspritzventil (US-PS 40 33 513) ist es bekannt, aus einem einzelnen Zumeßkanal den Kraftstoff frei in die Aufbereitungsbohrung austreten und auf dessen zylindrischer Wandung treffen zu lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein gattungsgemäßes Kraftstoffeinspritzventil derart weiterzubilden, daß der Abspritzwinkel des Kraftstoffes nahezu unabhängig vom Kraftstoffdruck und der Einspritzdauer ist und ein sehr dünner aus dem Einspritzventil austretender Kraftstoffilm erzeugt wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Hierdurch wird eine gleichmäßige Feinverteilung des Kraftstoffes in der strömenden Ansaugluft erzielt, was eine Minimierung des Kraftstoffverbrauches der Brennkraftmaschine und der Anteile giftiger Abgasbestandteile der Brennkraftmaschine zur Folge hat.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Einspritzventiles nach Anspruch 1 möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, die Abflußöffnungen der Kraftstofführungsbohrungen zur Verminderung des schädli chen Raumes von einem Sammelraum stromabwärts des Ventil sitzes nahe der Einspritzventillängsachse anzuordnen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich nung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Aus führungsbeispiel eines Kraftstoffeinspritzventiles,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Einspritz ventiles in Teilansicht.

Ausführungsbeispiele

Das in Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil 1 ist in bekannter Weise elektromagnetisch betätigbar und dient beispielsweise zur Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere mit niederem Druck in das Luftansaugrohr von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen. Die Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoffeinspritz ventil kann dabei entweder gleichzeitig für alle Zylinder der Brennkraftmaschine stromaufwärts oder stromabwärts einer Drosselklappe in das Luftansaugrohr durch ein ein zelnes Kraftstoffeinspritzventil erfolgen oder durch je ein Kraftstoffeinspritzventil in die einzelnen Luftansaug rohre unmittelbar vor jedes Einlaßventil jedes Zylinders der Brennkraftmaschine. Die elektrische Ansteuerung des Kraftstoffeinspritzventiles kann dabei über Kontaktstifte 3 in bekannter Weise erfolgen. Das Kraftstoffeinspritzven til ist in einer Führungsöffnung 4 eines Haltekörpers 5 gelagert und kann beispielsweise in axialer Richtung durch eine Pratze oder einen Deckel 7 fixierbar sein, wobei an einer Stirnfläche 8 des Kraftstoffeinspritzventiles, dem Deckel 7 abgewandt, ein sich andererseits an einem Absatz 9 des Haltekörpers 5 abstützender Dichtring 10 anliegt. Der Haltekörper 5 kann durch die Luftansaugrohrwandung selbst gebildet werden oder als selbständiges Teil gestal tet sein. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 weist eine ring förmige Kraftstoffzuführnut 12 auf, von der aus Kraftstoff zuführöffnungen 13 ins Innere des Kraftstoffeinspritzventiles 1 führen. Axial versetzt zur Kraftstoffzuführnut 12 und in der Zeichnung darüberliegend dargestellt besitzt das Kraftstoffeinspritzventil 1 ebenfalls eine ringförmig ausgebildete Kraftstoffabführnut 14, von der aus Kraft stoffabführöffnungen 15 ins Innere des Kraftstoffeinspritz ventiles 1 führen. In die Kraftstoffzuführnut 12 mündet eine Kraftstoffzuführleitung 17, die in nicht dargestellter Weise mit einer Kraftstoffversorgungsquelle, beispiels weise einer Kraftstoffpumpe, in Verbindung steht. Der über die Kraftstoffzuführleitung 17 in die Kraftstoffzuführ nut 12 strömende Kraftstoff gelangt über die Kraftstoff zuführöffnungen 13 in das Innere des Kraftstoffeinspritz ventiles 1 und wird entweder in das Luftansaugrohr abge spritzt oder durchströmt zur Wärmeaufnahme das Kraftstoff einspritzventil und tritt über die Kraftstoffabführöff nungen 15 in die Kraftstoffabführnut 14 aus, die mit einer im Haltekörper 5 ausgebildeten Kraftstoffabführleitung 18 in Verbindung steht. Das Kraftstoffeinspritzventil wird in radialer Richtung in der Führungsöffnung 4 des Halte körpers 5 durch elastische Stützkörper 19, 20, 21 eines Kraftstoffsiebes 23, das sich in axialer Richtung die Kraftstoffzuführnut 12 und die Kraftstoffabführnut 14 über deckend erstreckt, radial geführt. Die Stützkörper 19, 20, 21 sind aus einem elastischen Werkstoff, wie beispiels weise Gummi oder Kunststoff gefertigt. Insbesondere der mittlere Stützkörper 20 ist ringformig so ausgebildet, daß er beispielsweise mit Dichtnasen 24 versehen sich so am Umfang des Kraftstoffeinspritzventiles 1 zwischen der Kraftstoffzuführnut 12 und der Kraftstoffabführnut 14 einerseits und andererseits an der Führungsöffnung 4 ab stützt, daß er die Kraftstoffzuführnut 12 und die Kraft stoffzuführleitung 17 gegenüber der Kraftstoffabführnut 14 und der Kraftstoffabführleitung 18 abdichtet. Der über die Kraftstoffzuführleitung 17 zuströmende Kraftstoff ge langt zunächst in eine zwischen dem mittleren Stützkörper 20 und dem unteren Endstützkörper 21 des Kraftstoffsiebes ausgebildete Ringnut 25 und kann aus dieser Ringnut 25 über den Siebbereich 26 in die Kraftstoffzuführnut 12 strömen. Aus der Kraftstoffabführnut 14 kann der Kraft stoff über den Siebbereich 27 in eine zwischen dem oberen Endstützkörper 19 und dem mittleren Stützkörper 20 des Kraftstoffsiebes 23 ausgebildete Ringnut 28 strömen, die mit der Kraftstoffabführleitung 18 in Verbindung steht. Durch die Siebbereiche 26, 27 werden die im Kraft stoff enthaltenen Verschmutzungsteilchen ausgefiltert. Insbesondere durch die elastische Ausgestaltung des mittleren Stützkörpers 20 ist eine einfachere Bearbei tung und sind größere Toleranzen am Umfang des Kraft stoffeinspritzventiles 1 und des Durchmessers der Füh rungsöffnung 4 möglich. Der obere Stützkörper 19 kann auf seiner dem Kraftstoffeinspritzventil 1 zugewandten Seite mit einer Rastnase 30 versehen sein, die beim Aufschieben des Kraftstoffsiebes 23 auf das Kraftstoff einspritzventil in eine Rastnut 31 des Kraftstoffein spritzventiles einrastet, so daß das Kraftstoffeinspritz ventil 1 gemeinsam mit dem aufgesetzten Kraftstoffsieb 23 in die Führungsöffnung 4 des Haltekörpers 5 eingesetzt werden kann. Auf dem oberen Stützkörper 19 kann sich ebenfalls ein Dichtring 33 axial abstützen, der zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil 1 und dem Haltekörper 5 angeordnet ist und der andererseits durch den Deckel 7 fixiert wird.

Das Kraftstoffeinspritzventil 1 besitzt ein bewegliches Ventilteil 35, das beispielsweise kugelförmig ausgebildet ist und mit einem entsprechend geformten festen Ventil sitz 36 in einem Düsenkörper 37 zusammenwirkt. Das beweg liche Ventilteil 35 wird bei erregtem Elektromagneten des Kraftstoffeinspritzventiles 1 vom Ventilsitz abgehoben, so daß Kraftstoff zwischen dem beweglichen Ventilteil 35 und dem Ventilsitz 36 vorbeiströmen kann und in einen Sammelraum 38 mit möglichst geringem Volumen gelangt. Vom Sammelraum 38 führen Kraftstofführungsbohrungen 39, die unter einem Winkel α (siehe Fig. 3) gegenüber der Ven tilachse geneigt sind, zu einer ebenfalls im Düsenkörper 37 ausgebildeten Aufbereitungsbohrung 40. Dabei sind mindestens zwei Kraftstofführungsbohrungen 39 vorgesehen, in Fig. 2 sind beispielsweise sechs gegeneinander gleich mäßig versetzte Kraftstofführungsbohrungen 39 dargestellt. Die Kraftstofführungsbohrungen 39 enden in Mündungsöff nungen 41 derart am Boden 42 der sacklochförmig ausgebil deten Aufbereitungsbohrung 40, daß kein tangential ge richtetes Einströmen in die zylindrisch ausgebildete Auf bereitungsbohrung 40 erfolgt. Vielmehr haben die Mündungs öffnungen 41 am Boden 42 einen Abstand a zur Wandung 43 der zylindrischen Aufbereitungsbohrung 40, so daß der strah lenförmig entsprechend den gestrichelten Linien aus den Kraftstofführungsbohrungen 39 austretende Kraftstoff zunächst ohne Wandberührung frei aus der Mündungsöffnung 41 aus tritt und über eine etwa ellipsenförmig ausgebildete Auf prallfläche 44, die gestrichelt dargestellt ist, ver teilt an der Wandung 43 der Aufbereitungsbohrung 40 auf trifft. Durch die Wölbung der Aufbereitungsbohrung 40 weist die Aufprallfläche 44 einen größeren Flächeninhalt auf, als die Mündungsöffnung 41. Der auf die Wandung 43 der Aufbereitungsbohrung 40 auftreffende Kraftstoff verteilt sich filmförmig an der Wandung 43 und fließt etwa in Form einer Parabel zum offenen Ende 45 der Aufbereitungsbohrung 40, um an diesem scharfkantig ausgebildeten offenen Ende 45 vom Düsenkörper 37 abzureißen und als Kraftstoffilm in den Luftansaugstrom einzutreten, wobei eine gleichmä ßige Durchmischung von Luft und Kraftstoff erfolgt, die für einen geringen Kraftstoffverbrauch und geringe Teile giftiger Abgasbestandteile Voraussetzung ist. Die Auf bereitungsbohrung 40 ist vorzugsweise so lang ausgebildet, daß der aus den Mündungsöffnungen 41 strahlenförmig aus tretende Kraftstoff nahe an dem offenen Ende 45 auf die Wandung 43 der Aufbereitungsbohrung 40 trifft. Hierdurch geht möglichst wenig Energie des Kraftstoffstrahles durch Reibung an der Wandung 43 verloren. Die Kraftstofführungs bohrungen 39 dienen gleichzeitig als Kraftstoffzumeßboh rungen und haben beispielsweise einen Durchmesser von etwa 0,2 mm. Der Neigungswinkel α der Kraftstofführungsbohrun gen 39 gegenüber der Ventilachse liegt vorzugsweise zwi schen 5° und ca. 70°, so daß die Kraftstoffstrahlen unter einem spitzen Winkel an der Wandung 43 der Aufbereitungs bohrung 40 auftreffen.

Für die Darstellung des Schnittes II-II in Fig. 2 wurde der Maßstab gegenüber Fig. 1 geändert. Bei dem Ausführungs beispiel nach Fig. 3 ist gegenüber dem Ausführungsbei spiel nach Fig. 1 lediglich die Aufbereitungsbohrung 40′ derart geändert, daß sie in Strömungsrichtung konisch er weiternd ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich an der ko nisch verlaufenden Wandung 43′ der Aufbereitungsbohrung 40′ eine Vergrößerung der etwa ellipsenförmig gestalteten Auf prallfläche 44′. Die Länge der Aufbereitungsbohrung 40′ ist ebenfalls vorteilhafterweise so ausgelegt, daß der aus den Mündungsöffnungen 41 austretende Kraftstoff nahe dem offenen Ende 45 auf die Wandung 43′ der Aufbereitungs bohrung 40′ auftrifft.

Um den Sammelraum 38 mit einem möglichst geringen schädli chen Volumen ausbilden zu können, ist es vorteilhaft, die Abflußöffnungen 47 der Kraftstofführungsbohrungen 39 vom Sammelraum 38 möglichst nahe an der Einspritzventillängs achse anzuordnen.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem be weglichen Ventilteil, das mit einem an einem Düsenkörper angeordneten Ventilsitz zusammenwirkt, stromabwärts dessen der Kraftstoff in einen Sammelraum gelangt, von dem gegenüber der Einspritzventillängsachse geneigte, zumessende Kraftstofführungsbohrungen ausgehen, die in eine sacklochförmige Aufbereitungsbohrung im Düsenkörper münden, so daß der Kraftstoff strahlenförmig in die Aufbereitungsbohrung eintritt und filmförmig über deren Wandung verteilt zum offenen Ende der Aufbereitungsbohrung strömt, wobei die Kraftstofführungsbohrungen (39) einen zwischen dem Sammelraum (38) und der Aufbereitungsbohrung (40, 40′) gebildeten Boden (42) des Düsenkörpers (37) durchdringen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (36) im Düsenkörper (37) ausgebildet ist und die Kraftstofführungsbohrungen (39) mit einem Abstand zur Wandung in die Aufbereitungsbohrung (40, 40′) münden, so daß der Kraftstoff zunächst frei in der Aufbereitungsbohrung (40, 40′) eintritt und danach unter einem nicht senkrechten Winkel auf die Wandung (43, 43′) nahe dem offenen Ende (45) der Aufbereitungsbohrung (40, 40′) auftrifft.

2. Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußöffnungen (47) der Kraftstofführungsbohrungen (39) von dem Sammelraum (38) stromabwärts des Ventilsitzes (36) möglichst nahe der Einspritzventillängsachse angeordnet sind.

3. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungsbohrung (40) zylindrisch ausgebildet ist.

4. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitungsbohrung (40′) sich in Strömungsrichtung konisch erweiternd ausgebildet ist.