DE3738877C2 - Elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil für BrennkraftmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Kraftstoff
einspritzventil für Brennkraftmaschinen der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
Aus der DE-OS 35 08 317 ist ein gattungsgemäßes Kraftstoff
einspritzventil bekannt, bei dem der Kraftstoff radial über
einen in der Umfangswand des Gehäuses angeordneten Zulauf
stutzen mit eingebautem Filter in einen zwischen der Magnet
spulenanordnung und der Gehäusewand gebildeten Ringraum ein
geführt wird und aus diesem über einen Spalt und einen
schrägen Durchlauf in eine Ringkammer strömt, die von einer
am Gehäuseunterteil befestigten Außenschale begrenzt wird.
Aus dieser Ringkammer strömt der Kraftstoff bei geöffnetem
Ventil über einen Radialkanal im unteren Gehäuseansatz di
rekt in den Raum oberhalb des Ventilsitzes. Der Ventilkörper
dieses bekannten Einspritzventils umfaßt eine abgeplattete
Ventilkugel als Schließglied, einen Führungsring, der mit
seiner unteren Endkante im Gleitsitz auf der ebenen Kugel
fläche aufliegt und einen in den Führungsring eingepreßten
massiven Führungszylinder aus unmagnetischem Material, der
im unteren hohlen Ansatz des Gehäuses geführt ist und auf des
sen Oberseite die Schließfeder einwirkt. Die Ventilkugel und
der Führungsring bestehen aus ferromagnetischem Werkstoff
und bilden den beweglichen Anker der Magnetspulenanordnung.
Bei diesem bekannten Einspritzventil ist der radiale Kraft
stoffdurchlaß nicht der Kraftstoffeinlaß, sondern die Aus
trittsstelle für Dampfblasen. Bei heißer Brennkraftmaschine
kann es zu Ansammlungen dieser nur unzureichend abgeführten
Dampfblasen kommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoffeinspritzventil
für Brennkraftmaschinen zu schaffen, bei dem die Kühlung von
Magnetspule und Anker und auch die Dampfblasenabscheidung ge
genüber einem gattungsgemäßen Einspritzventil verbessert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen
den Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die besondere Kraftstoffströmung wird erreicht, daß die
sich z. B. bei abgestellter heißer Brennkraftmaschine bilden
den Kraftstoffdampfblasen aus den Bereichen des Ventilglieds
ohne Ansammlungen abgeführt werden und gleichzeitig die
Magnetanordnung vom gesamten Kraftstoff umströmt und dabei
gekühlt wird.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche. Die im Unteranspruch 5 angegebene Führungs
hülse gewährleistet eine genaue Führung des Ankers direkt im
Kernunterteil, ohne den Kraftstofffluß aus dem Strömungskanal
in den Ringkanal zu behindern.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemä
ßen Einspritzventils anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführung des Kraftstoffeinspritzventils
im Axialschnitt
und
Fig. 2 die wesentlichen Teile eines weiteren Ausführungsbei
spiels im Axialschnitt.
Das dargestellte Kraftstoffeinspritzventil weist ein zylin
drisches Gehäuse 3 und einen Kern 2 auf, dessen verbreiterter
Mittelteil 2a das obere offene Ende des Gehäuses 3 ver
schließt. In einem vorgegebenen Zwischenabstand zu einem
hohlzylindrischen Unterteil 2b des Kerns 2 ist ein Anker 4
angeordnet, der zusammen mit dem Gehäuse 3 und dem Kern 2
einen Magnetkreis bildet. Im Unterteil 2b des Kerns 2 ist
eine zentrale Öffnung ausgebildet, in die eine Feder 9 ein
gesetzt ist, die eine bewegliche Ventil-Baugruppe 4A federnd
gegen eine in einem Düsenmundstück 7 ausgebildete Sitzfläche 8
preßt. Die Baugruppe 4A besteht aus dem Anker 4, einer Stange
5 und einer Ventilkugel 6. Das Oberende der Feder 9 liegt am
Unterende eines mittig im Kern 2 eingesetzten Stellglieds 10
an. Zwischen dem Kern 2 und dem Stellglied 10 ist ein
O-Dichtring 11 angeordnet, so daß Kraftstoff nicht durch
einen Zwischenraum zwischen dem Kern 2 und dem Stellglied 10
strömen kann. Auch zwischen dem Kern 2 und dem Gehäuse 3 ist
ein O-Dichtring 12 angeordnet. Eine den Magnetkreis erregende
Magnetspule 15 ist auf einen Spulenkörper 13 gewickelt, und
die Außenseite der Magnetspule 15 ist mit Kunststoff umgos
sen. Eine Spuleneinheit 16, bestehend aus der Magnetspule 15,
dem Spulenkörper 13 und dem Kunststoffmantel hat ein An
schlußelement 18, das in eine Öffnung 17 im verbreiterten
Mittelteil des Kerns 2 eingesetzt ist. Ein O-Dichtring 19 ist
zwischen dem Anschlußelement 18 und dem Kern 2 angeordnet.
Die Öffnung 17 ist mit einem Druckring 20 verschlossen, der
verhindert, daß ein Gießharz 19a in das Ventilinnere ein
dringt. Ein Ringwulst 21 aus dem Gießharz ist am Außenmantel 14
der Spuleneinheit 16 zwischen Kraftstoffdurchlaß 28 und einer oberen Auslaßöffnung 29 ausgebildet, um das Eindringen von
Kraftstoffblasen in das Ventilinnere zu verhindern. Kraft
stoff und Kraftstoffdämpfe werden durch einen Spaltraum 22
zwischen dem Kern 2 und der Spuleneinheit 16, einen oberen
Durchlaß 23 und einen unteren Durchlaß bzw. Kraftstoffkanal 24 geleitet. In einer
äußeren Ringnut 27 des Gehäuses 3 ist ein O-Dichtring 26 auf
genommen, so daß kein Kraftstoff zwischen dem Gehäuse 3 und
einem Sockel 25 strömen kann. Der Kraftstoff tritt durch
einen Durchlaß 21 in das Einspritzventil ein und der ggf.
Blasen enthaltende überschüssige Kraftstoff wird über einen
Durchlaß 25 im Gehäuse 3 abgeführt. Die Ventil-Baugruppe 4A
ist in einer zentralen Bohrung 30 des Gehäuses 3 aufgenommen.
Ferner ist im Unterteil des Gehäuses 3 eine Ausnehmung 32
ausgebildet, deren Durchmesser größer als derjenige der Boh
rung 30 für die Ventil-Baugruppe 4A ist und in der eine An
schlagscheibe 31 und das Düsenmundstück 7 angeordnet ist. Am
Gehäusemantel ist ein ringförmiger Filter 33 angeordnet, der
den Eintritt von im Kraftstoff enthaltendem Staub und Fremd
stoffen verhindert. Ein Anschlußelement 34, das Signale von
einer Steuereinheit zur Spule 15 überträgt, ist an das An
schlußelement 18 angeschlossen. Diese Anschlußelemente 34 und
18 sind am Oberende des Einspritzventils eingegossen und bil
den einen isolierstoffgekapselten Steckverbinder 35. Die Ven
til-Baugruppe 4A besteht aus dem aus Magnetwerkstoff beste
henden Anker 4, der mit dem Anker 4 verbundenen Stange 5, der
mit der Stange 5 verbundenen Ventilkugel 6 und einer an der
oberen Öffnung des Ankers 4 befestigten Führungshülse 36 aus
nichtmagnetischem Werkstoff. Die Führungshülse 36 ist an der
Innenwand 37 einer Ausnehmung im Kern 2 geführt, und die Ven
tilkugel 6 ist von einer Führungsfläche 38 im Düsenmundstück
7 geführt. Die zylindrische Führungsfläche 38 geht in die
Sitzfläche 8 über, die eine zentrale Spritzbohrung umgibt.
Das Düsenmundstück 7 hat einen hohlzylindrischen Abschnitt
40, in dem eine Dralldüse 39 zur Kraftstoffzerstäubung auf
genommen ist.
Zwischen dem Sockel 25 und dem Außenumfang des Düsenmund
stücks 7 ist ein O-Dichtring 41 vorgesehen, der in einer
Ringnut 54 am Außenumfang des Düsenmundstücks 7 sitzt.
Die Funktionsweise des Kraftstoffeinspritzventils wird
nachstehend erläutert. Die bewegliche Ventil-Baugruppe des
Einspritzventils 1 wird durch der Magnetspule 15 zugeführte
elektrische Impulse vom Ventilsitz 8 abgehoben, um Kraftstoff
einzuspritzen. Wenn die Magnetspule 15 von einem Strom durch
flossen ist, wird von dem Kern 2, dem Gehäuse 3 und dem Anker
4 ein Magnetkreis gebildet, so daß der Anker 4 in Richtung
zum Kern 2 angezogen wird. In der den Anker 4 mit der Ventil
kugel 6 verbindenden Stange 5 ist eine Längsbohrung 5a aus
gebildet, durch die das Innere der unmagnetischen Führungs
hülse 36 und die um die Ventilkugel gebildete Kraftstoffkam
mer miteinander in Verbindung stehen. Wenn sich der Anker 4
verschiebt, wird die Ventilkugel 6 von der Sitzfläche 8 abge
hoben, wodurch der Kraftstoffauslaß öffnet. Der Kraftstoff
fließt von einer Kraftstoffpumpe mit geregeltem Druck über
einen Kraftstoffkanal 57 im Sockel 25 in den Durchlaß 28, den
Filter 33 in den Strömungskanal 24 am unteren Abschnitt der
Spuleneinheit 16 und trifft auf den Außenumfang des Ankers 4.
Weiter fließt der Kraftstoff durch den Zwischenraum zwischen
der Anschlagscheibe 31 und der Stange 5 zur Außenseite 50 der
Ventilkugel 6 und zum Sitzabschnitt. Der Kraftstoff wird
durch eine Wirbelbohrung 58 in der Dralldüse 39 in eine Saug
leitung eingespritzt.
Die Ventil-Baugruppe 4A des dargestellten Kraftstoffein
spritzventils wird von der Ventilkugel 6 und der im Anker 4
befestigten Führungshülse 36 geführt, so daß eine ausrei
chende Führungslänge auch dann sichergestellt ist, wenn die
Gesamtlänge der Ventil-Baugruppe 4A aus Gründen der Gewichts
verringerung verkürzt ist. Da die Führungshülse aus nichtma
gnetischem Werkstoff besteht, können die zum Anziehen der
Ventil-Baugruppe benötigte Zeit verringert, das Ansprechver
halten verbessert und der dynamische Bereich für die Ein
spritzmenge erweitert werden. Die Führungshülse 36 kann auch
auf dem Außenumfang des Kerns 2 geführt sein und kann jede
Form haben, sofern sie an wenigstens drei Stellen am Kern
entlanggleitet. Außerdem kann die Führungshülse statt im An
ker am Kern befestigt sein.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist der Hub der
Ventilkugel 6 bestimmt durch den Spalt G zwischen einer unte
ren Endfläche 2d des Kernunterteils 2a und einer oberen End
fläche 4a des Ankers 4. Somit wird die Ventil-Baugruppe um
einen Abstand hin- und herbewegt, der gleich dem Spalt G ist.
Dabei schlägt die untere Endfläche 2d des Kerns 2 ständig ge
gen die obere Endfläche des Ankers 4, wodurch diese Endflä
chen 2d und 4a von Kern 2 und Anker 4 im Lauf der Zeit einem
Verschleiß unterliegen. Um verschleißbedingten Hubänderungen
entgegenzuwirken, können die Endflächen mit einem wider
standsfähigen Belag beschichtet sein.
Claims (5)
1. Elektromagnetisches Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, bestehend
aus
einem Gehäuse (3) aus magnetisierbarem Material mit einem radialen Kraftstoffdurchlaß (28), der am Außen umfang einer im Gehäuse (3) befestigten Magnetspule (15) endet,
einem Kern (2) aus magnetisierbarem Material, dessen verbreiterter Mittelteil (2a) mit der Innenwand des Gehäuses (3) oberhalb der Magnetspule (15) dicht verbun den ist und dessen hohlzylindrischer Unterteil (2b) in den zentralen Innenraum der Magnetspule (15) hineinragt, und
einem in der zentralen Bohrung (30) des Gehäuses (3) axial verschiebbaren und in Schließrichtung federbela steten, im Kern (2) geführten Anker (4), der mit einer die Ausspritzöffnung (58) steuernden im Düsenmundstück (7) geführten Ventilkugel (6) verbunden ist,
wobei der radiale Kraftstoffdurchlaß (28) im Gehäuse (3) mit einem vom Boden der Ringspule (16) und einer radialen Fläche im Gehäuse (3) begrenzten Kraftstoff kanal (24) in Strömungsverbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß bei geöffnetem Ventil der Kraftstoff in das Ventil durch den Kraftstoffdurchlaß (28) eintritt, durch einen zwi schen Magnetspule (15) und Gehäuse (3) gebildeten Spalt raum in den Strömungskanal (24) geführt wird, auf den Außenmantel des Ankers (4) trifft und weiter entlang des Außenmantels des mit einer Stange (5) fest verbundenen Ankers (4) in einen die Stange (5) umgebenden und zur Spritzöffnung (58) führenden axialen Ringkanal (30) strömt, wobei die Ventilkugel (6) mit dem unteren Ende der Stange (5) fest verbunden ist.
einem Gehäuse (3) aus magnetisierbarem Material mit einem radialen Kraftstoffdurchlaß (28), der am Außen umfang einer im Gehäuse (3) befestigten Magnetspule (15) endet,
einem Kern (2) aus magnetisierbarem Material, dessen verbreiterter Mittelteil (2a) mit der Innenwand des Gehäuses (3) oberhalb der Magnetspule (15) dicht verbun den ist und dessen hohlzylindrischer Unterteil (2b) in den zentralen Innenraum der Magnetspule (15) hineinragt, und
einem in der zentralen Bohrung (30) des Gehäuses (3) axial verschiebbaren und in Schließrichtung federbela steten, im Kern (2) geführten Anker (4), der mit einer die Ausspritzöffnung (58) steuernden im Düsenmundstück (7) geführten Ventilkugel (6) verbunden ist,
wobei der radiale Kraftstoffdurchlaß (28) im Gehäuse (3) mit einem vom Boden der Ringspule (16) und einer radialen Fläche im Gehäuse (3) begrenzten Kraftstoff kanal (24) in Strömungsverbindung steht,
dadurch gekennzeichnet, daß bei geöffnetem Ventil der Kraftstoff in das Ventil durch den Kraftstoffdurchlaß (28) eintritt, durch einen zwi schen Magnetspule (15) und Gehäuse (3) gebildeten Spalt raum in den Strömungskanal (24) geführt wird, auf den Außenmantel des Ankers (4) trifft und weiter entlang des Außenmantels des mit einer Stange (5) fest verbundenen Ankers (4) in einen die Stange (5) umgebenden und zur Spritzöffnung (58) führenden axialen Ringkanal (30) strömt, wobei die Ventilkugel (6) mit dem unteren Ende der Stange (5) fest verbunden ist.
2. Einspritzventil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnetspule (15) durch einen an ihrem Außen
mantel (14) angeformten Ringwulst (21) im Gehäuse (3)
abgestützt ist, der zwischen dem Kraftstoffdurchlaß (28)
und einer oberen Auslaßöffnung (29) für den überschüssi
ge Gasblasen enthaltenden Kraftstoff angeordnet ist.
3. Einspritzventil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in axialer Verlängerung des Ringraums (30) nach oben
zwischen dem Innenmantel der Magnetspule (15) und dem
Außenmantel des Kernunterteils (2b) ein Spaltraum (22)
zum Ableiten von aufsteigenden Dampfblasen ausgebildet
ist, der über Querkanäle (23) am oberen Spulenende mit
der Auslaßöffnung (29) verbunden ist.
4. Einspritzventil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Kraftstoffeinlaß (28) ein Filter (33) ange
ordnet ist.
5. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem vom auftreffenden Kraftstoff beaufschlagten
Abschnitt des Ankers (4) eine Führungshülse (36) aus un
magnetischem Material angeordnet ist, die mit ihrem
freien Teil in den hohlzylindrischen Unterteil (2b) des
Kerns (2) eingreift.
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