DE4140070C2 - Fuel injection valve for internal combustion engines - Google Patents

Fuel injection valve for internal combustion engines

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Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a fuel injection valve for Internal combustion engines according to the preamble of the claim 1 specified characteristics.

Aus der DE 29 32 433 A1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer im Ventilkörper längsverschiebbar angeordneten Ventilnadel bekannt, die sich aus einem Nadelschaft, aus übereinander­ liegenden Führungsbünden und aus einem Nadelzapfen zusammen­ setzt. Die Führungsbünde sind mit angeschliffenen Flächen zur Bildung von freien Durchlaßquerschnitten für den zum Ventilsitz strömenden Kraftstoff versehen.DE 29 32 433 A1 describes a fuel injection valve a valve needle arranged longitudinally displaceably in the valve body known, consisting of a needle shaft, from one another lying guide collars and composed of a needle pin puts. The guide collars are with ground surfaces Formation of free passage cross sections for the Provide the valve seat with flowing fuel.

Während des Betriebes der Brennkraftmaschine sind in manchen Fällen schlechte Abgaswerte oder überhitzte Abgasanlagen durch undichte Einspritzventile nicht zu vermeiden. Ursache hierfür sind Schmutzpartikel, die durch die Kraftstoffströmung bis vor den Ventilsitz gelangen. Diese Verunreinigungen, wie Späne, Grate können bei der Montage des Einspritzventiles entstehen. Schmutzablagerungen können aber auch bei unvollständig gereinigten Einspritzventilen auftreten. Beim Öffnen des Ventiles gelangen die Schmutzpartikel in den engen Ventilspalt und setzen sich beim Nadelschließen fest. Die Folge dieses am Ventilsitz örtlich vorhandenen Partikels ist ein undichter Ventilsitz.During the operation of the internal combustion engine are in some Cases of poor exhaust gas values or overheated exhaust systems unavoidable injector leaks. Cause of this are dirt particles caused by the fuel flow up front get the valve seat. These contaminants, like chips, Burrs can occur when installing the injector. Dirt deposits can also be incomplete cleaned injection valves occur. When opening the Valves get the dirt particles into the narrow valve gap and get stuck when closing the needle. The consequence of this on Valve seat of locally present particle is leaking Valve seat.

Aus der GB 2 220 984 ist ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, das eine Ventilnadel mit einem fertigungsaufwendigen Nadelschaft mit langgestreckten Anflächungen aufweist, die bis zu einem Führungsbund reichen, an den sich ein zum Austritt hin verjüngender Nadelzapfen anschließt. Der ebenfalls mit Anflächungen versehene Führungsbund bildet gemeinsam mit der Wand des Ventilkörpers einen engen Spalt, der als Filter für im Kraftstoff mitgeführte Verunreinigungen wirkt. Durch den engen Spalt treten jedoch Drosselverluste auf, die zum Druckabfall im Spritzloch führen mit der Gefahr der Dampfblasenbildung. Es er­ gibt sich eine ungünstige Kraftstoffaufbereitung.From GB 2 220 984 a fuel injection valve is known which is a valve needle with a needle shaft that is expensive to manufacture with elongated flats, up to one Leadership covenant to reach the exit tapering needle pin connects. The one with  Flattened guide band forms together with the Wall of the valve body has a narrow gap, which acts as a filter for the Impurities carried by the fuel act. Because of the narrow However, throttling losses occur in the gap, leading to pressure drop in the Spray hole lead with the risk of vapor bubble formation. It he there is an unfavorable fuel preparation.

Das Kraftstoffeinspritzventil gemäß DE 82 07 852 U1 enthält einen ringförmigen Filterkörper in einer Ringnut im oberen Bereich des Ventilkörpers, um im Kraftstoff mitgeführte Schmutz­ partikel rechtzeitig aufzufangen.The fuel injector according to DE 82 07 852 U1 contains an annular filter body in an annular groove in the upper Area of the valve body to keep dirt in the fuel catch particles in time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kraftstoffeinspritzventil der gattungsgemäßen Art (GB 2 220 984) solche Maßnahmen vorzusehen, durch die einerseits ein unge­ störter bzw. ungehinderter Kraftstofffluß und andererseits ein Abfangen der im Kraftstoff mitströmenden Schmutzpartikel dauer­ haft gewährleistet wird.The invention is based, with one Fuel injection valve of the generic type (GB 2 220 984) to provide such measures, on the one hand, an unsafe disturbed or unimpeded fuel flow and on the other Interception of the dirt particles flowing in the fuel takes a long time is guaranteed.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmale.To solve the problem serve the in the characterizing part of the patent pronounced 1 specified characteristics.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich neben einem ungestörten Kraftstofffluß auch ein gegen Schmutzpartikel weniger anfälliges Kraftstoffeinspritzventil. In der Kraftstoff­ strömung mitgeführte Verunreinigungen werden rechtzeitig strom­ auf des Ventilsitzes im Düsenendbereich in einem Sackvolumen abgefangen und festgehalten. Der Kraftstoff strömt ungehindert vom Sackvolumen über die Hülse in die Ringkammer.The measures according to the invention result in addition to a undisturbed fuel flow also against dirt particles less susceptible fuel injector. In the fuel Impurities carried along in the flow become current in good time on the valve seat in the nozzle end area in a bag volume intercepted and held. The fuel flows freely from the bag volume through the sleeve into the annular chamber.

Aus der DE-PS 8 87 893 ist ein Kraftstoffeinspritzventil bekannt, bei dem Kraftstoff aus einem Ringraum über einen kegelig nach innen entgegen der Spritzrichtung ansteigenden Drosselringspalt zwischen Ventilnadel und Ventilsitz im Ventilkörper in eine mittige, als Kuppel oder Ringrinne ausgebildete Höhlung der Ventilnadel übertritt, zurückgeworfen wird und durch das Spritzloch fein zerstäubt austritt. Ein derartiges Kraftstoff­ einspritzventil ist gegen im Kraftstoff mitgeführte Schmutz­ partikel nicht geschützt, da diese bis zum Ventilsitz mitge­ rissen werden und somit den für einen einwandfreien Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlichen dichten Ventilsitz gefährden.From DE-PS 8 87 893 a fuel injection valve is known in the fuel from an annulus after a conical after throttle ring gap increasing counter to the spray direction between valve needle and valve seat in the valve body in a central, formed as a dome or ring gutter Valve needle passes, is thrown back and by the Spray hole emerges atomized. Such a fuel  Injector is against dirt carried in the fuel Particles are not protected, as they are included in the valve seat will be torn and thus the proper operation of the Endanger the tight valve seat required for the internal combustion engine.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.In the subclaims there are still further developments Invention specified.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are in the drawing shown and explained in more detail below. Show it:

Fig. 1 ein bekanntes Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt, Fig. 1 shows a known fuel injection valve in longitudinal section;

Fig. 2 und 3 verschiedene Ausgestaltungen des Erfindungsgegen­ standes jeweils in geschnittener Darstellung. Figs. 2 and 3 different embodiments of the subject invention, respectively in a sectional view.

In Fig. 1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil 1 für eine gemisch­ verdichtende Brennkraftmaschine gezeigt, dessen in einem Ventilkörper 2 längsverschiebbar geführte Ventilnadel 3 aus einem Nadelschaft 4a und einem Nadelzapfen 4b mit kegelförmiger Sitzfläche 5 besteht, welche auf einem entsprechend ausge­ bildeten kegelförmigen Ventilsitz 6 dichtend aufliegt. Mit 7 ist ein Spritzloch und mit 8 sind in das nicht näher darge­ stellte Saugrohr der Brennkraftmaschine mündende Zumeßstellen bezeichnet.In Fig. 1, a fuel injection valve 1 for a mixture-compressing internal combustion engine is shown, the valve needle 3 of which is longitudinally displaceably guided in a valve body 2 and consists of a needle shaft 4 a and a needle pin 4 b with a conical seat surface 5 , which seals on a correspondingly formed conical valve seat 6 lies on. With 7 is a spray hole and 8 are in the not shown Darge set intake pipe of the internal combustion engine opening metering points.

Die Ventilnadel 3 weist an ihrem Nadelschaft 4a übereinander­ liegende Führungsbünde 9 und 10 auf, die an der zylindrischen Wand 11 des Ventilkörpers 2 gleitend anliegen und mit am Umfang verteilten Anflächungen 12, 13 für den Kraftstoffdurchlaß 14, 15 versehen sind.The valve needle 3 has on its needle shaft 4 a superimposed guide collars 9 and 10 which slide against the cylindrical wall 11 of the valve body 2 and are provided with circumferentially distributed flats 12 , 13 for the fuel passage 14 , 15 .

Zwischen dem untenliegenden ventilsitzseitigen Führungsbund 10 und dem Ventilsitz 6 ist eine den Nadelzapfen 4b umgebende Hülse 22 angeordnet, die mit dem Ventilkörper 2 verbunden ist. Die Hülse 22 bildet gemeinsam mit einer Ausnehmung im Ventilkörper 2 eine in Richtung zum Führungsbund 10 offene Ringkammer 24. Between the underlying valve-seat-side guide collar 10 and the valve seat 6 is disposed a needle pin 4 b surrounding sleeve 22 which is connected to the valve body. 2 The sleeve 22 forms, together with a recess in the valve body 2, an annular chamber 24 which is open in the direction of the guide collar 10 .

Zwischen der Hülse 22 und dem Nadelzapfen 4b ist ein Spalt 23 für den Kraftstoffdurchtritt vorgesehen. Die Hülse 22 ist an­ nähernd bis zum Führungsbund 10 hochgezogen, so daß sich zwischen dem freien Ende der Hülse 22 und einer Ringnut 25 am Übergang vom Nadelzapfen 4b zum Nadelschaft 4a ein Kraftstoffübertritt von der Ringkammer 24 zum Spalt 23 ergibt. Der Spalt 23 ist so bemessen, daß ein einwandfreier Kraftstoff­ durchtritt gegeben ist. Im Kraftstoff mitgeführte Schmutz­ partikel, z. B. Späne, werden in der Ringkammer 24 abgefangen und gefährden somit nicht den für einen weitgehend störungsfreien Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlichen dichten Ventilsitz 6.Between the sleeve 22 and the needle pin 4 b, a gap 23 is provided for the passage of fuel. The sleeve 22 is pulled up to the guide collar 10 , so that there is a passage of fuel from the annular chamber 24 to the gap 23 between the free end of the sleeve 22 and an annular groove 25 at the transition from the needle pin 4 b to the needle shaft 4 a. The gap 23 is dimensioned so that a perfect fuel passes through. Dirt particles carried in the fuel, e.g. B. chips are intercepted in the annular chamber 24 and thus do not endanger the tight valve seat 6 required for largely trouble-free operation of the internal combustion engine.

Gegenüber dem Kraftstoffeinspritzventil 1 gemäß Fig. 1, dessen Ventilkörper 2 und Hülse 22 einstückig ausgeführt sind, bildet die Hülse 22 des Kraftstoffeinspritzventiles nach Fig. 2 ein separates Bauteil. Gemäß Fig. 3 ist der untere Teil des Ventil­ körpers 2 als separates Bauteil 2a ausgebildet, welches das Spritzloch 7, den Ventilsitz 6 und die Hülse 22 aufweist.Compared to the fuel injection valve 1 according to FIG. 1, the valve body 2 and sleeve 22 of which are made in one piece, the sleeve 22 of the fuel injection valve according to FIG. 2 forms a separate component. Referring to FIG. 3, the lower part of the valve body 2 is a formed as a separate component 2 having the injection hole 7, the valve seat 6 and the sleeve 22.

In Fig. 2 ist die als Schutzwand wirkende Hülse 22 ein in den Ventilkörper 2 eingepreßter Stahlring oder ein eingeclipster Kunststoffring.In Fig. 2, the sleeve 22 acting as a protective wall is a steel ring pressed into the valve body 2 or a clipped plastic ring.

Bei allen Ausführungsbeispielen bildet der Ringraum 24 somit ein Sackvolumen bzw. ein Totwassergebiet für vorhandene Schmutz­ partikel, die von dem strömenden Kraftstoff durch den mäander­ förmigen Strömungsverlauf nicht mitgerissen werden.In all exemplary embodiments, the annular space 24 thus forms a sack volume or a dead water area for existing dirt particles which are not entrained by the flowing fuel through the meandering flow pattern.

Claims (4)

1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit einem Ventilkörper und einer darin ausgebildeten Längsbohrung, in welcher eine aus Nadelschaft und Nadelzapfen bestehende Ventil­ nadel verschiebbar angeordnet ist, mit einem Spritzloch und einem diesem zugeordneten, kegelförmigen Ventilsitz im Ventil­ körper, sowie mit einem an der Ventilnadel nahe dem Nadelzapfen vorgesehenen Führungsbund, welcher Aussparungen für den Durch­ tritt von Kraftstoff in Richtung auf das Spritzloch aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilsitz (6) und dem Führungsbund (10) eine den Nadelzapfen (4b) umgebende Hülse (22) angeordnet ist, welche mit dem Ventilkörper (2) verbunden ist und zusammen mit einer Ausnehmung im Ventilkörper (2) eine in Richtung zum Führungs­ bund (10) offene Ringkammer (24) bildet, daß zwischen der Hülse (22) und dem Nadelzapfen (4b) ein Spalt (23) für den Durchtritt des Kraftstoffs zum Spritzloch (7) vorgesehen ist, und daß sich die Hülse (22) bis zum Führungsbund (10) erstreckt, wobei der Kraftstoff zwischen der Ausnehmung und dem Spritzloch mäanderförmig strömt.1. Fuel injection valve for internal combustion engines, with a valve body and a longitudinal bore formed therein, in which a valve stem consisting of needle shaft and needle pin is slidably arranged, with a spray hole and an associated conical valve seat in the valve body, and with one close to the valve needle the needle pin provided guide collar, which has recesses for the passage of fuel in the direction of the spray hole, characterized in that a sleeve ( 22 ) surrounding the needle pin ( 4 b) is arranged between the valve seat ( 6 ) and the guide collar ( 10 ) , which is connected to the valve body ( 2 ) and together with a recess in the valve body ( 2 ) forms an annular chamber ( 24 ) open towards the guide collar ( 10 ), that between the sleeve ( 22 ) and the needle pin ( 4 b) a gap ( 23 ) for the passage of fuel to the spray hole ( 7 ) is provided, and that the sleeve ( 22 ) extends to the guide collar ( 10 ), the fuel flowing in a meandering manner between the recess and the spray hole. 2. Verwendung eines Kraftstoffeinspritzventils nach Anspruch 1 für eine gemischverdichtende Brennkraftmaschine.2. Use of a fuel injection valve according to claim 1 for a mixture-compressing internal combustion engine. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (22) ein separates Bauteil bildet. 3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the sleeve ( 22 ) forms a separate component. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil des Ventilkörpers (2) als ein separates Bauteil ausgebildet ist, welches das Spritzloch (7), den Ventilsitz (6) und die Hülse (22) aufweist.4. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the lower part of the valve body ( 2 ) is designed as a separate component which has the spray hole ( 7 ), the valve seat ( 6 ) and the sleeve ( 22 ).
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