DE4432076A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist schon ein elektromagnetisch betätigbares Ventil zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches in eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine aus der US-PS 4 957 241 bekannt, bei dem zwischen einem Düsenkörper und einer Schutzkappe eine Abstandsplatte zur Luftmengenbeeinflussung eingebaut ist. Die Abstandsplatte zwischen Düsenkörper und Schutzkappe besitzt eine zentrale Öffnung, in die das stromabwärtige Zapfenende einer Ventilnadel eintaucht. Die Luftzufuhr zu dem aus einem Brennstoffkanal austretenden Brennstoff erfolgt über Luftkanäle und Luftkammern. Dabei wird die radiale Luftzufuhr zum Zapfen der Ventilnadel durch die Höhe von Abstandsnoppen bestimmt. Letztlich wird aber durch die Größe des sich in axialer Richtung erstreckenden Ringspaltes zwischen dem Zapfen der Ventilnadel und dem Umfang der Öffnung in der Abstandsplatte die Menge und die Zusammensetzung des Brennstoff-Luft-Gemisches festgelegt.

Aus der US-PS 4 925 110 ist bereits ein Einspritzventil bekannt, das an seinem stromabwärtigen Ende einen einteiligen Vorsatzkörper aufweist, der einen Strahlteiler beinhaltet. An einer Strahlteilerkante wird der aus einem Abspritzloch aus tretende Brennstoff zerrissen und auf zwei Abspritzräume aufgeteilt. Dabei erfolgt jedoch keine Zufuhr eines Gases zur verbesserten Zerstäubung des Brennstoffs. Die Brennstoffstrahlen verlassen nach der Aufteilung durch die Wirkung des Strahlteilers den Vorsatzkörper in verschiedene Richtungen.

Außerdem ist auch aus der DE-OS 41 08 279 bereits bekannt, einen Vorsatzkörper stromabwärts eines Ventilsitzes anzuordnen. Der aus einer Düse säulenförmig (Schnurstrahl) austretende Brennstoff gelangt unmittelbar in ein Zerstäubungsloch des Vorsatzkörpers, wo er von aus in den Seitenwänden eingebrachten Unterstützungsluftkanälen ausströmender Luft getroffen und aufbereitet wird. Der Vorsatzkörper besitzt jedoch keine Einrichtung zur Aufteilung des Brennstoffs. Deshalb ist das Einspritzventil zur Abspritzung von Brennstoff gezielt in verschiedene Richtungen, beispielsweise auf zwei Einlaßventile einer Brennkraftmaschine, ungeeignet.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß sehr einfach und kostengünstig eine sehr gute Zerstäubung von Brennstoff durch eine gezielte Gaszufuhr erreicht wird, ohne daß eine gewünschte Mehrstrahligkeit des Brennstoffs verloren geht. Dies ist durch einen konstruktiv einfach gestalteten Vorsatzkörper möglich, der sehr einfach am Brennstoffeinspritzventil montierbar und demontierbar ist. Außerdem ergibt sich aus der mehrteiligen konstruktiven Ausgestaltung des Vorsatzkörpers eine große Variantenvielfalt, die eine Beeinflussung des Gasdurchsatzes und der Strahlrichtung des Brennstoffs sehr schnell, einfach und kostengünstig zuläßt.

Besonders vorteilhaft ist es, den Vorsatzkörper zweiteilig, nämlich aus einem rohrförmigen Trägerteil und einem in eine Durchgangsöffnung des Trägerteils einsetzbaren Einsatzteil auszubilden. Während das Trägerteil der Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils zu einer Ansaugleitung, der Befestigung des Vorsatzkörpers am Brennstoffeinspritzventil und der Gaszufuhr bis zur inneren Durchgangsöffnung dient, ist das Einsatzteil hauptsächlich für die Aufteilung des Brennstoffs verantwortlich. Das als Strahlteiler dienende Einsatzteil sorgt dafür, daß eine Mehrstrahligkeit des Brennstoffeinspritzventils aufrechterhalten beziehungsweise verstärkt wird, so daß beispielsweise zwei Einlaßventile, insbesondere eines Zylinders einer Brennkraftmaschine versorgt werden können.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

Von Vorteil ist es außerdem, das Einsatzteil in der Durchgangsöffnung des Trägerteils so anzuordnen, daß es mit einer oberen ringförmigen Stirnfläche an einer Abspritzöffnungen aufweisenden Spritzlochscheibe anliegt. Damit wird verhindert, daß Brennstoff radial nach außen zwischen den Ventilsitzträger und das Einsatzteil wandert. Die Zweiteiligkeit des Vorsatzkörpers gewährleistet in vorteilhafter Weise, daß unabhängig von den Toleranzen eines Ventilsitzträgers, des Trägerteils, des Einsatzteils und der Lage der Spritzlochscheibe gegenüber dem Ventilsitzträger das Einsatzteil immer an der Spritzlochscheibe anliegt.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung sieht vor, daß das Einsatzteil mit wenigstens zwei gekrümmten Mantelflächen ausgebildet ist, wobei der Krümmungsradius dem Radius der Durchgangsöffnung des Trägerteils entspricht. Somit ist eine Führung des axial verschiebbaren Einsatzteils über seine gesamte axiale Länge in der Durchgangsöffnung gewährleistet. Neben den zwei gekrümmten Mantelflächen bilden zwei beispielsweise ebene Begrenzungsflächen, die von einer als Strahlteiler dienenden Schneide ausgehend divergieren, den verbleibenden Teil der Außenkontur, so daß das Einsatzteil die Form eines Keiles besitzt.

Außerdem kann es von Vorteil sein, daß Einsatzteil in Stiftform auszubilden, wobei das stiftförmige Einsatzteil einen kreisförmigen Querschnitt oder einen viereckigen Querschnitt aufweisen kann. In einem mittleren Bereich ist dieser Querschnitt durch einen beispielsweise keilförmigen Strahlteilungsabschnitt unterbrochen, an dem die Aufteilung des Brennstoffs erfolgt. Der wenigstens eine im Trägerteil vorgesehene Gaszufuhrkanal ist dabei in vorteilhafter Weise direkt auf den Strahlteilungsabschnitt des Einsatzteils gerichtet.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Vorsatzkörpers ist dadurch charakterisiert, daß das zylinderförmige Einsatzteil an seinem Umfang einen Ringkanal aufweist, in den das Gas aus den Gaszufuhrkanälen des Trägerteils einströmen kann. Das axial durch den Ringkanal strömende Gas wird dann an der Spritzlochscheibe umgelenkt und radial in einen axial engen Gasringspalt geleitet. Die axiale Ausdehnung des Gasringspalts wird durch die Einschubtiefe des Einsatzteils festgelegt und ist also noch so lange variierbar, bis eine Fixierung des Einsatzteils vorgenommen wird. Die Zerstäubungsergebnisse sind bei dieser Anordnung mit der Gaszumessung nahe der Abspritzöffnungen besonders gut.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein teilweise dargestelltes Brennstoffeinspritzventil mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Vorsatzkörpers, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Vorsatzkörpers, Fig. 3 ein Einsatzteil dieses Vorsatzkörpers, Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Vorsatzkörpers, Fig. 5 ein Einsatzteil mit einem kreisförmigen Querschnitt, Fig. 6 ein Einsatzteil mit einem viereckigen Querschnitt und Fig. 7 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Vorsatzkörpers.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen teilweise und vereinfacht dargestellt. Das Einspritzventil hat einen rohrförmigen Ventilsitzträger 1, in dem konzentrisch zu einer Ventillängsachse 2 eine Längsöffnung 3 ausgebildet ist. In der Längsöffnung 3 ist eine zum Beispiel rohrförmige Ventilnadel 5 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen Ende 6 mit einem zum Beispiel kugelförmigen Ventilschließkörper 7, an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 8 zum Vorbeiströmen des Brennstoffs vorgesehen sind, verbunden ist.

Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 5 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder beziehungsweise Schließen des Einspritzventils dient ein 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 zum Beispiel eine Schweißnaht mittels eines Lasers verbunden und auf den Kern 12 ausgerichtet. Die Magnetspule 10 umgibt den Kern 12, der beispielsweise das Ende eines nicht näher gezeigten Einlaßstutzens darstellt, der der Zufuhr des mittels des Ventils zuzumessenden Mediums, hier Brennstoff, dient.

Zur Führung des Ventilschließkörpers 7 während der Axialbewegung dient eine Führungsöffnung 15 eines Ventilsitzkörpers 16. In das stromabwärts liegende, dem Kern 12 abgewandte Ende des Ventilsitzträgers 1 ist in der konzentrisch zur Ventillängsachse 2 verlaufenden Längsöffnung 3 der zylinderförmige Ventilsitzkörper 16 dicht montiert. An seiner einen, dem Ventilschließkörper 7 abgewandten unteren Stirnseite 17 ist der Ventilsitzkörper 16 mit einem Bodenteil 20 einer zum Beispiel topfförmig ausgebildeten Spritzlochscheibe 21 konzentrisch und fest verbunden, so daß das Bodenteil 20 mit seiner oberen Stirnseite 19 an der unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 anliegt. Die Verbindung von Ventilsitzkörper 16 und Spritzlochscheibe 21 erfolgt beispielsweise durch eine umlaufende und dichte, zum Beispiel mittels eines Lasers ausgebildete erste Schweißnaht 22. Durch diese Art der Montage ist die Gefahr einer unerwünschten Verformung des Bodenteils in seinem zentralen Bereich 24, in dem sich wenigstens zwei, beispielsweise vier durch Stanzen oder Erodieren ausgeformte Abspritzöffnungen 25 befinden, vermieden.

An das Bodenteil 20 der beispielsweise topfförmigen Spritzlochscheibe 21 schließt sich ein umlaufender Halterand 26 an. Der Halterand 26 übt eine radiale Federwirkung auf die Wandung der Längsöffnung 3 aus. Dadurch wird beim Einschieben des aus Ventilsitzkörper 16 und Spritzlochscheibe 21 bestehenden Ventilsitzteils in die Längsöffnung 3 des Ventilsitzträgers 1 eine Spanbildung am Ventilsitzteil und an der Längsöffnung 3 vermieden.

Der Halterand 26 der Spritzlochscheibe 21 ist mit der Wandung der Längsöffnung 3 beispielsweise durch eine umlaufende und dichte, zum Beispiel mittels eines Lasers ausgebildete zweite Schweißnaht 30 verbunden. Die beiden Schweißnähte 22 und 30 gewährleisten, daß der Ventilsitzkörper 16 in seiner Lage fixiert wird und der Brennstoff nicht zwischen der Längsöffnung 3 des Ventilsitzträgers 1 und dem Umfang des Ventilsitzkörpers 16 hindurch zu den Abspritzöffnungen 25 oder zwischen der Längsöffnung 3 des Ventilsitzträgers 1 und dem Halterand 26 der Spritzlochscheibe 21 hindurch unmittelbar in eine Ansaugleitung der Brennkraftmaschine strömen kann.

Die Einschubtiefe des aus Ventilsitzkörper 16 und topfförmiger Spritzlochscheibe 21 bestehenden Ventilsitzteils in die Längsöffnung 3 bestimmt die Größe des Hubs der Ventilnadel 5, da die eine Endstellung der Ventilnadel 5 bei nicht erregter Magnetspule 10 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 7 an einer Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 16 festgelegt ist. Um den Hub der Ventilnadel 5 einzustellen, ist der Bereich der Spritzlochscheibe 21 zwischen den beiden Schweißnähten 22 und 30 verbiegbar, so daß eine axiale Verschiebung des Ventilsitzkörpers 16 durch eine axiale Kraftaufbringung an der Spritzlochscheibe 21 parallel zur Ventillängsachse 2 möglich ist. Die andere Endstellung der Ventilnadel 5 wird bei erregter Magnetspule 10 beispielsweise durch die Anlage des Ankers 11 an dem Kern 12 festgelegt. Der Weg zwischen diesen beiden Endstellungen der Ventilnadel 5 stellt somit den Hub dar.

Der kugelförmige Ventilschließkörper 7 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 16 zusammen, die in axialer Richtung zwischen der Führungsöffnung 15 und der unteren Stirnseite 17 des Ventilsitzkörpers 16 ausgebildet ist.

Zur Zuführung und Zumessung eines Gases, das der verbesserten Aufbereitung und Zerstäubung des Brennstoffs dient, ist am stromabwärtigen Ende des Einspritzventils ein Vorsatzkörper 33 beispielsweise aus Kunststoff vorgesehen. Als Gas kann zum Beispiel die durch einen Bypass vor einer Drosselklappe in einem Saugrohr der Brennkraftmaschine abgezweigte Saugluft, durch ein Zusatzgebläse geförderte Luft, aber auch rückgeführtes Abgas der Brennkraftmaschine oder eine Mischung von Luft und Abgas verwendet werden. Die Verwendung rückgeführten Abgases ermöglicht eine Reduzierung der Schadstoffemission der Brennkraftmaschine. Die Zuführung des Gases bis hin zu dem Vorsatzkörper 33 ist in den Figuren nur teilweise dargestellt.

Der Vorsatzkörper 33 ist zweiteilig ausgebildet, wobei ein rohrförmiges Trägerteil 35 das stromabwärtige Ende des Ventilsitzträgers 1 radial umgibt und beispielsweise durch Einrasten an diesem befestigt ist. Das Trägerteil 35 erstreckt sich in axialer Richtung auch noch stromabwärts einer stromabwärtigen, abspritzseitigen, der Magnetspule 10 abgewandten Stirnfläche 37 des Ventilsitzträgers 1, wobei das gestufte Trägerteil 35 mit einer Schulter 38 an dieser Stirnfläche 37 anliegt. Ein in das Trägerteil 35 einsetzbares Einsatzteil 40 mit einer weitgehend zylindrischen Außenkontur besitzt vornehmlich die Aufgabe der Strahlteilung des Brennstoffs.

Das gestufte rohrförmige Trägerteil 35 gliedert sich in drei axial hintereinander angeordnete Abschnitte, die jeweils andere Funktionen erfüllen. Ein oberer, also der Magnetspule 10 zugewandter Trägerabschnitt 42 besitzt dabei eine vollständig zylindrische Kontur mit einem weitgehend konstanten Außendurchmesser. Der Trägerabschnitt 42 dient dem Befestigen des Vorsatzkörpers 33 am Ventilsitzträger 1, da er das stromabwärtige Ende des Ventilsitzträgers 1 vollständig radial umgibt. Der rohrförmige Trägerabschnitt 42 liegt mit seiner inneren Begrenzung über fast seine gesamte Länge an der Außenkontur des Ventilsitzträgers 1 an, wobei an seinem oberen Ende 43 eine Fase 44 eingebracht sein kann, um die Montage des Vorsatzkörpers 33 zu vereinfachen. Das Trägerteil 35 wird an dem Einspritzventil, speziell an dem Ventilsitzträger 1 durch radiales Verstemmen befestigt. Dadurch wird eine im Trägerabschnitt 42 zum Beispiel in der Mitte seiner axialen Erstreckung umlaufend ausgebildete, von der Innenwandung sich radial in Richtung Ventillängsachse 2 erstreckende und eine geringe Höhe aufweisende Wulst 45 gebildet, die in eine umlaufende Nut 47 am Ventilsitzträger 1 greift. Außerdem sind weitere Verbindungsarten des Vorsatzkörpers 33 am Ventilsitzträger 1 anstelle des Verstemmens denkbar, wie zum Beispiel Einrasten, Einschnappen, Kleben, Schweißen oder Aufschrumpfen. Ferner ist eine Verdrehsicherung des Vorsatzkörpers 33 durch ein Rändel oder Flächen im Nutgrund der Nut 47 am Ventilsitzträger 1 möglich.

Beginnend mit der Schulter 38 schließt sich unmittelbar an den Trägerabschnitt 42 stromabwärts ein Gaszufuhrabschnitt 48 an. Der Gaszufuhrabschnitt 48 ist ebenfalls rohrförmig ausgebildet und hat beispielsweise den gleichen Außendurchmesser wie der Trägerabschnitt 42. Die innere Begrenzung des Gaszufuhrabschnitts 48 liegt jedoch radial weiter zur Ventillängsachse 2 eingerückt, und zwar um den Betrag der Breite der Schulter 38. Der Gaszufuhrabschnitt 48 und ein sich stromabwärts an diesen anschließender Dichtabschnitt 50 des Trägerteils 35 bilden eine Durchgangsöffnung 51, die beispielsweise den gleichen Durchmesser aufweist wie die Längsöffnung 3 des Ventilsitzträgers 1 stromabwärts der Spritzlochscheibe 21. Im Gaszufuhrabschnitt 48 sind beispielsweise zwei radial verlaufende Gaszufuhrkanäle 53 ausgebildet, die senkrecht oder geneigt, wie in Fig. 1 gezeigt, zur Ventillängsachse 2 verlaufen können. Sie dienen der Gaszufuhr von außerhalb des Vorsatzkörpers 33 bis hin zum Einsatzteil 40.

Der den stromabwärtigen Abschluß des Trägerteils 35 bildende Abschnitt ist der Dichtabschnitt 50, der hauptsächlich eine Ringnut 54 aufweist, in die ein Dichtring 55 einsetzbar ist. Die Ringnut 54 wird axial durch den Gaszufuhrabschnitt 48 und einen unteren Ringbereich 56, die den gleichen Außendurchmesser wie der Trägerabschnitt 42 aufweisen, und radial durch einen Nutgrund 57 begrenzt, der einen kleineren Durchmesser als den Außendurchmesser des Trägerteils 35 besitzt. Der Dichtring 55 dient zum Abdichten zwischen dem Umfang des Vorsatzkörpers 33 beziehungsweise des Einspritzventils und einer nur angedeuteten Ventilaufnahme 58, die beispielsweise Teil der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine ist. Da die Ventilaufnahme 58 eine größere Öffnungsweite als den Außendurchmesser des Trägerteils 35 besitzt, ist gewährleistet, daß das zur besseren Aufbereitung des Brennstoffs dienende Gas aus einem Gaseinlaßkanal 60 kommend ungehindert zu den Gaszufuhrkanälen 53 strömen kann.

In die einen konstanten Durchmesser aufweisende Durchgangsöffnung 51 ist das Einsatzteil 40 axial einschiebbar. Bei dem in der Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel ist das Einsatzteil 40 derart ausgebildet, daß es sich axial von der Spritzlochscheibe 21 bis hin zum unteren Ringbereich 56 des Trägerteils 35 erstreckt. Mit einer oberen ringförmigen Stirnfläche 62 liegt das Einsatzteil 40 unmittelbar an einer unteren Stirnseite 63 des Bodenteils 20 der Spritzlochscheibe 21 an, ohne eine Kraft auf die Spritzlochscheibe 21 auszuüben. Das Trägerteil 35 und das Einsatzteil 40 weisen z. B. nicht näher dargestellte Führungselemente (Nuten, Erhöhungen) auf, durch die garantiert wird, daß eine exakte Lagepositionierung von Abspritzkanälen 66 im Einsatzteil 40 gegenüber den Abspritzöffnungen 25 der Spritzlochscheibe 21 erreicht ist. Durch die ringförmige Stirnfläche 62 wird ein Abspritzraum 65 mit geringer axialer Erstreckung und beispielsweise kreisförmigem Querschnitt umschlossen. Der Abspritzraum 65 folgt stromabwärts dem zentralen Bereich 24 der Spritzlochscheibe 21 mit den Abspritzöffnungen 25.

Aus dem Abspritzraum 65 heraus verlaufen zum Beispiel zwei Abspritzkanäle 66, die beispielsweise zylindrisch ausgeführt sind. Die Neigung der Abspritzkanäle 66 zur Ventillängsachse 2 bestimmt den Strahlwinkel des abzuspritzenden Brennstoffs. Durch das Verwenden unterschiedlicher Winkel der Abspritzkanäle 66 in verschiedenen Einsatzteilen 40 können so sehr einfach variable Strahlbilder erzeugt werden. Das zwischen den Abspritzkanälen 66 verbleibenden Material hat zwangsläufig eine Strahlteilungswirkung, wobei in der Ebene des Übergangs von Abspritzraum 65 zu den Abspritzkanälen 66 eine Schneide 68 liegt, die den eigentlichen Strahlteiler darstellt. Die Zweistrahligkeit, die bereits in gewisser Weise durch die Abspritzöffnungen 25 der Spritzlochscheibe 21 erzeugt wird, bleibt durch die Anordnung des als Strahlteiler dienenden Einsatzteils 40 und speziell der Schneide 68 beziehungsweise der Abspritzkanäle 66 also erhalten beziehungsweise wird verstärkt. Die Abspritzkanäle 66 sind so angeordnet bzw. ausgerichtet, daß der Brennstoff aus z. B. jeweils zwei Abspritzöffnungen 25 direkt in einen Abspritzkanal 66 trifft. Aus dem Einsatzteil 40 treten letztlich zwei völlig unabhängige Brennstoffstrahlen beziehungsweise -nebel aus, die beispielsweise auf zwei Einlaßventile der Brennkraftmaschine gerichtet sein können.

Das Einsatzteil 40 weist ungefähr in der Mitte seiner axialen Erstreckung radial verlaufende Querbohrungen 70 auf, die von einer äußeren Mantelfläche 75 des Einsatzteils 40 aus bis in jeweils einen Abspritzkanal 66 ragen. Im eingebauten Zustand des Einsatzteils 40 werden die Querbohrungen 70 vollständig oder teilweise von den beispielsweise einen größeren Öffnungsdurchmesser aufweisenden Gaszufuhrkanälen 53 im Trägerteil 35 überdeckt, so daß eine direkte Zuströmmöglichkeit für das Gas von dem Gaseinlaßkanal 60 bis zu den Abspritzkanälen 66 besteht. Die Gaszufuhrkanäle 53 und die Querbohrungen 70 verlaufen idealerweise unter dem gleichen Winkel zur Ventillängsachse 2.

Während das Einsatzteil 40 in den Bereichen, wo es vom Gaszufuhrabschnitt 48 und Dichtabschnitt 50 des Trägerteils 35 umgeben ist, einen konstanten Außendurchmesser entsprechend dem Durchmesser der Durchgangsöffnung 51 aufweist, kann ein stromaufwärtiges, der Spritzlochscheibe 21 zugewandtes Ende 71 des Einsatzteils 40 einen kleinen Außendurchmesser besitzen. Das Einsatzteil 40 ragt nur einen kleinen Betrag von der Stirnfläche 37 des Ventilsitzträgers 1 aus in Richtung Spritzlochscheibe 21 in die Längsöffnung 3 an ihrer Wandung anliegend, während das Ende 71 des Einsatzteils 40 mit radialem Abstand zur inneren Wandung der Längsöffnung 3 bis zur Stirnfläche 62 hin verläuft. Nach dem Einschieben des Einsatzteils 40 bis zum Anliegen der Stirnfläche 62 an der Spritzlochscheibe 21 wird das Einsatzteil 40 mit seinem stromabwärtigen Ende beispielsweise am unteren Ringbereich 56 des Trägerteils 35 durch eine Schweißnaht 72 fest verbunden.

Die geschilderte Zweiteiligkeit des Vorsatzkörpers 33 gewährleistet, daß unabhängig von den Toleranzen des Ventilsitzträgers 1, des Trägerteils 35, des Einsatzteils 40 und der Lage der Spritzlochscheibe 21 gegenüber dem Ventilsitzträger 1 das Einsatzteil 40 immer an der Spritzlochscheibe 21 anliegt.

Das Trägerteil 35 ist so ausgebildet, daß sehr einfach die unterschiedlichsten als Strahlteiler dienenden Einsatzteile 40 einschiebbar beziehungsweise einsetzbar sind, wie es die folgenden Ausführungsbeispiele zeigen. Eine große Variantenvielfalt ist so einfach und kostengünstig erzielbar.

In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Vorsatzkörpers 33 dargestellt, der ebenfalls zweiteilig bestehend aus dem Trägerteil 35 und dem Einsatzteil 40 ausgebildet ist, wobei das Trägerteil 35 identisch dem Trägerteil 35 des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt ist. In den weiteren Ausführungsbeispielen sind die gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel gleichbleibenden beziehungsweise gleichwirkenden Teile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In das Trägerteil 35 ist nun jedoch ein Einsatzteil 40 eingesetzt, das beispielsweise nicht an der Spritzlochscheibe 21 anliegt. Das als Strahlteiler dienende Einsatzteil 40 erstreckt sich zum Beispiel in axialer Richtung von seiner Schneide 68, die sich im Bereich der Schweißnaht 30 befindet, bis zu einem Einsatzteilboden 74, der im Bereich des unteren Ringbereichs 56 des Trägerteils 35 ausgebildet ist und somit für einen bündigen stromabwärtigen Abschluß des Vorsatzkörpers 33 sorgt.

Die Führung des axial verschiebbaren Einsatzteils 40 erfolgt über seine gesamte axiale Länge, da seine Außenkontur zumindest teilweise durch Mantelflächen 75 eines Zylinders gekennzeichnet ist, wie es die Fig. 3 näher zeigt. In der Fig. 3 ist nochmals das Einsatzteil 40 als einzelnes Bauteil dargestellt, wobei die das Einsatzteil 40 umhüllende Strichlinie die zylindrische Durchgangsöffnung 51 des Trägerteils 35 andeuten soll. Damit wird deutlich, daß die zwei Mantelflächen 75 derart gekrümmt sind, daß der Krümmungsradius dem Radius der Durchgangsöffnung 51 entspricht. Entweder können das Einsatzteil 40 und die Durchgangsöffnung 51 des Trägerteils 35 maßlich so ausgebildet sein, daß sie eine Preßpassung bilden und somit die Befestigung des Einsatzteils 40 gewährleistet ist, oder derart, daß sie eine Spielpassung bilden, wobei dann eine zusätzliche Fixierung mittels eines üblichen Befestigungsverfahrens notwendig ist. Neben den zwei gekrümmten Mantelflächen 75 bilden zwei beispielsweise ebene Begrenzungsflächen 76, die von der Schneide 68 ausgehend divergieren, den verbleibenden Teil der Außenkontur, so daß das Einsatzteil 40 die Form eines Keiles besitzt. Im Schnitt (Fig. 2) ergibt sich somit für das Einsatzteil 40 ein dreieckförmiger Querschnitt.

Durch das Einsatzteil 40 wird der durch die Durchgangsöffnung 51 bestimmte Innenraum des Trägerteils 35 in zwei gleich große Teilabspritzräume 78 aufgeteilt, so daß auch der aus den Abspritzöffnungen 25 austretende Brennstoff entsprechend aufgeteilt wird. Die Gaszufuhrkanäle 53 des Trägerteils 35 sind auf die ebenen Begrenzungsflächen 76 des Einsatzteils 40 hin gerichtet und stehen in direkter Verbindung mit den Teilabspritzräumen 78. Der die Teilabspritzräume 78 passierende Brennstoff wird von aus den Gaszufuhrkanälen 53 einströmendem Gas getroffen und besonders fein zerstäubt. Aus dem Einsatzteil 40 treten letztlich zwei völlig unabhängige Brennstoffstrahlen beziehungsweise -nebel aus, die beispielsweise auf zwei Einlaßventile der Brennkraftmaschine gerichtet sein können.

Auch bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist wieder das bekannte Trägerteil 35 vorgesehen. Das als Strahlteiler dienende Einsatzteil 40 stellt nun ein sehr einfaches, in Stiftform ausgebildetes Teil dar. Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei Beispiele von stiftförmigen Einsatzteilen 40. Die Einsatzteile 40 besitzen zum Beispiel einen kreisförmigen Querschnitt (Fig. 5) beziehungsweise einen rechteckigen/quadratischen Querschnitt (Fig. 6), wobei diese in einem mittleren Bereich, der als Strahlteilungsabschnitt 80 wirkt, durch einen beispielsweise dreieckförmigen Querschnitt unterbrochen sind. Ähnlich dem Einsatzteil 40 des zweiten Ausführungsbeispiels weisen die keilförmigen Strahlteilungsabschnitte 80 Schneiden 68 auf, von denen ausgehend zwei divergierende Begrenzungsflächen 76 stromabwärts verlaufen. Das Einsatzteil 40 durchquert die Durchgangsöffnung 51 vollständig, das heißt das Einsatzteil 40 besitzt wenigstens eine Länge, die dem Durchmesser der Durchgangsöffnung 51 entspricht.

In axialer Richtung gesehen ist das Einsatzteil 40 beispielsweise so in der Durchgangsöffnung 51 angeordnet, daß die Gaszufuhrkanäle 53 unmittelbar auf die Begrenzungsflächen 76 gerichtet sind, wobei die Gaszufuhrkanäle 53 zum Beispiel rechtwinklig zu den Begrenzungsflächen 76 verlaufen. Das in der Fig. 5 gezeigte Einsatzteil 40 mit kreisförmigem Querschnitt hat den Vorteil, das es sehr einfach in einer Bohrung des Trägerteils 35 montierbar ist. Um eine Verdrehung des Einsatzteils 40 zu verhindern, muß es noch fest mit dem Trägerteil 35 verbunden werden. Dagegen ist mit dem in der Fig. 6 dargestellten, einen viereckigen Querschnitt aufweisenden Einsatzteil 40 bereits eine Verdrehsicherung gegeben.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen zweiteiligen Vorsatzkörpers 33 ist in der Fig. 7 dargestellt. Das Trägerteil 35 ist beispielsweise wieder identisch dem Trägerteil 35 des ersten Ausführungsbeispiels ausgeführt. Im Gegensatz zu dem in der Fig. 1 gezeigten Vorsatzkörper 33 ist nun jedoch ein Einsatzteil 40 axial einschiebbar, das sich nicht unmittelbar bis zur Spritzlochscheibe 21 erstreckt und somit auch nicht dort anliegt. Vielmehr ist zwischen der oberen ringförmigen Stirnfläche 62 des Einsatzteils 40 und der unteren Stirnseite 63 des Bodenteils 20 der Spritzlochscheibe 21 ein radial verlaufender, axial enger Gasringspalt 82 gebildet.

Die axiale Ausdehnung des Gasringspaltes 82 wird durch die Einschubtiefe des Einsatzteils 40 festgelegt und ist also in vorteilhafter Weise noch so lange variierbar, bis eine Fixierung des Einsatzteils 40 in der Durchgangsöffnung 51 vorgenommen wird. Durch diese axiale Verschiebbarkeit des Einsatzteils 40 kann die Gasmenge in gewünschter Weise exakt eingestellt werden. Das axiale Maß der Erstreckung des Gasringspalts 82 bildet den Zumeßquerschnitt für das aus einem an der Mantelfläche 75 vorgesehenen Ringkanal 83 einströmende Gas, beispielsweise Aufbereitungsluft. Der Ringkanal 83 stellt einen Freiraum zwischen dem Ventilsitzträger 1 und dem Einsatzteil 40 dar und besitzt wenigstens eine so große axiale Ausdehnung, daß wenigstens eine teilweise Überdeckung mit den Gaszufuhrkanälen 53 auftritt und also das Gas ungehindert in den Ringkanal 83 strömen kann. Das durch die Gaszufuhrkanäle 53 und den Ringkanal 83 zugeführte Gas strömt durch den engen Gasringspalt 82 und trifft stromabwärts der wenigstens einen Abspritzöffnung 25 auf den abgegebenen Brennstoff. Das zugeführte Gas wird aufgrund des kleinen Querschnitts des Gasringspalts 82 stark beschleunigt und zerstäubt den Brennstoff besonders fein. Die Zerstäubungsergebnisse sind bei dieser Anordnung mit der Gaszumessung nahe der Abspritzöffnungen 25 besonders gut.

Nach dem Einschieben des Einsatzteils 40, dem Messen der durch den Gasringspalt 82 zugeführten Gasmenge und dem eventuell notwendigen axialen Korrekturverschieben des Einsatzteils 40 zur exakten Einstellung der Gasmenge wird das Einsatzteil 40 mit seinem stromabwärtigen Ende an der Wandung der Durchgangsöffnung 51 beispielsweise mittels einer Schweißnaht 72 fest verbunden. Das Einsatzteil 40 kann axial so groß sein, daß es für einen bündigen stromabwärtigen Abschluß des Vorsatzkörpers 33 sorgt oder mit einem Rückstehmaß versehen sein, so daß es, wie in der Fig. 7 zu sehen ist, stromaufwärts des stromabwärtigen Abschlusses des Trägerteils 35 endet. Im Einsatzteil 40 sind wiederum beispielsweise zwei Abspritzkanäle 66 angeordnet, die derart ausgerichtet sind, daß der Brennstoff aus den Abspritzöffnungen 25 kommend direkt in sie hinein trifft.

Alternativ zu den bereits erwähnten Führungselementen (z. B. Nuten) am Trägerteil 35 und Einsatzteil 40 zur exakten Lagepositionierung des Einsatzteils 40 bietet sich auch ein optisches Ausrichtverfahren für eine genaue Montage an (besonders bei den in den Fig. 1 und 7 dargestellten Ausführungsbeispielen). Die Ausrichtung der Spritzlochscheibe 21 erfolgt beispielsweise bereits durch eine optische Kontrolle, indem die rechteck- bzw. quadratförmig angeordneten Abspritzöffnungen 25 in eine vorbestimmte Lage im Verhältnis zu einem nicht dargestellten elektrischen Anschlußstecker des Einspritzventils gebracht werden. Für die Lagepositionierung des Einsatzteils 40 folgt dann ein ähnliches Ausrichtverfahren. Anstelle der Abspritzöffnungen 25 werden nun die stromabwärtigen Öffnungen der Abspritzkanäle 66 durch Bewegen des Einsatzteils 40 in eine vorbestimmte Lage zum Anschlußstecker gebracht, wobei die Ausrichtung mittels optischer Abtastung erfolgt. Nachfolgend wird das Einsatzteil 40 z. B. mittels Schweißen am Trägerteil 35 fixiert. Letztlich liegen die Abspritzöffnungen 25 und die Abspritzkanäle 66 in einer gewünschten definierten Lage zueinander vor.

Claims (10)

1. Brennstoffeinspritzventil zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse, mit einem bewegbaren Ventilschließkörper, mit einem Ventilsitzkörper, der eine mit dem Ventilschließkörper zusammenwirkende Ventilsitzfläche besitzt, mit wenigstens einer Abspritzöffnung stromabwärts der Ventilsitzfläche, mit einem am stromabwärtigen Ende des Einspritzventils angeordneten Vorsatzkörper, der wenigstens ein Mittel zur Gaszufuhr aufweist und aus dem ein Brennstoff-Gas-Gemisch austritt, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsatzkörper (33) von einem sich axial erstreckenden, rohrförmigen Trägerteil (35) und einem in einer Durchgangsöffnung (51) des Trägerteils (35) angeordneten Einsatzteil (40) gebildet wird, wobei das Trägerteil (35) wenigstens einen radial verlaufenden Gaszufuhrkanal (53) in seiner Wandung aufweist, der in direkter Verbindung mit der Durchgangsöffnung (51) steht, und daß das Einsatzteil (40) ein Strahlteiler ist, an dem wenigstens ein Mittel (68) vorgesehen ist, um den aus der wenigstens einen Abspritzöffnung (25) austretenden Brennstoff stromabwärts dieser Abspritzöffnung (25) in verschiedene Richtungen aufzuteilen.

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Trägerteil (35) als auch das Einsatzteil (40) aus einem Kunststoff gefertigt sind.

3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Trägerteil (35) in drei axial hintereinander angeordnete Abschnitte gliedert, und zwar in einen Trägerabschnitt (42), einen Gaszufuhrabschnitt (48) und einen Dichtabschnitt (50).

4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (40) ein zylindrischer Körper ist, der einen solchen Außendurchmesser aufweist, daß er in die Durchgangsöffnung (51) des Trägerteils (35) einschiebbar ist und zumindest teilweise an der Wandung der Durchgangsöffnung (51) anliegend vom Trägerteil (35) umgeben ist.

5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Einsatzteil (40) zwei weitgehend axial verlaufende Abspritzkanäle (66) ausgebildet sind, auf die jeweils wenigstens ein Gaszufuhrkanal (53) des Trägerteils (35) gerichtet ist, wobei die unmittelbare Gaszufuhr zu den Abspritzkanälen (66) über weitgehend radial verlaufende und eine Verbindung zwischen den Gaszufuhrkanälen (53) und den Abspritzkanälen (66) herstellende Querbohrungen (70) im Einsatzteil (40) erfolgt.

6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Einsatzteils (40) ein Ringkanal (83) ausgebildet ist, der sich axial so weit erstreckt, daß eine direkte Verbindung zu dem wenigstens einen Gaszufuhrkanal (53) und zu einem radial verlaufenden, axial engen, an einer oberen Stirnfläche (62) des Einsatzteils (40) gebildeten Gasringspalt (82) gegeben ist.

7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (40) mit wenigstens einer gekrümmten Mantelfläche (75) ausgebildet ist, deren Krümmungsradius dem Radius der Durchgangsöffnung (51) entspricht.

8. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (40) die Form eines Keiles besitzt.

9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das keilförmige Einsatzteil (40) ebene, weitgehend axial verlaufende Begrenzungsflächen (76) aufweist, auf die wenigstens ein Gaszufuhrkanal (53) des Trägerteils (35) gerichtet ist.

10. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (40) in Stiftform ausgebildet ist und die Durchgangsöffnung (51) durchdringt und im mittleren Bereich einen keilförmigen Strahlteilungsabschnitt (80) hat, auf den wenigstens ein Gaszufuhrkanal (53) des Trägerteils (35) gerichtet ist.