EP1655481A1 - Ventil zum Einspritzen von Brennstoff - Google Patents

Ventil zum Einspritzen von Brennstoff Download PDF

Info

Publication number
EP1655481A1
EP1655481A1 EP05109551A EP05109551A EP1655481A1 EP 1655481 A1 EP1655481 A1 EP 1655481A1 EP 05109551 A EP05109551 A EP 05109551A EP 05109551 A EP05109551 A EP 05109551A EP 1655481 A1 EP1655481 A1 EP 1655481A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
gap
distance
maximum
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05109551A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Claus Anzinger
Luca Gestri
Luca Matteucci
Willibald SCHÜRZ
Martin Simmet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1655481A1 publication Critical patent/EP1655481A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size

Definitions

  • the invention relates to a valve for injecting fuel, which has a valve body, in which a recess is formed and in the recess, a valve needle is arranged axially movable.
  • the valve needle has a closing body, which widens conically or spherically in a flow direction of a fuel flow.
  • the invention has for its object to provide a valve in which a spray pattern of the injected fuel is permanently protected against deposition-related changes.
  • the invention is characterized by a valve for injecting fuel, which has a valve body in which a recess is formed.
  • the recess widens in an outflow region in a flow direction of the fuel in a cone-shaped or spherical manner towards a detachment edge.
  • a wall of the recess in the downstream region forms a valve seat.
  • the valve further has a valve needle which is arranged axially movable in the recess and which has at a downstream end region a closing body, which widens conically or spherically in the flow direction towards a first edge.
  • the closing body sits in a closed position on the valve seat and prevents a fuel flow and otherwise releases it.
  • the release edge has a first distance to the valve seat.
  • the closing body is formed so that a gap is formed between the valve body and the closing body downstream of the valve seat, the has a gap angle and a maximum gap width.
  • the gap angle and the first distance are formed so that in the closed position, the maximum gap width is at least as large as a surface roughness of the valve body or the closing body.
  • the gap angle and the first distance are further formed such that in the closed position, the maximum gap width is a maximum of 10 microns.
  • the invention is based on the recognition that form deposits in areas of a valve, which are exposed to hot combustion gases and are not flown by the fuel flow at a high flow rate, during operation.
  • These deposits which consist essentially of carbon, can be produced at high temperatures by coking of fuel residues in the gap or by combustion residues from the combustion gases. These deposits may grow to extend into the fuel stream, thereby undesirably diverting the fuel stream from the upstream prevailing flow direction.
  • These undesired deposits arise, for example, in a downstream region of the gap, in particular in a region of the first edge of the closing body.
  • a spray pattern of the valve can be adversely affected.
  • a volume of the gap is so small that in the closed position of the valve needle only a small amount of fuel can remain in the gap.
  • the optionally remaining in the gap fuel is then thermally coupled so well with the valve body and the closing body of the valve needle that the fuel can not be heated sufficiently by hot combustion gases to coke and form the unwanted deposits. Due to the small dimensions of the gap, the emergence of the undesirable and the spray pattern affecting deposits in the gap can be reliably prevented.
  • the maximum gap width in the closed position is a maximum of 5 micrometers. This has the advantage that the gap is particularly narrow and thus the gap has a particularly low volume. As a result, particularly little fuel can remain in the gap and the fuel is coupled particularly well thermally to the valve body or the closing body and the coking of the fuel is thus particularly reliably prevented.
  • the first distance is between about 50 micrometers and 500 micrometers.
  • the gap is so short that the volume of the gap can be very small.
  • the valve with the gap formed downstream of the valve seat is easier to manufacture with the desired spray pattern than a valve without such a gap.
  • the gap angle is approximately between 1 degree and 10 degrees. The gap angle is thus so large that a secure closing of the valve is ensured in the closed position, and is so small that the volume of the gap can be very small.
  • the first edge has a second distance to the valve seat.
  • the first distance is smaller than the second distance.
  • Figure 1 shows a valve for injecting fuel, in particular for internal combustion engines in motor vehicles for injecting fuel.
  • the valve has an injector housing 1, in which a bore 2 is formed, and a port 3, which is coupled to the bore 2 and through which fuel can be supplied to the valve.
  • the valve further comprises a valve body 4 with a recess 5, in which a valve needle 6 is arranged axially movable, which closes an injection nozzle 7 in a closed position and otherwise allows a flow of fuel through the injection nozzle 7.
  • the valve further comprises a lifting device with an actuator 8 and a compensation element 9, which are coupled together in the axial direction.
  • the actuator 8 is for example a piezoelectric actuator.
  • the stroke of the lifting device is dependent on the axial extent of the actuator 8, which is dependent on a control signal.
  • the lifting device is coupled to the valve needle 6 and cooperates with the valve needle 6 so that the stroke of the lifting device is transmitted to the valve needle 6 and that the valve needle 6 is moved to its closed position or into an open position.
  • FIG. 2 shows a downstream region of the valve with an indicated, hollow conical spray pattern 10.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show enlarged sections of the downstream region of the valve.
  • the recess 5 in the valve body 4 widens conically in a downstream region of the valve body 4 toward a detachment edge 11 and forms such an inner cone 12 of the valve body 4.
  • the inner cone 12 of the valve body 4 has an adjustment angle ⁇ , which is related to a longitudinal axis 13 of the recess 5.
  • the valve needle 6 has at its downstream end region a closing body 14, which has a first cone 15 and a second cone 16.
  • a setting angle of the first cone 15 is slightly smaller than the setting angle ⁇ of the inner cone 12 of the valve body 4 and a setting angle of the second cone 16 is slightly larger than the setting angle ⁇ of the inner cone 12 of the valve body 4.
  • the setting angles of the first cone 15 and the second cone 16 are also based on the longitudinal axis 13 of the recess 5 as the setting angle ⁇ .
  • a sealing band 17 is provided between the first cone 15 and the second cone 16.
  • the closing body 14 is seated with the sealing band 17 in a closed position of the valve needle 6 on a valve seat 18 and thus prevents the fuel flow.
  • the valve seat 18 is preferably the center of a contact surface of the sealing band 17 of the closing body 14 and the inner cone 12 of the valve body 4.
  • In the valve seat 18 is a mechanical stress by a pressing together of the closing body 14 and the inner cone 12 of the valve body 4 greatest. This mechanical stress is also called Hertzian pressure.
  • the sealing strip 17 between the first cone 15 and the second cone 16 may be rounded or have a further cone whose setting angle is preferably approximately equal to the setting angle ⁇ of the inner cone 12 of the valve body 4.
  • first cone 15 and the second cone 16 may adjoin one another directly.
  • a gap 19 is formed downstream of the valve seat 18 between the first cone 15 and the inner cone 12 of the valve body 4.
  • the gap 19 has a gap angle ⁇ , a gap length 1 and a maximum gap width s.
  • the gap length 1 is equal to a first distance of the detachment edge 11 from the valve seat 18.
  • the first cone 15 extends downstream of the valve seat 18 to a first edge 20 which has a second distance from the valve seat 18. It has been shown that it is advantageous to make the first distance smaller than the second distance.
  • the spray pattern 10 then has a particularly favorable for combustion form.
  • the gap 19 is formed so that in the closed position of the valve, the maximum gap width s is a maximum of 10 microns. As a result, the volume of the gap is so small that only a small amount of fuel can remain in the gap.
  • the fuel is thermally very well coupled to the valve body 4 and the closing body 14, so that the fuel is heated only slightly by hot combustion gases and thus not coked.
  • the maximum gap width s is less than 5 microns.
  • the volume of the gap 19 is thus particularly low and possibly remaining in the gap 19 fuel is particularly well protected against coking.
  • the maximum gap width s is at least so large that it corresponds approximately to a surface roughness of the valve body 4 or the closing body 14 in the closed position of the valve needle 6. This ensures that even with the manufacturing technology unavoidable tolerances in the manufacture of the valve, the closing body 14 in the closed position of the valve needle 6 with the sealing strip 17 the valve seat 18 is seated and the valve in the closed position reliably prevents the fuel flow.
  • the maximum gap width s is influenced by the gap angle ⁇ and the gap length 1.
  • the maximum gap width s is determined in the closing position of the valve needle 6 as a distance along a straight line which is perpendicular to the inner cone 12 of the valve body 4 and contacts the separation edge 11, between the separation edge 11 and a point or a circle on the first cone 15.
  • the maximum gap width s can also be determined differently, the values for the maximum gap width s, the gap angle ⁇ and the gap length 1 mentioned above or below must then be converted, if appropriate, equivalently.
  • the gap angle ⁇ is formed between about 1 degree and 10 degrees, and the gap length 1 is formed between about 50 micrometers and 500 micrometers.
  • the maximum gap width s can be determined, for example, as the tangent of the gap angle ⁇ multiplied by the gap length 1.
  • a suitable combination of the gap angle ⁇ , the gap length 1 and the maximum gap width s can be determined.
  • the gap length may be made long, e.g. about 280 microns when the gap angle ⁇ is made small, e.g. about 1 degree.
  • the gap angle ⁇ can be made large, e.g. about 8 degrees when the gap length 1 is made short, e.g. about 50 microns.
  • the production engineering unavoidable tolerances in the manufacture of the valve must be considered. Furthermore, it should be noted that in the closed position of the valve needle 6, the maximum gap width s and thus the volume of the gap by a Hertzian pressure in the valve seat 18 may be reduced depending on a force with which the sealing strip 17 in the valve seat 18th is pressed onto the inner cone 12 of the valve body 4.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Ein Ventil zum Einspritzen von Brennstoff hat einen Ventilkörper (4), in dem eine Ausnehmung ausgebildet ist. Die Ausnehmung weitet sich in einem abströmseitigen Bereich hin zu einer Ablösekante (11). Der Schließkörper (14) ist so ausgebildet, dass zwischen dem Ventilkörper (4) und dem Schließkörper (14) stromabwärts des Ventilsitzes (18) ein Spalt (19) ausgebildet ist, der einen Spaltwinkel (β), eine Spaltlänge (1) und eine maximale Spaltbreite (s) aufweist. Der Spaltwinkel (β) und die Spaltlänge (1) sind so ausgebildet, dass in der Schließposition die maximale Spaltbreite (s) mindestens so groß ist wie eine Oberflächenrauhigkeit des Ventilkörpers (4) oder des Schließkörpers (14) und dass die maximale Spaltbreite (s) maximal 10 Mikrometer beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Einspritzen von Brennstoff, das einen Ventilkörper hat, in dem eine Ausnehmung ausgebildet ist und in der Ausnehmung eine Ventilnadel axial bewegbar angeordnet ist. Die Ventilnadel weist einen Schließkörper auf, der sich in einer Strömungsrichtung eines Brennstoffstroms kegelförmig oder kugelförmig weitet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil zu schaffen, bei dem ein Sprühbild des eingespritzten Brennstoffs dauerhaft vor ablagerungsbedingten Veränderungen geschützt ist.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Ventil zum Einspritzen von Brennstoff, das einen Ventilkörper hat, in dem eine Ausnehmung ausgebildet ist. Die Ausnehmung weitet sich in einem abströmseitigen Bereich in einer Strömungsrichtung des Brennstoffs kegelförmig oder kugelförmig hin zu einer Ablösekante. Eine Wandung der Ausnehmung in dem abströmseitigen Bereich bildet einen Ventilsitz. Das Ventil hat ferner eine Ventilnadel, die axial bewegbar in der Ausnehmung angeordnet ist und die an einem abströmseitigen Endbereich einen Schließkörper hat, der sich in der Strömungsrichtung kegelförmig oder kugelförmig hin zu einer ersten Kante weitet. Der Schließkörper sitzt in einer Schließposition auf dem Ventilsitz auf und unterbindet einen Brennstoffstrom und gibt diesen ansonsten frei. Die Ablösekante weist einen ersten Abstand zu dem Ventilsitz auf. Der Schließkörper ist so ausgebildet, dass zwischen dem Ventilkörper und dem Schließkörper stromabwärts des Ventilsitzes ein Spalt ausgebildet ist, der einen Spaltwinkel und eine maximale Spaltbreite aufweist. Der Spaltwinkel und der erste Abstand sind so ausgebildet, dass in der Schließposition die maximale Spaltbreite mindestens so groß ist wie eine Oberflächenrauhigkeit des Ventilkörpers oder des Schließkörpers. Der Spaltwinkel und der erste Abstand sind ferner so ausgebildet, dass in der Schließposition die maximale Spaltbreite maximal 10 Mikrometer beträgt.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass sich an Bereichen eines Ventils, die heißen Verbrennungsgasen ausgesetzt sind und die nicht von dem Brennstoffstrom mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit angeströmt werden, während des Betriebs Ablagerungen bilden. Diese Ablagerungen, die im Wesentlichen aus Kohlenstoff bestehen, können bei hohen Temperaturen durch ein Verkoken von Brennstoffrückständen in dem Spalt oder durch Verbrennungsrückstände aus den Verbrennungsgasen entstehen. Diese Ablagerungen können so weit anwachsen, dass sie sich bis in den Brennstoffstrom erstrecken und so den Brennstoffstrom unerwünscht aus der stromaufwärts vorherrschenden Strömungsrichtung ablenken. Diese unerwünschten Ablagerungen entstehen beispielsweise in einem abströmseitigen Bereich des Spalts, insbesondere in einem Bereich der ersten Kante des Schließkörpers. Ein Sprühbild des Ventils kann dadurch nachteilig verändert sein.
  • Durch das Ausbilden der maximalen Spaltbreite kleiner als 10 Mikrometer ist ein Volumen des Spalts so klein, dass in der Schließposition der Ventilnadel nur wenig Brennstoff in dem Spalt verbleiben kann. Der gegebenenfalls in dem Spalt verbleibende Brennstoff ist dann thermisch so gut mit dem Ventilkörper und mit dem Schließkörper der Ventilnadel gekoppelt, dass der Brennstoff durch heiße Verbrennungsgase nicht genügend aufgeheizt werden kann, um zu verkoken und die unerwünschten Ablagerungen zu bilden. Aufgrund der geringen Abmessungen des Spalts kann das Entstehen der unerwünschten und das Sprühbild beeinflussenden Ablagerungen in dem Spalt zuverlässig verhindert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt die maximale Spaltbreite in der Schließposition maximal 5 Mikrometer. Dies hat den Vorteil, dass der Spalt besonders schmal ausgebildet ist und der Spalt somit ein besonders geringes Volumen aufweist. Dadurch kann besonders wenig Brennstoff in dem Spalt verbleiben und der Brennstoff ist besonders gut thermisch an den Ventilkörper oder den Schließkörper angekoppelt und das Verkoken des Brennstoffs wird so besonders zuverlässig verhindert.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der erste Abstand zwischen etwa 50 Mikrometern und 500 Mikrometern. Dadurch ist der Spalt so kurz, dass das Volumen des Spalts sehr klein sein kann. Ferner ist das Ventil mit dem stromabwärts des Ventilsitzes ausgebildeten Spalt einfacher mit dem gewünschten Sprühbild herstellbar als ein Ventil ohne einen solchen Spalt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Spaltwinkel etwa zwischen 1 Grad und 10 Grad. Der Spaltwinkel ist somit so groß, dass ein sicheres Schließen des Ventils in der Schließposition gewährleistet ist, und ist so klein, dass das Volumen des Spalts sehr klein sein kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die erste Kante einen zweiten Abstand zu dem Ventilsitz auf. Der erste Abstand ist dabei kleiner als der zweite Abstand. Ein solches Ventil ermöglicht ein besonders stabiles Sprühbild.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 ein Ventil,
    • Figur 2 ein abströmseitiger Bereich des Ventils gemäß Figur 1,
    • Figur 3 ein vergrößerter Ausschnitt des abströmseitigen Bereichs des Ventils gemäß Figur 2, und
    • Figur 4 ein vergrößerter Ausschnitt des abströmseitigen Bereichs des Ventils gemäß Figur 3.
  • Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt ein Ventil zum Einspritzen von Brennstoff, insbesondere für Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen zum Einspritzen von Kraftstoff. Das Ventil hat ein Injektorgehäuse 1, in dem eine Bohrung 2 ausgebildet ist, und einen Anschluss 3, der mit der Bohrung 2 gekoppelt ist und durch den dem Ventil Kraftstoff zugeführt werden kann. Das Ventil umfasst ferner einen Ventilkörper 4 mit einer Ausnehmung 5, in der eine Ventilnadel 6 axial bewegbar angeordnet ist, die in einer Schließposition eine Einspritzdüse 7 verschließt und andernfalls einen Brennstoffstrom durch die Einspritzdüse 7 zulässt. Das Ventil umfasst ferner eine Hubvorrichtung mit einem Aktor 8 und einem Ausgleichselement 9, die in axialer Richtung miteinander gekoppelt sind. Der Aktor 8 ist beispielsweise ein Piezoaktor. Der Hub der Hubvorrichtung ist abhängig von der axialen Ausdehnung des Aktors 8, die abhängig ist von einem Stellsignal. Die Hubvorrichtung ist gekoppelt mit der Ventilnadel 6 und wirkt derart mit der Ventilnadel 6 zusammen, dass der Hub der Hubvorrichtung auf die Ventilnadel 6 übertragen wird und dass die Ventilnadel 6 so in ihre Schließposition oder in eine Offenposition bewegt wird.
  • Figur 2 zeigt einen abströmseitigen Bereich des Ventils mit einem angedeuteten, hohlkegelförmigen Sprühbild 10. Figur 3 und Figur 4 zeigen vergrößerte Ausschnitte des abströmseitigen Bereichs des Ventils. Die Ausnehmung 5 in dem Ventilkörper 4 weitet sich in einem abströmseitigen Bereich des Ventilkörpers 4 kegelförmig hin zu einer Ablösekante 11 und bildet so einen Innenkegel 12 des Ventilkörpers 4. Der Innenkegel 12 des Ventilkörpers 4 weist einen Einstellwinkel α auf, der auf eine Längsachse 13 der Ausnehmung 5 bezogen ist.
  • Die Ventilnadel 6 hat an ihrem abströmseitigen Endbereich einen Schließkörper 14, der einen ersten Kegel 15 und einen zweiten Kegel 16 aufweist. Ein Einstellwinkel des ersten Kegels 15 ist etwas kleiner als der Einstellwinkel α des Innenkegels 12 des Ventilkörpers 4 und ein Einstellwinkel des zweiten Kegels 16 ist etwas größer als der Einstellwinkel α des Innenkegels 12 des Ventilkörpers 4. Die Einstellwinkel des ersten Kegels 15 und des zweiten Kegels 16 sind ebenso bezogen auf die Längsachse 13 der Ausnehmung 5 wie der Einstellwinkel α.
  • Zwischen dem ersten Kegel 15 und dem zweiten Kegel 16 ist ein Dichtband 17 vorgesehen. Der Schließkörper 14 sitzt mit dem Dichtband 17 in einer Schließposition der Ventilnadel 6 auf einem Ventilsitz 18 auf und unterbindet so den Brennstoffstrom. Der Ventilsitz 18 ist bevorzugt die Mitte einer Berührfläche des Dichtbands 17 des Schließkörpers 14 und des Innenkegels 12 des Ventilkörpers 4. In dem Ventilsitz 18 ist eine mechanische Spannung durch ein Aufeinanderpressen des Schließkörpers 14 und des Innenkegels 12 des Ventilkörpers 4 am größten. Diese mechanische Spannung wird auch Hertz'sche Pressung genannt. Das Dichtband 17 zwischen dem ersten Kegel 15 und dem zweiten Kegel 16 kann abgerundet sein oder einen weiteren Kegel aufweisen, dessen Einstellwinkel vorzugsweise etwa gleich dem Einstellwinkel α des Innenkegels 12 des Ventilkörpers 4 ist. Ebenso können der erste Kegel 15 und der zweite Kegel 16 unmittelbar aneinander grenzen. Somit ist sichergestellt, dass auch bei fertigungstechnisch unvermeidlichen Toleranzen bei der Herstellung des Innenkegels 12 des Ventilkörpers 4, des ersten Kegels 15 oder des zweiten Kegels 16 das Ventil in der Schließposition zuverlässig den Brennstoffstrom unterbindet.
  • Aufgrund der unterschiedlichen Einstellwinkel des ersten Kegels 15 und des Einstellwinkels α des Innenkegels 12 des Ventilkörpers 4 ist stromabwärts des Ventilsitzes 18 ein Spalt 19 zwischen dem ersten Kegel 15 und dem Innenkegel 12 des Ventilkörpers 4 ausgebildet. Der Spalt 19 weist einen Spaltwinkel β, eine Spaltlänge 1 und eine maximale Spaltbreite s auf. Die Spaltlänge 1 ist gleich einem ersten Abstand der Ablösekante 11 von dem Ventilsitz 18.
  • Der erste Kegel 15 erstreckt sich stromabwärts des Ventilsitzes 18 bis zu einer ersten Kante 20, die von dem Ventilsitz 18 einen zweiten Abstand hat. Es hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, den ersten Abstand kleiner auszubilden als den zweiten Abstand. Das Sprühbild 10 hat dann eine für die Verbrennung besonders günstige Form.
  • Der Spalt 19 ist so ausgebildet, dass in der Schließposition des Ventils die maximale Spaltbreite s maximal 10 Mikrometer beträgt. Dadurch ist das Volumen des Spalts so klein, dass nur eine geringe Menge Brennstoff in dem Spalt verbleiben kann. Der Brennstoff ist thermisch sehr gut an den Ventilkörper 4 und an den Schließkörper 14 angekoppelt, so dass der Brennstoff nur wenig durch heiße Verbrennungsgase aufgeheizt wird und somit nicht verkokt.
  • Vorteilhafterweise beträgt die maximale Spaltbreite s weniger als 5 Mikrometer. Das Volumen des Spalts 19 ist somit besonders gering und gegebenenfalls in dem Spalt 19 verbliebener Brennstoff ist besonders gut gegen ein Verkoken geschützt. Die maximale Spaltbreite s ist jedoch mindestens so groß ausgebildet, dass diese in der Schließposition der Ventilnadel 6 etwa einer Oberflächenrauhigkeit des Ventilkörpers 4 oder des Schließkörpers 14 entspricht. Dadurch ist gewährleistet, dass auch bei den fertigungstechnisch unvermeidbaren Toleranzen bei der Herstellung des Ventils der Schließkörper 14 in der Schließposition der Ventilnadel 6 mit dem Dichtband 17 auf dem Ventilsitz 18 aufsitzt und das Ventil in der Schließposition zuverlässig den Brennstoffstrom unterbindet.
  • Die maximale Spaltbreite s ist durch den Spaltwinkel β und die Spaltlänge 1 beeinflusst. Die maximale Spaltbreite s wird in der Schließposition der Ventilnadel 6 ermittelt als eine Strecke entlang einer Geraden, die senkrecht auf dem Innenkegel 12 des Ventilkörpers 4 steht und die Ablösekante 11 berührt, zwischen der Ablösekante 11 und einem Punkt bzw. einer Kreislinie auf dem ersten Kegel 15. Die maximale Spaltbreite s kann ebenso anders ermittelt werden, die vorstehend oder nachfolgend genannten Werte für die maximale Spaltbreite s, den Spaltwinkel β und die Spaltlänge 1 müssen dann gegebenenfalls äquivalent umgerechnet werden.
  • Bevorzugt ist der Spaltwinkel β zwischen etwa 1 Grad und 10 Grad ausgebildet und die Spaltlänge 1 zwischen etwa 50 Mikrometern und 500 Mikrometern ausgebildet. Die maximale Spaltbreite s kann beispielsweise als Tangens des Spaltwinkels β multipliziert mit der Spaltlänge 1 ermittelt werden. Über diese Beziehung kann eine geeignete Kombination des Spaltwinkels β, der Spaltlänge 1 und der maximalen Spaltbreite s ermittelt werden. Beispielsweise kann die Spaltlänge 1 lang ausgebildet werden, z.B. etwa 280 Mikrometer, wenn der Spaltwinkel β klein ausgebildet wird, z.B. etwa 1 Grad. Entsprechend kann der Spaltwinkel β groß ausgebildet werden, z.B. etwa 8 Grad, wenn die Spaltlänge 1 kurz ausgebildet wird, z.B. etwa 50 Mikrometer. Dabei sind die fertigungstechnisch unvermeidbaren Toleranzen bei der Herstellung des Ventils zu berücksichtigen. Ferner ist zu berücksichtigen, dass in der Schließposition der Ventilnadel 6 die maximale Spaltbreite s und somit auch das Volumen des Spalts durch eine Hertz'sche Pressung in dem Ventilsitz 18 verringert sein kann abhängig von einer Kraft, mit der das Dichtband 17 in dem Ventilsitz 18 auf den Innenkegel 12 des Ventilkörpers 4 gepresst wird.

Claims (5)

  1. Ventil zum Einspritzen von Brennstoff,
    - das einen Ventilkörper (4) hat,
    - in dem eine Ausnehmung (5) ausgebildet ist,
    - die Ausnehmung (5) sich in einem abströmseitigen Bereich in einer Strömungsrichtung des Brennstoffs kegelförmig oder kugelförmig hin zu einer Ablösekante (11) weitet und
    - eine Wandung der Ausnehmung (5) in dem abströmseitigen Bereich einen Ventilsitz (18) bildet, und
    - das eine Ventilnadel (6) hat, die axial bewegbar in der Ausnehmung (5) angeordnet ist und die an einem abströmseitigen Endbereich einen Schließkörper hat, der sich in der Strömungsrichtung kegelförmig oder kugelförmig hin zu einer ersten Kante (20) weitet und der Schließkörper (14) in einer Schließposition auf dem Ventilsitz (18) aufsitzt und einen Brennstoffstrom unterbindet und diesen ansonsten freigibt, wobei
    - die Ablösekante (11) einen ersten Abstand zu dem Ventilsitz (18) aufweist,
    - der Schließkörper (14) so ausgebildet ist, dass zwischen dem Ventilkörper (4) und dem Schließkörper (14) stromabwärts des Ventilsitzes (18) ein Spalt ausgebildet ist, der einen Spaltwinkel (β) und eine maximale Spaltbreite (s) aufweist,
    - der Spaltwinkel (β) und der erste Abstand so ausgebildet sind, dass in der Schließposition die maximale Spaltbreite (s) mindestens so groß ist wie eine Oberflächenrauhigkeit des Ventilkörpers (4) oder des Schließkörpers (14),
    - der Spaltwinkel (β) und der erste Abstand so ausgebildet sind, dass in der Schließposition die maximale Spaltbreite (s) maximal 10 Mikrometer beträgt.
  2. Ventil nach Anspruch 1, bei dem in der Schließposition die maximale Spaltbreite (s) maximal 5 Mikrometer beträgt.
  3. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der erste Abstand zwischen etwa 50 Mikrometern und 500 Mikrometern beträgt.
  4. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Spaltwinkel (β) etwa zwischen 1 Grad und 10 Grad beträgt.
  5. Ventil nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die erste Kante (20) einen zweiten Abstand zu dem Ventilsitz (18) aufweist und der erste Abstand kleiner ist als der zweite Abstand.
EP05109551A 2004-11-04 2005-10-13 Ventil zum Einspritzen von Brennstoff Withdrawn EP1655481A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004053352A DE102004053352A1 (de) 2004-11-04 2004-11-04 Ventil zum Einspritzen von Brennstoff

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1655481A1 true EP1655481A1 (de) 2006-05-10

Family

ID=35709240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05109551A Withdrawn EP1655481A1 (de) 2004-11-04 2005-10-13 Ventil zum Einspritzen von Brennstoff

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20060108452A1 (de)
EP (1) EP1655481A1 (de)
DE (1) DE102004053352A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2246557A1 (de) * 2009-04-20 2010-11-03 Continental Automotive GmbH Injektor zum Einspritzen von Fluid und Verfahren zur Herstellung eines Injektors
CN102486149A (zh) * 2010-12-06 2012-06-06 现代自动车株式会社 Lpi喷射器

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006057425A1 (de) * 2006-05-23 2007-11-29 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Regeneration, zur Temperaturbeaufschlagung und/oder zum Thermomanagement, zugehöriges Einspritzventil und Verfahren
US8561598B2 (en) 2008-01-07 2013-10-22 Mcalister Technologies, Llc Method and system of thermochemical regeneration to provide oxygenated fuel, for example, with fuel-cooled fuel injectors
WO2011025512A1 (en) 2009-08-27 2011-03-03 Mcallister Technologies, Llc Integrated fuel injectors and igniters and associated methods of use and manufacture
US7628137B1 (en) 2008-01-07 2009-12-08 Mcalister Roy E Multifuel storage, metering and ignition system
US8413634B2 (en) 2008-01-07 2013-04-09 Mcalister Technologies, Llc Integrated fuel injector igniters with conductive cable assemblies
US8225768B2 (en) 2008-01-07 2012-07-24 Mcalister Technologies, Llc Integrated fuel injector igniters suitable for large engine applications and associated methods of use and manufacture
US8074625B2 (en) 2008-01-07 2011-12-13 Mcalister Technologies, Llc Fuel injector actuator assemblies and associated methods of use and manufacture
US8192852B2 (en) 2008-01-07 2012-06-05 Mcalister Technologies, Llc Ceramic insulator and methods of use and manufacture thereof
US8387599B2 (en) 2008-01-07 2013-03-05 Mcalister Technologies, Llc Methods and systems for reducing the formation of oxides of nitrogen during combustion in engines
US8365700B2 (en) 2008-01-07 2013-02-05 Mcalister Technologies, Llc Shaping a fuel charge in a combustion chamber with multiple drivers and/or ionization control
JPWO2010055927A1 (ja) * 2008-11-14 2012-04-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射装置
EP2470775B1 (de) 2009-08-27 2015-04-29 McAlister Technologies, LLC Formung einer brennstoffladung in einer verbrennungskammer mit mehreren treibern und/oder ionisierungssteuerung
WO2011028224A2 (en) * 2009-08-27 2011-03-10 Mcalister Technologies, Llc Fuel injector actuator assemblies and associated methods of use and manufacture
CN102713236B (zh) * 2009-08-27 2015-03-11 麦卡利斯特技术有限责任公司 燃料喷射器致动器组件及使用和制造的相关方法
AU2010328633B2 (en) 2009-12-07 2015-04-16 Mcalister Technologies, Llc Method for adjusting the ionisation level within a combusting chamber and system
US20110297753A1 (en) 2010-12-06 2011-12-08 Mcalister Roy E Integrated fuel injector igniters configured to inject multiple fuels and/or coolants and associated methods of use and manufacture
WO2011100717A2 (en) 2010-02-13 2011-08-18 Mcalister Roy E Methods and systems for adaptively cooling combustion chambers in engines
CA2788577C (en) 2010-02-13 2014-04-01 Mcalister Technologies, Llc Fuel injector assemblies having acoustical force modifiers and associated methods of use and manufacture
US8528519B2 (en) 2010-10-27 2013-09-10 Mcalister Technologies, Llc Integrated fuel injector igniters suitable for large engine applications and associated methods of use and manufacture
US8091528B2 (en) 2010-12-06 2012-01-10 Mcalister Technologies, Llc Integrated fuel injector igniters having force generating assemblies for injecting and igniting fuel and associated methods of use and manufacture
WO2012112615A1 (en) 2011-02-14 2012-08-23 Mcalister Technologies, Llc Torque multiplier engines
US8919377B2 (en) 2011-08-12 2014-12-30 Mcalister Technologies, Llc Acoustically actuated flow valve assembly including a plurality of reed valves
US8683988B2 (en) 2011-08-12 2014-04-01 Mcalister Technologies, Llc Systems and methods for improved engine cooling and energy generation
US9091238B2 (en) 2012-11-12 2015-07-28 Advanced Green Technologies, Llc Systems and methods for providing motion amplification and compensation by fluid displacement
US9309846B2 (en) 2012-11-12 2016-04-12 Mcalister Technologies, Llc Motion modifiers for fuel injection systems
DE102013009418A1 (de) * 2013-06-05 2014-12-24 Man Diesel & Turbo Se Kraftstoffeinspritzdüse
US9803555B2 (en) * 2014-04-23 2017-10-31 General Electric Company Fuel delivery system with moveably attached fuel tube
DE102015219441A1 (de) * 2015-10-07 2017-04-13 Continental Automotive Gmbh Fluidinjektor zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Herstellen eines Fluidinjektors

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2146068A (en) * 1983-09-03 1985-04-11 Lucas Ind Plc Fuel injection nozzle
WO1991011609A1 (en) * 1990-01-26 1991-08-08 Orbital Engine Company Proprietary Limited Fuel injector nozzle
WO1993004277A1 (en) * 1991-08-15 1993-03-04 Yaroslavsky Zavod Toplivnoi Apparatury Method and nozzle for fuel feed to internal combustion engine
US20040035954A1 (en) * 2000-04-20 2004-02-26 Carlise Hugh William Deposit control in fuel injector nozzles

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2517682C3 (de) * 1975-04-22 1980-09-11 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Einspritzventil für Brennkraftmaschinen
CA1279798C (en) * 1985-07-19 1991-02-05 Peter William Ragg Fuel injection
US5685492A (en) * 1990-01-26 1997-11-11 Orbital Engine Company (Australia) Pty. Limited Fuel injector nozzles
US5353992A (en) * 1993-08-30 1994-10-11 Chrysler Corporation Multi-hole injector nozzle tip with low hydraulic plume penetration and large cloud-forming properties
US6109549A (en) * 1999-03-12 2000-08-29 Outboard Marine Corporation Fuel injector for internal combustion engines and method for making same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2146068A (en) * 1983-09-03 1985-04-11 Lucas Ind Plc Fuel injection nozzle
WO1991011609A1 (en) * 1990-01-26 1991-08-08 Orbital Engine Company Proprietary Limited Fuel injector nozzle
WO1993004277A1 (en) * 1991-08-15 1993-03-04 Yaroslavsky Zavod Toplivnoi Apparatury Method and nozzle for fuel feed to internal combustion engine
US20040035954A1 (en) * 2000-04-20 2004-02-26 Carlise Hugh William Deposit control in fuel injector nozzles

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2246557A1 (de) * 2009-04-20 2010-11-03 Continental Automotive GmbH Injektor zum Einspritzen von Fluid und Verfahren zur Herstellung eines Injektors
CN102486149A (zh) * 2010-12-06 2012-06-06 现代自动车株式会社 Lpi喷射器
CN102486149B (zh) * 2010-12-06 2016-02-10 现代自动车株式会社 Lpi喷射器

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004053352A1 (de) 2006-05-18
US20060108452A1 (en) 2006-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1655481A1 (de) Ventil zum Einspritzen von Brennstoff
DE19547423B4 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP0929742B1 (de) Kraftstoffeinspritzdüse
EP1655482B1 (de) Ventil zum Einspritzen von Brennstoff
WO2006084915A1 (de) Einspritzventil zum einspritzen von kraftstoff und zylinderkopf
WO2005103481A1 (de) Kraftstoffeinspritzdüse für diesel-brennkraftmaschinen
EP2329133A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
EP1346143B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
EP4288653A1 (de) GASVENTIL MIT NACH AUßEN ÖFFNENDEM VENTILSCHLIEßELEMENT
EP0730090A2 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE19634933A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP1627147B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
EP1655483B1 (de) Ventil zum Einspritzen von Brennstoff
DE19609218B4 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE102006033687A1 (de) Einspritzdüse
DE19841192A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
EP0730089A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE3113755C2 (de) Drosselzapfendüse zur Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum einer Brennkraftmaschine
EP1101033B1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für brennkraftmaschinen
WO2003095825A1 (de) Injektor zur kraftstoffeinspritzung
DE19623581A1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE102019210551A1 (de) Kraftstoffinjektor
DE102012211160A1 (de) Kraftstoffinjektor
DE2743339A1 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE102018214595A1 (de) Kraftstoffinjektor

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK YU

AKX Designation fees paid
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20060912

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8566