DE10164393A1

DE10164393A1 - Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10164393A1
Application number: DE2001164393
Authority: DE
Inventors: Andreas Gaudl; Andreas Rettich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-17

Abstract

Bei einem Kraftstoffeinspritzventil (1) für eine Brennkraftmaschine, mit einem die Öffnungs- und Schließbewegung eines Ventilglieds (4) steuerenden Ventilkolben (11), der mit einer in Ventilschließrichtung wirkenden Steuerfläche (14) einen Steuerdruckraum (15) begrenzt, und mit einem Ventilsitz, der eine vom Steuerdruckraum (15) koaxial zum Ventilkolben (11) abgehende Ablaufbohrung (18) und einen in den Steuerdruckraum (15) mündenden Zulaufkanal (17) voneinander trennt und mit dem die Steuerfläche (14) zusammenwirkt, weist der Ventilkolben (11) erfindungsgemäß einen Zapfen (23) auf, der zumindest bei geschlossenem Ventilsitz in die Ablaufbohrung (18) hineinragt.

Description

Stand der Technik

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

Bei einem solchen, z. B. aus der EP 0 916 842 A1 bekannten Kraftstoffeinspritzventil wird mit einer Düsennadel die Einspritzöffnung des Einspritzventils geöffnet oder geschlossen, um eine gezielte Einspritzung von mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine zu ermöglichen. Die Düsennadel hat im Bereich des Druckraumes eine Druckschulter, an welcher der zugeführte Kraftstoff im Öffnungssinn an der Düsennadel angreift. Die Bewegung der Düsennadel wird dabei mittels eines axial auf die Düsennadel wirkenden Ventilkolbens gesteuert, dessen der Einspritzöffnung abgewandtes Ende einen Steuerdruckraum begrenzt und darin mit einem Ventilsitz zusammenwirkt. Der Öffnungshub des Ventilglieds ist durch Anlage des Ventilkolbens am Ventilsitz begrenzt, wobei gleichzeitig der Ventilkolben mit einer Dichtfläche den Ventilsitz verschließt. Bei verschlossenem Ventilsitz steigt der Druck im Steuerdruckraum wieder an, so daß der Ventilkolben hydraulisch vom Ventilsitz abgehoben wird. Der dadurch wieder steigende Druck im Druckraum drängt den Ventilkolben wieder in Richtung Ventilsitz. Die so entstehenden Schwingungen des Ventilkolbens führen, da die Ventilkolbenbewegung direkt auf die Düsennadel übertragen wird und somit die Einspritzmenge direkt beeinflußt, zu einem relativ stark schwingenden Einspritzmengenverlauf.

Vorteile der Erfindung

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Einspritzventils besteht in einem reduzierten bzw. minimierten Gesamtvolumen von Steuerdruckraum und Ablaufbohrung. Gegenüber bekannten Einspritzventilen mit einem Gesamtvolumen von Steuerdruckraum und Ablaufbohrung, d. h. ohne die Volumina von Z- und A-Drosseln, von ca. 13 mm³ bis ca. 19 mm³ ist beim erfindungsgemäßen Einspritzventil dieses Gesamtvolumen um mehr als 30% reduziert. Versuche am erfindungsgemäßen Einspritzventil haben gezeigt, daß dieses reduzierte Gesamtvolumen das Öffnungs- und Schließverhalten des Einspritzventils vorteilhaft beeinflußt und den Einspritzmengenverlauf beruhigt bzw. glättet.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Einspritzventils ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 das erfindungsgemäße Einspritzventil bei verschlossenen Einspritzöffnungen in einer schematischen Gesamtdarstellung;
Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht des Einspritzventils der Fig. 1 im Bereich eines Steuerdruckraums;
Fig. 3 das Einspritzventil der Fig. 1 bei geöffneten Einspritzöffnungen in einer Darstellung analog zu Fig. 1; und
Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht des Einspritzventils der Fig. 3 in einer Darstellung analog zu Fig. 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das in Fig. 1 und Fig. 3 gezeigte Kraftstoffeinspritzventil 1 ist in einer mit Hochdruck beaufschlagten Einspritzleitung 2 des Kraftstoffs angeordnet und ragt in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine.
In einer axialen Führungsbohrung 3 des Einspritzventils 1 ist ein kolbenförmiges Ventilglied (Düsennadel) 4 mit einer konischen Ventildichtfläche 5 verschiebbar gelagert, welche durch eine Schließfeder 6 gegen eine konische Ventilsitzfläche 7 des Ventilgehäuses gedrückt wird und die dort vorgesehenen Einspritzöffnungen 8 verschließt. Die Einspritzleitung 2 mündet im Einspritzventil 1 in einen ringförmigen Druckraum 9, von dem ein zwischen Führungsbohrung 3 und Ventilglied 4 verlaufender Ringspalt bis zur Ventilsitzfläche 7 führt. Das Ventilglied 4 hat im Bereich des Druckraumes 9 eine als Druckschulter ausgebildete Steuerfläche 10, an welcher der über die Einspritzleitung 2 zugeführte Kraftstoff im Öffnungssinn am Ventilglied 4 angreift.
Die Öffnungs- und Schließbewegung des Ventilglieds 4 wird durch einen Ventilkolben 11 gesteuert, der in einer axialen Führungsbohrung 12 des Ventilgehäuses 13 verschiebbar geführt ist und mit seinem einen Ende auf die der Ventildichtfläche 5 abgewandte Stirnseite des Ventilglieds 4axial einwirkt. Das andere Ende des Ventilkolbens 11 bildet eine Steuerfläche 14, die einen Steuerdruckraum 15 begrenzt und in Ventilschließrichtung wirkt. Über eine Z-Drossel 16 und einen Zulaufkanal 17 ist der Steuerdruckraum 15 mit der Einspritzleitung 2 verbunden. Vom Steuerdruckraum 15 geht koaxial zum Ventilkolben 11 eine Ablaufbohrung 18 ab, die über eine A-Drossel 19 und ein 2/2-Wege-Magnetventil 20 mit einer Entlastungsleitung (Lecköl) 21 verbindbar ist.
Die Ablaufbohrung 18 ist vom Steuerdruckraum 15 durch einen Ventilsitz getrennt, mit dessen konischer Ventilsitzfläche 22 (Fig. 2) die konisch ausgebildete Steuerfläche 14 des Ventilkolbens 11 zusammenwirkt. Die Steuerflächen 10, 14 und die Schließfeder 6 sind so ausgelegt, daß bei geschlossenem Ventil 20, d. h. bei gleichem Druck im Druckraum 9 und im Steuerdruckraum 15, das Ventilglied 4 die Einspritzöffnungen 8 verschließt und der Ventilsitz geöffnet ist (Fig. 2). Die Z-Drossel 16 ist kleiner als die A- Drossel 19, so daß bei geöffnetem Ventil 20 der im Steuerdruckraum 15 herrschende Druck über die Entlastungsleitung 21 abgebaut wird und der im Druckraum 12 herrschende Druck nun ausreicht, um das Ventilglied 4 gegen die Wirkung der Schließfeder 9 aufzusteuern. Der Öffnungshub des Ventilglieds 4 ist durch die Anlage des Ventilkolbens 11 am Ventilsitz begrenzt, wobei der Ventilkolben 11 gleichzeitig mit seiner Steuerfläche 14 den Ventilsitz verschließt (Fig. 4).
Am Ventilkolbenende ist ein über die Steuerfläche 14 vorstehender Zapfen 23 vorgesehen, der bereits bei geöffnetem Ventilsitz (Fig. 2) in die Ablaufbohrung 18 hineinragt.
Der Zapfen 23 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel rund mit einem Durchmesser von z. B. 1,2 mm ausgebildet und taucht beim Öffnungshub (ca. 0,2 mm) des Ventilkolbens 11 weiter in die Ablaufbohrung 11 (Durchmesser z. B. 1,5 mm) ein. Durch den Zapfen 23 ist das Gesamtvolumen des Steuerdruckraums 14 und der Ablaufbohrung 18, d. h. ohne die Volumina von Z- und A-Drosseln 16, 19, um ca. 50% reduziert. Dieses reduzierte bzw. minimierte Gesamtvolumen führt, wie Versuche bestätigt haben, zu einem beruhigten bzw. geglätteten Einspritzmengenverlauf des Einspritzventils 1.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzventil (1) für eine Brennkraftmaschine, mit einem die Öffnungs- und Schließbewegung eines Ventilglieds (4) steuernden Ventilkolben (11), der mit einer in Ventilschließrichtung wirkenden Steuerfläche (14) einen Steuerdruckraum (15) begrenzt, und mit einem Ventilsitz, der eine vom Steuerdruckraum (15) koaxial zum Ventilkolben (11) abgehende Ablaufbohrung (18) und einen in den Steuerdruckraum (15) mündenden Zulaufkanal (17) voneinander trennt und mit dem die Steuerfläche (14) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (11) einen Zapfen (23) aufweist, der zumindest bei geschlossenem Ventilsitz in die Ablaufbohrung (18) hineinragt.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtvolumen von Steuerdruckraum (14) und Ablaufbohrung (18) durch den Zapfen (23) um mindestens ca. 30%, vorzugsweise um mindestens ca. 50% reduziert ist.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Zapfens (23) mindestens ca. 50%, vorzugsweise mindestens ca. 75% des Durchmessers der Ablaufbohrung (18) beträgt.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (23) bei geöffnetem Ventilsitz in die Ablaufbohrung (18) hineinragt.