DE102004024533A1

DE102004024533A1 - Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number: DE102004024533A1
Application number: DE102004024533A
Authority: DE
Inventors: Anh-Tuan Hoang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-12-15
Also published as: DE502005008412D1; JP2008506875A; US8528842B2; WO2005113973A1; US20080277505A1; EP1751420B1; EP1751420A1; JP4243610B2

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum dikrekten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine, umfaßt einen Anker (20), der mit einer Magnetspule (10) zusammenwirkt, und eine kraftschlüssig mit dem Anker (20) verbundene Ventilnadel (3), an der ein Ventilschließkörper (4) vorgesehen ist, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet. Der Anker (20) ist durch eine Feder (31) schwingend auf der Ventilnadel (3) gelagert.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1.

Beispielsweise ist aus der DE 198 16 315 A1 ein Brennstoffeinspritzventil insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt. Das Brennstoffeinspritzventil umfaßt einen Anker, der mit einer Magnetspule zusammenwirkt, und eine kraftschlüssig mit dem Anker verbundene Ventilnadel, an der ein Ventilschließkörper vorgesehen ist, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche einen Dichtsitz bildet. Die Ventilnadel weist einen ersten Anschlag für den auf ihr beweglichen Anker auf, wobei der Anker zusätzlich durch eine zweite Rückstellfeder beaufschlagt ist. Ferner ist ein stationärer zweiter Anschlag für den Anker vorgesehen. Die zweite Rückstellfeder beaufschlagt den Anker entgegen der Hubrichtung und hält in nicht erregtem Zustand der Magnetspule den Anker am zweiten Anschlag so in Anlage, daß der Anker von dem an der Ventilnadel ausgebildeten ersten Anschlag um einen vorgegebenen Abstand beabstandet ist.

Nachteilig an dem aus der DE 198 16 315 A1 bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere, daß zwar ein Vorhubprinzip realisiert ist, welches eine Verbesserung der Ventildynamik beim Öffnen des Brennstoffeinspritzventils ermöglicht, beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils jedoch Ankerpreller auftreten, wenn der Anker in die Ausgangslage zurückkehrt, wodurch weitere, unerwünschte Öffnungshübe der Ventilnadel induziert werden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Anker durch eine entsprechend angeordnete Feder schwingend auf der Ventilnadel gelagert ist und daher beim Öffnungsvorgang ein Vorhub stattfinden kann, der Anker beim Schließen jedoch gegenüber der Ventilnadel durchschwingen kann, wodurch weitere Öffnungshübe der Ventilnadel vermieden werden können.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.
Weiterhin ist von Vorteil, daß die Feder in einfacher Weise als Schraubenfeder ausgebildet und auf die Ventilnadel aufgesteckt ist.
Vorteilhafterweise ist die Feder zwischen einem mit der Ventilnadel in Kraftschluß stehenden Flansch und einer Hülse angeordnet. Die Hülse kapselt die Feder und den Flansch dabei.
Von Vorteil ist weiterhin, daß die Hülse in einfacher Weise herstellbar und in dem Brennstoffeinspritzventil am Anker montierbar ist.
Weiterhin ist vorteilhaft, daß ein gehäusefester Anschlagring vorgesehen ist, der als unterer Ankeranschlag dient.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils und
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils im Bereich II in 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielhaft beschrieben. Übereinstimmende Bauteile sind dabei in allen Figuren mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.
Ein in 1 dargestelltes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 steht mit einem Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung, der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1, welches über eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen einen Außenpol 9 einer Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch eine Verengung 26 voneinander getrennt und miteinander durch ein nicht ferromagnetisches Verbindungsbauteil 29 verbunden. Die Magnetspule 10 wird über eine Leitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17 zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17 ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann.
Auf der Ventilnadel 3 ist ein Anker 20 beweglich angeordnet. Dieser ist von einem ersten Flansch 21, welcher durch eine Schweißnaht 22 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung steht, durch einen Vorhubspalt 27 beabstandet. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf Vorspannung gebracht wird. Zwischen einer unteren Anschlagfläche des Innenpols 13 und dem Anker 20 ist ein Arbeitsluftspalt 33 ausgebildet.
Im Anker 20 und an einem Führungselement 36 verlaufen Brennstoffkanäle 30 und 32. Der Brennstoff wird über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16 zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen eine nicht weiter dargestellte Brennstoffverteilerleitung und durch eine weitere Dichtung 37 gegen einen nicht weiter dargestellten Zylinderkopf abgedichtet.
An der abspritzseitigen Seite des Ankers 20 ist ein zweiter Flansch 34 angeordnet, welcher ebenfalls über eine Schweißnaht 35 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist eine topfartig ausgebildete Hülse 14 abströmseitig des Ankers 20 und in fester Verbindung mit diesem vorgesehen, in welcher eine Feder 31 angeordnet ist, welche sich zwischen der Hülse 14 und dem zweiten Flansch 34 abstützt. Ein gehäusefester Anschlagring 38 dient als abströmseitiger Ankeranschlag. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden weiter unten unter Bezugnahme auf 2 näher erläutert.
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird die Ventilnadel 3 von der Rückstellfeder 23 entgegen ihrer Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4 an der Ventilsitzfläche 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 zunächst entgegen der Federkraft der Feder 31 in Hubrichtung bewegt, wobei der Vorhub bzw. der Ankerfreiweg durch einen in der Ruhestellung zwischen dem ersten Flansch 21 und dem Anker 20 befindlichen Vorhubspalt 27 vorgegeben ist. Nach Durchlaufen des Vorhubs wird der Anker 20 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 23 an den Innenpol 13 der Magnetspule 10 gezogen, wobei der Anker 20 den ersten Flansch 21 mitnimmt, welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, wodurch diese ebenfalls in Hubrichtung mitgenommen wird. Der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab, und der über die Brennstoffkanäle 30 und 32 geführte Brennstoff wird durch die Abspritzöffnung 7 abgespritzt.
Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich der mit der Ventilnadel 3 in Verbindung stehende erste Flansch 21 entgegen der Hubrichtung bewegt. Die Ventilnadel 3 wird dadurch in die gleiche Richtung bewegt, wodurch der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird. Die Hülse 14 setzt gleichzeitig auf dem gehäusefesten Anschlagring 38 auf.
Bedingt durch die zweite Feder 31, welche, wie aus 2 ersichtlich, zwischen dem zweiten Flansch 34 und einem Bodenteil 40 der Hülse 14 angeordnet ist, ist der Anker 20 frei schwingend auf der Ventilnadel 3 angeordnet. Sogenannte Ankerpreller erster Ordnung werden dadurch vermieden, daß bei der Schließbewegung des Brennstoffeinspritzventils 1 verhindert wird, daß der Anker 20 bei der Bewegung in Schließrichtung auf dem Flansch 34 aufschlägt. Er wird statt dessen durch den Anschlagring 38 abgefangen. Der Anker 20 wird also während der Schließbewegung durch die Feder 31 gebremst. Gleichzeitig ist das Vorhubprinzip, welches eine Verbesserung der Öffnungsdynamik des Brennstoffeinspritzventils 1 ermöglicht, ebenfalls umgesetzt.
Die Hülse 14 ist mit dem Anker 20 über einen Kragen 39 fest verbunden, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Kleben. Der Anschlagring 38 ist gehäusefest montiert, etwa durch Einpressen oder Verschweißen mit dem Außenpol 9 des Brennstoffeinspritzventils 1.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und auch für andere Formen von Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar.

Claims

Brennstoffeinspritzventil (1), insbesondere zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine, mit einem Anker (20), der mit einer Magnetspule (10) zusammenwirkt, und einer mit dem Anker (20) kraftschlüssig verbundenen Ventilnadel (3), an der ein Ventilschließkörper (4) vorgesehen ist, der zusammen mit einer Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (20) durch eine Feder (31) schwingend auf der Ventilnadel (3) gelagert ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abströmseitig des Ankers (20) eine Hülse (14) angeordnet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (14) topfförmig mit einem Kragen (39) ausgebildet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (14) mit dem Anker (20) über den Kragen (39) verschweißt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (14) von der Ventilnadel (3) in einem Bodenteil (40) durchgriffen ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Ventilnadel (3) in kraftschlüssiger Verbindung stehender Flansch (34) innerhalb der Hülse (14) angeordnet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (31) zwischen dem Flansch (34) und der Hülse (14) angeordnet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (31) von der Ventilnadel (3) durchgriffen ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (31) als Schraubenfeder (31) ausgeführt ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Brennstoffeinspritzventil (1) abströmseitig der Hülse (14) ein Anschlagring (38) angeordnet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring (38) gehäusefest ist.
Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (14) im unbestromten Zustand der Magnetspule (10) an dem Anschlagring (38) anliegt.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anker (20) und einem Innenpol (13) der Magnetspule (10) ein Arbeitsluftspalt (33) ausgebildet ist.
Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (34) und der Anker (20) durch einen Abstand in der Dicke des Kragens (39) der Hülse (14) beabstandet sind.