DE102006000834A1

DE102006000834A1 - Ionisch geschmiertes Einspritzventil

Info

Publication number: DE102006000834A1
Application number: DE102006000834A
Authority: DE
Inventors: Robert Adler; Georg Siebert
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2007-07-19
Also published as: WO2007076916A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil für einen Verbrennungsmotor, aufweisend eine Schmierung. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist die Schmierung als Schmiernuten (7), die eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit (8) enthalten, und/oder als wenigstens eine Sinterbeschichtung (9), in die wenigstens eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit eingelagert ist, ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil für einen Verbrennungsmotor, aufweisend eine Schmierung.
Ferner betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor, aufweisend wenigstens ein Einspritzventil.
Bei gattungsgemäßen Einspritzventilen, die bei Verbrennungsmotoren für herkömmliche Kraftstoffe – wie Benzin, Diesel etc. – zur Anwendung kommen, kann deren Schmierung durch die den Kraftstoffen eigenen Schmiereigenschaften gewährleistet werden. Werden Verbrennungsmotoren allerdings als sog. Gasmotoren verwendet – bei diesen kommen als Kraftstoffe Erdgas, Flüssiggas, Wasserstoff, etc. zum Einsatz -, wird der Fachmann mit dem Problem konfrontiert, dass diese Kraftstoffe nicht über die für die Einspritzventile erforderlichen Schmiereigenschaften verfügen.
Zur Lösung dieses Problems werden bisher Beschichtungen vorgesehen, die eine ausreichende Schmierung des bzw. der Einspritzventile garantieren. Aufgrund der hohen Schaltfrequenzen derartiger Ventile unterliegen diese Beschichtungen jedoch einem hohen Verschleiß. Die Verminderung der Gleiteigenschaften aufgrund von Verschleiß führen in einer Vielzahl von Fällen zum gänzlichen Versagen der Einspritzventile.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Einspritzventil für einen Verbrennungsmotor, aufweisend eine Schmierung, bzw. einen Verbrennungsmotor, aufweisend wenigstens ein Einspritzventil, anzugeben, das bzw. der die vorgenannten Nachteile vermeidet. Insbesondere soll eine permanente Schmierung des Einspritzventils bzw. dessen Ventilstößels gewährleistet werden, um eine Erhöhung der Lebensdauer der Einspritzventile sowie deren zuverlässige Funktion gewährleisten zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Einspritzventil vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schmierung als Schmiernuten, die eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit enthalten, und/oder als wenigstens eine Sinterbeschichtung, in die wenigstens eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit eingelagert ist, ausgebildet ist.

Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor, aufweisend wenigstens ein Einspritzventil, zeichnet sich dadurch aus, dass er wenigstens ein erfindungsgemäßes Einspritzventil aufweist.

Ionische Flüssigkeiten sind niederschmelzende, organische Salze mit Schmelzpunkten zwischen 100 und –90 °C, wobei die meisten der bekannten ionischen Flüssigkeiten bereits bei Raumtemperatur in flüssiger Form vorliegen. Im Gegensatz zu herkömmlichen, molekularen Flüssigkeiten sind ionische Flüssigkeiten zur Gänze ionisch und zeigen deshalb neue und ungewöhnliche Eigenschaften. Ionische Flüssigkeiten sind durch die Variation der Struktur von Anion und/oder Kation sowie durch die Variation von deren Kombinationen in ihren Eigenschaften an gegebene technische Problemstellungen vergleichsweise gut anpassbar. Aus diesem Grund werden sie oftmals auch als so genannte "Designer Solvents" bezeichnet. Bei herkömmlichen, molekularen Flüssigkeiten ist hingegen lediglich eine Variation der Struktur möglich.

Im Gegensatz zu konventionellen, molekularen Flüssigkeiten haben ionische Flüssigkeiten darüber hinaus den Vorteil, dass sie keinen messbaren Dampfdruck besitzen. Dies bedeutet, dass sie – solange ihre Zersetzungstemperatur nicht erreicht wird – selbst im Hochvakuum nicht in geringsten Spuren verdampfen. Daraus resultieren die Eigenschaften Unbrennbarkeit und Umweltfreundlichkeit, da ionische Flüssigkeiten folglich nicht in die Atmosphäre gelangen können.

Wie bereits erwähnt, liegen die Schmelzpunkte bekannter ionischer Flüssigkeiten definitionsgemäß unterhalb von 100°C. Der so genannte Liquidus-Bereich – dies ist der Bereich zwischen Schmelzpunkt und thermischer Zersetzung – beträgt im Regelfall 400 °C oder mehr.

Darüber hinaus weisen ionische Flüssigkeiten eine hohe thermische Stabilität auf. Oftmals liegen ihre Zersetzungspunkte oberhalb von 400 °C. Die Dichte und das Mischungsverhalten mit anderen Flüssigkeiten können bei ionischen Flüssigkeiten durch die Wahl der Ionen beeinflusst bzw. eingestellt werden. Ionische Flüssigkeiten haben des Weiteren den Vorteil, dass sie elektrisch leitend sind und dadurch elektrische Aufladungen – die ein Gefahrenpotential darstellen – verhindern können.

Das erfindungsgemäße Einspritzventil für einen Verbrennungsmotor sowie weitere Ausgestaltungen desselben seien nachfolgend anhand der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Das in der 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Einspritzventils, bei dem die Schmierung mittels mindestens einer, vorzugsweise jedoch mehrerer Schmiernuten erfolgt, während bei der in der 2 dargestellten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Einspritzventils die Schmierung mittels einer Sinterbeschichtung realisiert wird. Beide Figuren zeigen hierbei seitliche, nicht maßstabsgerechte Schnittdarstellungen durch die vorgenannten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Einspritzventils.
Mittels des Ventilstößels 2 wird der Ventilstößel des Einspritzventiles 1, das in einer Ventilführung 3 sitzt, auf und ab bewegt. Über Leitung 4 wird dem Ventilraum 5 der dem Verbrennungsraum des Verbrennungsmotors zuzuführende Kraftstoff zugeführt und mittels des Einspritzventils 1 über die Öffnung 6 aus dem Raum 5 gedrückt.
Bei der in der 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Einspritzventils erfolgt die dauerhafte Schmierung des Einspritzventils 1 mittels einer oder mehrerer Schmiernuten 7, die eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit 8 enthalten; diese verteilt sich entlang der Außenseite des Einspritzventils 1 bzw. des Ventilstößels 2.
Aufgrund des nicht vorhandenen Dampfdruckes ionischer Flüssigkeiten wird sichergestellt, dass sich die verwendeten ionischen Flüssigkeiten nicht mit dem Kraftstoff verbinden bzw. an diesen abgegeben werden kann.
Bei der in der 2 dargestellten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Einspritzventils besteht die Permanentschmierung aus einer Sinterbeschichtung 9, in die wenigstens eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit eingelagert ist.
Mittels des erfindungsgemäßen Einspritzventils für einen Verbrennungsmotor wird nunmehr eine zuverlässige dauerhafte Schmierung des Einspritzventils erreicht. Diese erhöht die Lebensdauer sowie die Zuverlässigkeit von Einspritzventilen, insbesondere von Einspritzventilen, die bei den vorerwähnten Gasmotoren zum Einsatz kommen. Die Schmierung erfolgt nunmehr unabhängig von dem jeweils verwendeten Kraftstoff. Eine externe Schmierstoffversorgung ist im Regelfall nicht erforderlich, da die als Schmiermittel verwendeten ionischen Flüssigkeiten nicht verbraucht werden. Auch tritt eine Verunreinigung des verwendeten Kraftstoffs nicht auf, da ionische Flüssigkeiten keinen Dampfdruck aufweisen und daher nicht an den verwendeten Kraftstoff abgegeben werden.

Claims

Einspritzventil für einen Verbrennungsmotor, aufweisend eine Schmierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierung als Schmiernuten (7), die eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit (8) enthalten, und/oder als wenigstens eine Sinterbeschichtung (9), in die wenigstens eine Schmiermitteleigenschaften aufweisende, ionische Flüssigkeit eingelagert ist, ausgebildet ist.
Verbrennungsmotor, aufweisend wenigstens ein Einspritzventil, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Einspritzventile gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist.