DE102006044439A1

DE102006044439A1 - Fuel injection valve for direct injection of fuel in combustion chamber of internal combustion engine, has longitudinal axis, with actuator, with movable valve part, which acts together with fixed valve seat for opening and closing of valve

Info

Publication number: DE102006044439A1
Application number: DE200610044439
Authority: DE
Inventors: Volker Holzgrefe; Stefan Arndt; Kai Gartung
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2008-03-27

Abstract

The fuel injection valve has a longitudinal axis (8), with an actuator, with a movable valve part, which acts together with a fixed valve seat for opening and closing of the valve. The valve is formed on a valve seat element (26), and with an atomizing disc (30) arranged downstream to the valve seat. A lower discharge level is formed, in which a slit-shaped outlet opening is directly joined downstream to the wall of the opening area. The outlet opening runs in diagonally inclined manner.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Anspruchs 1.The The invention is based on a fuel injection valve after Genus of claim 1.

Aus der EP 0 611 886 A1 ist bereits ein elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinspritzventil bekannt, bei dem stromabwärts eines Ventilsitzes eine Lochscheibe bzw. ein Lochscheibenpaket vorgesehen ist. Die zwei aufeinander liegenden Lochplättchen sind jeweils mit wenigstens einem schlitzförmigen Durchgangsloch ausgeformt. Die Schlitze der einzelnen Plättchen sind derart angeordnet, dass sie sich bei einer Projektion in eine Ebene grundsätzlich schneiden, und zwar im rechten Winkel zueinander. Ein in den Schlitz des stromaufwärtigen Plättchens einströmender Brennstoff strömt von außen zur Mitte des Schlitzes, wo er von dem Schlitz des stromabwärtigen Plättchens untergraben ist. Im Schnittbereich der beiden Schlitze befindet sich somit eine Durchgangsöffnung durch die gesamte Lochscheibenanordnung, durch die der Brennstoff letztlich abgespritzt wird. Die grabenförmigen Schlitze weisen pyramidenstumpfförmige Wandungen auf, da sie mittels Ätzen in Siliziumscheiben eingebracht sind.From the EP 0 611 886 A1 an electromagnetically operable fuel injection valve is already known in which a perforated disc or a perforated disc pack is provided downstream of a valve seat. The two superimposed perforated plates are each formed with at least one slot-shaped through-hole. The slots of the individual platelets are arranged so that they basically intersect when projected in a plane, at right angles to each other. A fuel flowing into the slot of the upstream plate flows from the outside to the center of the slot where it is undermined by the slot of the downstream plate. In the intersection of the two slots is thus a through hole through the entire perforated disc assembly, through which the fuel is ultimately hosed. The trench-shaped slots have truncated pyramidal walls, since they are introduced by means of etching in silicon wafers.

In der DE-OS 196 07 288 wurde bereits die so genannte Multilayergalvanik zur Herstellung von Lochscheiben, die insbesondere für den Einsatz an Brennstoffeinspritzventilen geeignet sind, ausführlich beschrieben. Dieses Herstellungsprinzip einer Scheibenherstellung durch mehrfaches galvanisches Metallabscheiden verschiedener Strukturen aufeinander, so dass eine einteilige Scheibe vorliegt, soll ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt vorliegender Erfindung zählen. Die mikrogalvanische Metallabscheidung in mehreren Ebenen, Lagen bzw. Schichten kann auch zur Herstellung der erfindungsgemäßen Fächerstrahldüsenscheibe zum Einsatz kommen.In the DE-OS 196 07 288 has already been described in detail the so-called multilayer electroplating for the production of perforated discs, which are particularly suitable for use on fuel injection valves. This production principle of a disk production by multiple galvanic metal deposition of different structures on each other, so that a one-piece disc is present, should expressly include the disclosure content of the present invention. The microgalvanic metal deposition in several levels, layers or layers can also be used for producing the fan jet nozzle disk according to the invention.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass mit ihm eine sehr hohe Zerstäubungsgüte eines abzuspritzenden Brennstoffs erzielt wird. Mit dem erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventil ist in einer an ihm integrierten Zerstäuberscheibe eine Auffächerung des Brennstoffs möglich, mit der optimale Spraybilder bei der Saugrohreinspritzung oder beim direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum erzeugt werden können. Als Konsequenz können an einem Einspritzventil einer Brennkraftmaschine u.a. die Abgasemission der Brennkraftmaschine reduziert und ebenso eine Verringerung des Brennstoffverbrauchs erzielt werden.The Fuel injection valve according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that with him a very high Zerstäubungsgüte a fuel to be sprayed is achieved. With the fuel injection valve according to the invention is a fanning out in a built-in atomizer disk of the fuel possible, with the optimal spray pictures at the intake manifold injection or at direct injection of fuel into a combustion chamber can be generated. When Consequence on an injection valve of an internal combustion engine, etc. the exhaust emission the internal combustion engine reduces and also a reduction of Fuel consumption can be achieved.

In vorteilhafter Weise ist die Zerstäuberscheibe mit wenigstens einem radial verlaufenden Öffnungsbereich versehen, der an einer Wandung endet und von der aus der Brennstoff aufgrund der schräg unter starkem Winkel geneigten Schlitzanordnung weitgehend senkrecht zur Strömungsrichtung im Öffnungsbereich aufgefächert wird. Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht eine optimale hydrodynamische Ausdünnung der abgespritzten Brennstofflamellen. Die Dicken der unmittelbar aus den Austrittsöffnungen austretenden Brennstofflamellen betragen z.B. nur ca. 60% der Breite der Austrittsöffnungen selbst, da eine optimierte Ablösung der Strömung innerhalb der Austrittsöffnungen ermöglicht wird. Die Ausdünnung der Lamellen korreliert dabei mit der Zerstäubungsgüte (Sauter Mean Diameter SMD).In Advantageously, the atomizer disk is at least a radially extending opening area provided, which ends at a wall and from which the fuel due to the oblique At a high angle inclined slot arrangement largely perpendicular to the flow direction in the opening area fanned becomes. The inventive training allows optimal hydrodynamic thinning of the sprayed fuel louvers. The thicknesses of the fuel lamellae emerging directly from the outlet openings be e.g. only about 60% of the width of the outlet openings itself, as an optimized replacement of the flow inside the outlet openings allows becomes. The thinning The lamellas correlate with the atomization quality (Sauter Mean Diameter SMD).

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By in the subclaims listed activities are advantageous developments and improvements of the claim 1 specified fuel injector possible.

Von Vorteil ist es, mehr als einen Öffnungsbereich in der Zerstäuberscheibe vorzusehen. Durch eine gezielte Anzahl an Öffnungsbereichen kann beispielsweise ein gewünschtes schräg abgespritztes Spray erzeugt werden. Andererseits kann bei einer symmetrischen Anordnung von Öffnungsbereichen, z.B. mit vier Öffnungsbereichen, ein gleichmäßiges feinstzerstäubtes Spray, zusammengesetzt aus mehreren Fächerstrahlen, abgegeben werden.From The advantage is more than one opening area in the atomizer disk provided. By a specific number of opening areas, for example a desired one aslant sprayed off spray can be generated. On the other hand, in a symmetric Arrangement of opening areas, e.g. with four opening areas, a uniform atomised spray, composed of several fan beams, be delivered.

Besonders vorteilhaft ist es, die Zerstäuberscheibe mittels der so genannten Multilayergalvanik herzustellen. Aufgrund ihrer metallischen Ausbildung sind solche Zerstäuberscheiben sehr bruchsicher und gut montierbar. Die Anwendung der Multilayergalvanik erlaubt eine extrem große Gestaltungsfreiheit, da die Konturen der Öffnungsbereiche in der Zerstäuberscheibe frei wählbar sind.Especially It is advantageous, the atomizer disc produce by means of the so-called multilayer electroplating. by virtue of their metallic training such atomizer discs are very shatterproof and easy to assemble. The application of multilayer electroplating allows one extremely big Freedom of design, as the contours of the opening areas in the atomizer disk freely selectable are.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 ein Brennstoffeinspritzventil im Schnitt, 2 den Ausschnitt II in 1 im Bereich des Ventilsitzes und der erfindungsgemäßen Zerstäuberscheibe in einer ersten Ausführung, 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in 2 durch eine obere Einströmebene der Zerstäuberscheibe, 4 ein zweites Ausführungsbeispiel in der Ausschnittsdarstellung gemäß 2, 5 ein drittes Ausführungsbeispiel in der Ausschnittsdarstellung gemäß 2 und 6 ein viertes Ausführungsbeispiel in der Ausschnittsdarstellung gemäß 2.Embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it 1 a fuel injector in section, 2 the section II in 1 in the region of the valve seat and the atomizer disk according to the invention in a first embodiment, 3 a section along the line III-III in 2 through an upper inflow plane of the atomizer disk, 4 a second embodiment in the sectional view according to 2 . 5 a third embodiment in the sectional view according to 2 and 6 a fourth embodiment in the sectional view according to 2 ,

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Das in der 1 beispielhaft dargestellte elektromagnetisch betätigbare Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen hat einen von einer Magnetspule 1 zumindest teilweise umgebenen, als Innenpol eines Magnetkreises dienenden, rohrförmigen, weitgehend hohlzylindrischen Kern 2. Das Brennstoffeinspritzventil eignet sich als Niederdruck- oder Hochdruckeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine.That in the 1 exemplified electromagnetically operable valve in the form of an injector for fuel injection systems of mixture-compression, spark-ignited internal combustion engines has one of a magnetic coil 1 at least partially surrounded, serving as the inner pole of a magnetic circuit, tubular, largely hollow cylindrical core 2 , The fuel injection valve is suitable as a low-pressure or high-pressure injection valve for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine.

Ein beispielsweise gestufter Spulenkörper 3 aus Kunststoff nimmt eine Bewicklung der Magnetspule 1 auf und ermöglicht in Verbindung mit dem Kern 2 und einem ringförmigen, nichtmagnetischen, von der Magnetspule 1 teilweise umgebenen Zwischenteil 4 einen besonders kompakten und kurzen Aufbau des Einspritzventils im Bereich der Magnetspule 1.An example, stepped bobbin 3 made of plastic takes a winding of the solenoid 1 on and allows in conjunction with the core 2 and an annular, nonmagnetic, magnetic coil 1 partially surrounded intermediate part 4 a particularly compact and short design of the injector in the field of solenoid 1 ,

In dem Kern 2 ist eine durchgängige Längsöffnung 7 vorgesehen, die sich entlang einer Ventillängsachse 8 erstreckt. Der Kern 2 des Magnetkreises dient auch als Brennstoffeinlassstutzen, wobei die Längsöffnung 7 einen Brennstoffzufuhrkanal darstellt. Mit dem Kern 2 oberhalb der Magnetspule 1 fest verbunden ist ein äußeres metallenes (z. B. ferritisches) Gehäuseteil 14, das als Außenpol bzw. äußeres Leitelement den Magnetkreis schließt und die Magnetspule 1 zumindest in Umfangsrichtung vollständig umgibt. In der Längsöffnung 7 des Kerns 2 ist zulaufseitig ein Brennstofffilter 15 vorgesehen, der für die Herausfiltrierung solcher Brennstoffbestandteile sorgt, die aufgrund ihrer Größe im Einspritzventil Verstopfungen oder Beschädigungen verursachen könnten.In the core 2 is a continuous longitudinal opening 7 provided, extending along a valve longitudinal axis 8th extends. The core 2 the magnetic circuit also serves as a fuel inlet nozzle, wherein the longitudinal opening 7 represents a fuel supply channel. With the core 2 above the magnetic coil 1 firmly connected is an outer metal (eg ferritic) housing part 14 , which closes the magnetic circuit as outer pole or outer guide element and the magnetic coil 1 completely surrounds at least in the circumferential direction. In the longitudinal opening 7 of the core 2 is a fuel filter on the inlet side 15 provided, which provides for the filtering out of such fuel components that could cause blockages or damage due to their size in the injector.

An das obere Gehäuseteil 14 schließt sich dicht und fest ein unteres rohrförmiges Gehäuseteil 18 an, das z. B. ein axial bewegliches Ventilteil bestehend aus einem Anker 19 und einer stangenförmigen Ventilnadel 20 bzw. einen langgestreckten Ventilsitzträger 21 umschließt bzw. aufnimmt. Die beiden Gehäuseteile 14 und 18 sind z. B. mit einer umlaufenden Schweißnaht fest miteinander verbunden. Die Abdichtung zwischen dem Gehäuseteil 18 und dem Ventilsitzträger 21 erfolgt z. B. mittels eines Dichtrings 22.To the upper housing part 14 closes tightly and firmly a lower tubular housing part 18 on, the z. B. an axially movable valve member consisting of an anchor 19 and a rod-shaped valve needle 20 or an elongated valve seat carrier 21 encloses or receives. The two housing parts 14 and 18 are z. B. firmly connected to each other with a circumferential weld. The seal between the housing part 18 and the valve seat carrier 21 takes place for. B. by means of a sealing ring 22 ,

Mit seinem unteren Ende 25, das auch zugleich den stromabwärtigen Abschluss des gesamten Brennstoffeinspritzventils darstellt, umgibt der Ventilsitzträger 21 ein in einer Durchgangsöffnung 24 eingepasstes scheibenförmiges Ventilsitzelement 26 mit einer sich z.B. stromabwärts kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 27. In der Durchgangsöffnung 24 ist die Ventilnadel 20 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen Ende einen Ventilschließabschnitt 28 aufweist. Dieser beispielsweise sich keglig verjüngende Ventilschließabschnitt 28 wirkt in bekannter Weise mit der Ventilsitzfläche 27 zusammen. Stromabwärts der Ventilsitzfläche 27 folgt dem Ventilsitzelement 26 eine Zerstäuberscheibe 30, die aufgrund ihrer Funktion auch als Fächerstrahldüsenscheibe bezeichnet werden kann und die beispielsweise mittels Multilayergalvanik hergestellt ist.With its lower end 25 , which also represents the downstream end of the entire fuel injection valve, surrounds the valve seat carrier 21 a in a through hole 24 fitted disk-shaped valve seat element 26 with a valve seat surface tapering in the shape of a truncated cone, for example, downstream 27 , In the passage opening 24 is the valve needle 20 arranged at its downstream end a valve closing portion 28 having. This example, conically tapered valve closing section 28 acts in a known manner with the valve seat surface 27 together. Downstream of the valve seat surface 27 follows the valve seat element 26 an atomizer disk 30 , which due to its function can also be referred to as a fan jet nozzle disk and which is produced, for example, by multilayer electroplating.

Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise z.B. elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventilnadel 20 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer in der Längsöffnung 7 des Kerns 2 angeordneten Rückstellfeder 33 bzw. Schließen des Einspritzventils dient der elektromagnetische Kreis mit der Magnetspule 1, dem Kern 2, den Gehäuseteilen 14 und 18 und dem Anker 19. Zur Führung der Ventilnadel 20 während ihrer Axialbewegung mit dem Anker 19 entlang der Ventillängsachse 8 dient einerseits eine im Ventilsitzträger 21 am dem Anker 19 zugewandten Ende vorgesehene Führungsöffnung 34 und andererseits ein stromaufwärts des Ventilsitzelements 26 angeordnetes scheibenförmiges Führungselement 35 mit einer maßgenauen Führungsöffnung 36.The actuation of the injection valve takes place in a known manner, for example electromagnetically. For the axial movement of the valve needle 20 and thus to open against the spring force in the longitudinal opening 7 of the core 2 arranged return spring 33 or closing of the injector serves the electromagnetic circuit with the solenoid 1 the core 2 , the housing parts 14 and 18 and the anchor 19 , To guide the valve needle 20 during its axial movement with the anchor 19 along the valve longitudinal axis 8th On the one hand, one serves in the valve seat carrier 21 at the anchor 19 facing the end provided guide opening 34 and on the other hand, an upstream of the valve seat member 26 arranged disc-shaped guide element 35 with a dimensionally accurate guide opening 36 ,

Anstelle des elektromagnetischen Kreises kann auch ein anderer erregbarer Aktuator, wie z.B. ein Piezostack, in einem vergleichbaren Brennstoffeinspritzventil verwendet werden bzw. das Betätigen des axial beweglichen Ventilteils durch einen hydraulischen Druck oder Servodruck erfolgen.Instead of The electromagnetic circuit can also be another excitable Actuator, such as a piezo stack, in a comparable fuel injector be used or pressing the axially movable valve member by a hydraulic pressure or Servo printing done.

Eine in der Längsöffnung 7 des Kerns 2 eingeschobene, eingepresste oder eingeschraubte Einstellhülse 38 dient zur Einstellung der Federvorspannung der über ein Zentrierstück 39 mit ihrer stromaufwärtigen Seite an der Einstellhülse 38 anliegenden Rückstellfeder 33, die sich mit ihrer gegenüberliegenden Seite am Anker 19 abstützt. Im Anker 19 sind ein oder mehrere bohrungsähnliche Strömungskanäle 40 vorgesehen, durch die der Brennstoff von der Längsöffnung 7 im Kern 2 aus über stromabwärts der Strömungskanäle 40 ausgebildete Verbindungskanäle 41 nahe der Führungsöffnung 34 im Ventilsitzträger 21 bis in die Durchgangsöffnung 24 gelangen kann.One in the longitudinal opening 7 of the core 2 inserted, pressed or screwed adjustment sleeve 38 used to adjust the spring preload over a centering 39 with its upstream side on the adjustment sleeve 38 adjacent return spring 33 , anchored to its opposite side 19 supported. In the anchor 19 are one or more bore-like flow channels 40 provided by the fuel from the longitudinal opening 7 in the core 2 out over downstream of the flow channels 40 trained connection channels 41 near the guide hole 34 in the valve seat carrier 21 into the passage opening 24 can get.

Der Hub der Ventilnadel 20 wird durch die Einbaulage des Ventilsitzelements 26 vorgegeben. Eine Endstellung der Ventilnadel 20 ist bei nicht erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ventilschließabschnitts 28 an der Ventilsitzfläche 27 festgelegt, während sich die andere Endstellung der Ventilnadel 20 bei erregter Magnetspule 1 durch die Anlage des Ankers 19 an der stromabwärtigen Stirnseite des Kerns 2 ergibt.The stroke of the valve needle 20 is due to the installation position of the valve seat element 26 specified. An end position of the valve needle 20 is with non-energized solenoid 1 by the installation of the valve closing section 28 on the valve seat surface 27 set while the other end position of the valve needle 20 with energized solenoid 1 through the attachment of the anchor 19 at the downstream end of the core 2 results.

Die elektrische Kontaktierung der Magnetspule 1 und damit deren Erregung erfolgt über Kontaktelemente 43, die außerhalb des Spulenkörpers 3 mit einer Kunststoffumspritzung 44 versehen sind und weiter als Anschlusskabel 45 verlaufen. Die Kunststoffumspritzung 44 kann sich auch über weitere Bauteile (z. B. Gehäuseteile 14 und 18) des Brennstoffeinspritzventils erstrecken.The electrical contacting of the magnetic coil 1 and thus their excitement is via contact elements 43 outside the bobbin 3 with a plastic coating 44 are provided and continue as a connection cable 45 run. The plastic extrusion 44 can also have other components (eg housing parts 14 and 18 ) of the fuel injection valve.

Ein erster Absatz 49 in der Durchgangsöffnung 24 dient als Anlagefläche für eine z.B. schraubenförmige Druckfeder 50. Mit einer zweiten Stufe 51 wird ein vergrößerter Einbauraum für die drei scheibenförmigen Elemente 35, 26 und 30 geschaffen. Die die Ventilnadel 20 umhüllende Druckfeder 50 verspannt das Führungselement 35 im Ventilsitzträger 21, da sie mit ihrer dem Absatz 49 gegenüberliegenden Seite gegen das Führungselement 35 drückt. Stromabwärts der Ventilsitzfläche 27 ist im Ventilsitzelement 26 eine zentrale Austrittsöffnung 53 eingebracht, durch die der bei geöffnetem Ventil an der Ventilsitzfläche 27 entlangströmende Brennstoff strömt, um nachfolgend in eine obere Einströmebene 58 der Zerstäuberscheibe 30 einzutreten. Die Zerstäuberscheibe 30 liegt beispielsweise in einer Vertiefung 54 eines scheibenförmigen Halteelements 55 vor, wobei das Halteelement 55 fest mit dem Ventilsitzträger 21 z.B. mittels Schweißen, Kleben oder durch Verklemmen verbunden ist. In dem Halteelement 55 ist eine zentrale Auslassöffnung 56 ausgebildet, durch die der aufgefächerte Brennstoff das Brennstoffeinspritzventil verlässt. Bei entsprechender Auslegung kann auf das Halteelement 55 auch verzichtet werden.A first paragraph 49 in the passage opening 24 serves as a contact surface for a helical compression spring, for example 50 , With a second stage 51 becomes an enlarged installation space for the three disc-shaped elements 35 . 26 and 30 created. The valve needle 20 enveloping compression spring 50 braces the guide element 35 in the valve seat carrier 21 as she with her the paragraph 49 opposite side against the guide element 35 suppressed. Downstream of the valve seat surface 27 is in the valve seat element 26 a central outlet 53 introduced by the valve with the valve open at the valve seat 27 along flowing fuel flows to subsequently into an upper inflow 58 the atomizer disk 30 enter. The atomizer disk 30 for example, lies in a depression 54 a disk-shaped holding element 55 before, wherein the retaining element 55 firmly with the valve seat carrier 21 eg connected by welding, gluing or by jamming. In the holding element 55 is a central outlet opening 56 formed by the fanned fuel leaves the fuel injection valve. With appropriate design can on the holding element 55 also be waived.

2 zeigt den Ausschnitt II in 1 zur Verdeutlichung der Geometrie der Zerstäuberscheibe 30. 3 ist eine Schnittdarstellung entlang der Linie III-III in 2, um die Konturen der Öffnungsgeometrie innerhalb der Zerstäuberscheibe 30 zu verdeutlichen. Um die Anströmung der Zerstäuberscheibe 30 näher zu charakterisieren, wurde in 3 noch zusätzlich die Austrittsöffnung 53 des Ventilsitzelements 26 eingezeichnet. 2 shows the section II in 1 to clarify the geometry of the atomizer disk 30 , 3 is a sectional view taken along the line III-III in 2 to the contours of the opening geometry within the atomizer disk 30 to clarify. To the flow of the atomizer disk 30 to characterize in more detail was in 3 additionally the outlet opening 53 the valve seat member 26 located.

Gebildet wird die Zerstäuberscheibe 30 aus zwei z.B. galvanisch aufeinander abgeschiedenen Ebenen. Die Anströmung der Zerstäuberscheibe 30 erfolgt über die zentrale Austrittsöffnung 53 in die Öffnungskontur der Zerstäuberscheibe 30 hinein. Da eine untere Abströmebene 59 zumindest im Bereich rund um die Ventillängsachse 8 vollständig massiv ausgeführt ist, wird der einströmende Brennstoff an der der oberen Einströmebene 58 zugewandten Oberfläche 60 der unteren Abströmebene 59 umgelenkt, um radial nach außen zu strömen.The atomizer disk is formed 30 from two eg galvanically deposited layers. The flow of the atomizer disk 30 takes place via the central outlet opening 53 in the opening contour of the atomizer disk 30 into it. As a lower discharge level 59 at least in the area around the valve longitudinal axis 8th is made completely solid, the incoming fuel is at the upper inflow 58 facing surface 60 the lower discharge level 59 deflected to flow radially outward.

In der oberen Einströmebene 58 ist wenigstens ein radial verlaufender Öffnungsbereich 61 vorgesehen, der über die axiale Dicke der Einströmebene 58 verläuft und von der unteren Stirnfläche 62 des Ventilsitzelements 26 begrenzt wird. Wie der 3 zu entnehmen ist, ist es vorteilhaft, mehrere radiale Öffnungsbereiche 61 auszubilden. Denkbar sind z.B. zwischen zwei und zehn Öffnungsbereiche 61. Sind vier kanalartige Öffnungsbereiche 61 vorgesehen, so verlaufen diese beispielsweise in der Gesamtkontur strahlförmig und bilden zusammen ein Kreuz, so dass die einzelnen Öffnungsbereiche 61 also jeweils in einem Winkel von 90° zueinander liegen. Jeder kanalartige Öffnungsbereich 61 endet mit einer Wandung der Einströmebene 58, auf die die radial verlaufende Strömung auftrifft.In the upper inflow level 58 is at least one radially extending opening area 61 provided, over the axial thickness of the inflow plane 58 runs and from the lower end face 62 the valve seat member 26 is limited. Again 3 it can be seen, it is advantageous to have several radial opening areas 61 train. It is conceivable, for example, between two and ten opening areas 61 , Are four channel-like opening areas 61 provided, so they run, for example, in the overall contour jet-shaped and together form a cross, so that the individual opening areas 61 So in each case at an angle of 90 ° to each other. Each channel-like opening area 61 ends with a wall of the inflow plane 58 on which the radial flow impinges.

In der unteren Abströmebene 59 der Zerstäuberscheibe 30 ist nur eine schlitzartige Öffnungskontur eingebracht. In stromabwärtiger Richtung schließen sich an die Öffnungsbereiche 61 in der unteren Abströmebene 59 schlitzförmige Austrittsöffnungen 64 an. Die Austrittsöffnungen 64 verlaufen schräg geneigt zur Ventillängsachse 8. Die schlitzförmigen Austrittsöffnungen 64 weisen z.B. eine größere Länge L auf als die Breite 1 des in sie mündenden Öffnungsbereichs 61. Wie in 3 gezeigt ist, gilt daher L/l > 1. Da die Austrittsöffnungen 64 in ihrer Ausrichtung schräg geneigt, jedoch unter einem großen Winkel zu den Öffnungsbereichen 61 verlaufen, kann sich die aus den Öffnungsbereichen 61 kommende Strömung fast im rechten Winkel dazu entsprechend der Größe der Austrittsöffnung 64 auffächern, und der Brennstoff wird fein zerstäubt in einer Fächerstrahlgeometrie abgegeben.In the lower discharge level 59 the atomizer disk 30 only a slot-like opening contour is introduced. In the downstream direction close to the opening areas 61 in the lower discharge level 59 slit-shaped outlet openings 64 at. The outlet openings 64 run obliquely inclined to the valve longitudinal axis 8th , The slot-shaped outlet openings 64 For example, have a greater length L than the width 1 of the opening area opening into it 61 , As in 3 is shown, therefore L / l> 1. Since the outlet openings 64 inclined in their orientation, but at a large angle to the opening areas 61 can run out of the opening areas 61 coming flow almost at right angles to it according to the size of the outlet opening 64 fan out, and the fuel is delivered atomized in a fan-beam geometry.

Über die Querschnittsflächen der Öffnungsbereiche 61 lässt sich die Homogenität des abzuspritzenden Fächerstrahls einstellen. In idealer Weise ist der Zulaufquerschnitt des Öffnungsbereichs 61 zwischen der Oberfläche 60 der Abströmebene 59 und der Stirnfläche 62 des Ventilsitzelements 26 kleiner als der Austrittsquerschnitt der jeweils zugeordneten Austrittsöffnung 64. Durch die Anzahl und die Anordnung der Austrittsöffnungen 64 ist die Strahlform veränderbar.About the cross-sectional areas of the opening areas 61 the homogeneity of the fan beam to be sprayed can be adjusted. Ideally, the inlet cross section of the opening area 61 between the surface 60 the effluent level 59 and the face 62 the valve seat member 26 smaller than the outlet cross section of the respective associated outlet opening 64 , By the number and the arrangement of the outlet openings 64 the beam shape is changeable.

Durch eine konvergierende Ausformung der Wandungen der Öffnungsbereiche 61 in Strömungsrichtung lässt sich die Strömung zusätzlich beschleunigen. Zur Ausbildung von optimierten Fächerstrahlen bestehend aus ideal ausgedünnten Lamellen ist die Zulaufstrecke S der Öffnungsbereiche 61 z.B. mindestens sechsmal so groß wie die Höhe h des jeweiligen Öffnungsbereichs 61. Auf diese Weise wird ein homogenes, schwankungsarmes Geschwindigkeitsprofil unmittelbar vor der Umlenkung gewährleistet.By a converging shape of the walls of the opening areas 61 in the flow direction, the flow can be accelerated additionally. To form optimized fan beams consisting of ideally thinned fins, the inlet section S of the opening areas 61 eg at least six times the height h of the respective opening area 61 , In this way, a homogeneous, low-fluctuation velocity profile is ensured immediately before the deflection.

Anstelle der schlitzförmigen Austrittsöffnungen 64 kann der Austrittsquerschnitt auch von einem einzigen bogenförmigen Ringspalt oder mehreren gebogenen Ringspaltsegmenten gebildet sein.Instead of the slot-shaped outlet openings 64 the outlet cross section may also be formed by a single arcuate annular gap or a plurality of curved annular gap segments.

Während in den 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel gezeigt ist, bei dem die Austrittsöffnungen 64 schräg nach außen zum Rand der Zerstäuberscheibe 30 hin geneigt sind, ist in 4 eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Austrittsöffnungen 64 schräg nach innen in Richtung zur Ventillängsachse 8 hin geneigt sind.While in the 2 and 3 an embodiment is shown in which the outlet openings 64 obliquely outwards to the edge of the atomizer disk 30 are inclined in is 4 an embodiment shown in which the outlet openings 64 obliquely inward towards the valve longitudinal axis 8th are inclined towards.

In den 5 und 6 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele gezeigt, wobei auch hier die schlitzförmigen Austrittsöffnungen 64 schräg nach außen zum Rand der Zerstäuberscheibe 30 hin geneigt (5) bzw. schräg nach innen in Richtung zur Ventillängsachse 8 hin geneigt sind (6). Diese Ausführungsvarianten unterscheiden sich jedoch von denen der 2 und 4 dahingehend, dass trotz der Schrägstellung der Austrittsöffnungen 64 ein Umlenkwinkel zwischen den Öffnungsbereichen 61 und den Austrittsöffnungen 64 von ca. 90° vorgesehen ist. Dieser rechte Winkel zwischen den Öffnungsbereichen 61 und den Austrittsöffnungen 64 wird dadurch erreicht, dass eine veränderte Konturgebung an der Oberfläche 60 der Abströmebene 59 und/oder der unteren Stirnfläche 62 des Ventilsitzelements 26 ausgebildet ist. Die Öffnungsbereiche 61 sind also ebenfalls mit einer Schrägstellung so ausgeformt, dass sich der Umlenkwinkel von ca. 90° ergibt.In the 5 and 6 two further embodiments are shown, in which case the slot-shaped outlet openings 64 obliquely outwards to the edge of the atomizer disk 30 inclined ( 5 ) or obliquely inward in the direction of the valve longitudinal axis 8th are inclined ( 6 ). However, these variants differ from those of the 2 and 4 to the effect that despite the inclination of the outlet openings 64 a deflection angle between the opening areas 61 and the outlet openings 64 is provided by about 90 °. This right angle between the opening areas 61 and the outlet openings 64 is achieved by a changed contouring on the surface 60 the effluent level 59 and / or the lower end face 62 the valve seat member 26 is trained. The opening areas 61 are thus also formed with an inclination so that the deflection angle of about 90 ° results.

Die Zerstäuberscheibe 30 wird in zwei metallischen Schichten beispielsweise durch galvanische Abscheidung aufgebaut (Multilayergalvanik). Andererseits ist es jedoch ebenso denkbar, die Zerstäuberscheibe 30 stanz- und prägetechnisch, erodiertechnisch oder ätztechnisch herzustellen.The atomizer disk 30 is built up in two metallic layers, for example by galvanic deposition (multilayer electroplating). On the other hand, it is also conceivable, the atomizer disk 30 stamping and embossing technology, eroding technology or etching technology to produce.

Claims

Fuel injection valve for fuel injection systems of internal combustion engines, in particular for direct injection of fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine, having a valve longitudinal axis ( 8th ), with an actuator ( 1 . 2 . 14 . 18 . 19 ), with a movable valve part ( 20 ), which is used to open and close the valve with a fixed valve seat ( 27 ) cooperating with a valve seat element ( 26 ) is formed, and with a downstream of the valve seat ( 27 ) arranged atomizing disc ( 30 ), wherein in the atomizer disk ( 30 ) an upper inflow ( 58 ) is provided, in which fuel can be centrally flowed and in the at least one radially extending opening area ( 61 ) is provided, which is traversed radially outwardly from the fuel and which ends with a wall, and a lower discharge plane ( 59 ) is formed, in which at least one slot-shaped outlet opening ( 64 ) immediately downstream of the wall of the opening area ( 61 ), characterized in that the at least one outlet opening ( 64 ) runs obliquely.

Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the at least one outlet opening ( 64 ) obliquely outward to the edge of the atomizer disk ( 30 ) or obliquely inward in the direction of the valve longitudinal axis ( 8th ) is inclined.

Fuel injection valve according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one opening region ( 61 ) is channel-like and from a lower end face ( 62 ) of the valve seat element ( 26 ) and from a surface ( 60 ) of the effluent level ( 59 ) is limited.

Fuel injection valve according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a deflection angle between the opening area ( 61 ) and the outlet ( 64 ) due to the inclination of the outlet opening ( 64 ) is not equal to 90 °.

Fuel injection valve according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a deflection angle between the opening area ( 61 ) and the outlet ( 64 ) despite the inclination of the outlet opening ( 64 ) is about 90 °, since the opening area ( 61 ) is also formed with an inclination.

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet opening ( 64 ) is arcuately formed as an annular gap.

Fuel injection valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that a plurality of outlet openings ( 64 ) in the atomizer disk ( 30 ) are provided, which are designed as bent annular gap segments or rectangular as rectilinear slots.

Fuel injection valve according to claim 7, characterized in that two to ten opening areas ( 61 ) in the atomizer disk ( 30 ) each having an outlet opening ( 64 ) are provided.

Fuel injection valve according to claim 8, characterized in that four opening areas ( 61 ) in the upper inflow ( 58 ) form a cross-shaped opening contour.

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the inlet cross section of the opening area ( 61 ) smaller than the outlet cross section of the respective associated outlet opening ( 64 ).

Fuel injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that a radially extending supply path (S) of the opening regions ( 61 ) at least six times as large as the height (h) of the respective opening area ( 61 ).