DE19616806A1 - Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, und insbesondere ein direkt einspritzendes Kraftstoffeinspritzventil für eine derartige Brennkraftmaschine, welches so an einem Brennkraftmaschinenzylinder angebracht ist, daß der Kraftstoff direkt in den Zylinder eingespritzt wird.

Das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil, welches an dem Zylinder der Brennkraftmaschine angebracht wird, um direkt den Kraftstoff in die Brennkammer einzuspritzen, muß infolge der direkten Kraftstoffeinspritzung mit Umgebungsbedingungen fertig werden, die hohe Anforderungen stellen. Die zum Aushalten dieser Umgebungsbedingungen erforderlichen Eigenschaften umfassen eine mechanische Festigkeit gegen die Hitze und Schwingungen des Zylinders, den hohen Druck des Verbrennungsgases innerhalb der Brennkammer, sowie eine mechanische Festigkeit gegen die erhöhte Temperatur, weiterhin Dichteigenschaften, um einen Austritt des Kraftstoffs und des Brenngases zu verhindern, bestimmte elektrische und magnetische Eigenschaften, sowie eine Korrosionsbeständigkeit gegen die chemische Bestandteile und die Restbestandteile innerhalb des Kraftstoffs und des Brenngases.

Der typische Aufbau eines derartigen, direkt einspritzendes Kraftstoffventils ist so, daß ein hohler Einspritzventilhauptkörper, in welchem ein Nadelventil aufgenommen ist, mittels Preßsitz oder dergleichen mit einem Gehäuse verbunden ist, wobei innerhalb des Gehäuses eine Magnetspule angeordnet ist, die zur Betätigung des Nadelventils dient. Die Montage des Kraftstoffeinspritzventils an dem Zylinder wird normalerweise dadurch erzielt, daß der Einspritzventilhauptkörper in eine Bohrung eingeführt wird, die in dem Zylinderkopf vorgesehen ist, und das Gehäuse des Einspritzventils durch das Kraftstoffzufuhrrohr gegen den Zylinderkopf gedrückt und an diesem befestigt wird.

Das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil, welches in dem offengelegten japanischen Gebrauchsmuster Nr. 7-30368 beschrieben ist, ist so ausgelegt, daß verhindert wird, daß ein Schrumpfen der Axiallänge des Gehäuses infolge der Montagebelastung, die auf das Kraftstoffeinspritzventil einwirkt, den Hub des Nadelventils des Einspritzventils beeinflußt, und das Kraftstoffeinspritzventil wird an der Spitze des Einspritzventilhauptkörpers eingeführt, bis es gegen den Boden des Einspritzventileinführungsloches zur Anlage kommt, das in dem Zylinderkopf vorgesehen ist, und in Axialrichtung gegen den Zylinderkopf gedrückt und dort befestigt wird. Eine Dichtung, die eine Ausnehmung zum Aufnehmen der Spitze des Einspritzventilhauptkörpers aufweist, wird in Preßpassung auf die Spitze des Einspritzventilhauptkörpers aufgedrückt, so daß ein Spalt zwischen der unteren Oberfläche der Ausnehmung der Dichtung und der Spitze des Einspritzventilhauptkörpers ausgebildet wird.

Bei diesem direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventil führt die Montagebelastung in Axialrichtung zum Montieren der Kraftstoffeinspritzdüse an dem Zylinder nur dazu, daß der Spalt zwischen der Dichtung und dem Einspritzventil, die durch Preßpassungsreibung zusammengehalten werden, abnimmt, und führt nicht dazu, daß die Längsabmessungen des Gehäuses verringert werden, so daß der Hub des Nadelventils kleiner wird.

Bei diesem Typ von Kraftstoffeinspritzventilen, bei denen das Gehäuse und der Einspritzventilhauptkörper miteinander verbunden sind, wird allerdings auf den Verbindungsabschnitt unvermeidlich eine erhebliche Druckkraft ausgeübt, unabhängig von der Art und Weise der Verbindung, die als Druckpassung, Schweißung oder Bördelung ausgeführt sein kann, was häufig dazu führt, daß die Festigkeit des Verbindungsabschnitts unzureichend ist, und was wiederum dazu führt, daß es schwierig ist, den exakten Hub des Ventils aufrecht zu erhalten. Dieser Verbindungsabschnitt in dem Gehäuse muß gleichzeitig beständig sein gegen die Einflüsse der thermischen Ausdehnung, der thermischen Verschiebung, thermische Schockbeanspruchungen und dergleichen, infolge der hohen Temperatur der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung. Darüber hinaus muß das Gehäuse Dichteigenschaften gegen den Kraftstoff und das Verbrennungsgas aufweisen, und darüberhinaus eine magnetische Schaltung für die Magnetspule zur Verfügung stellen, und schließlich sind möglichst kleine Abmessungen erforderlich, damit das Kraftstoffeinspritzventil leicht und kompakt ausgebildet ist.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung eines direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventils für eine Brennkraftmaschine, bei welchem die voranstehend erläuterten Schwierigkeiten ausgeschaltet sind, die bei dem konventionellen, direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventil auftreten.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Kraftstoffeinspritzventils für eine Brennkraftmaschine, welches einen einfachen und kompakten Aufbau aufweist, einfach herzustellen ist, ausreichend widerstandsfähig gegen schwierige Umgebungsbedingungen ist, denen das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil ausgesetzt ist, und welches über einen verlängerten Zeitraum verläßlich ist und gute Leistungen zeigt.

Daher stellt die vorliegende Erfindung ein Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine zur Verfügung, bei welchem ein Ende so ausgebildet ist, daß es in ein Kraftstoffeinspritzventil-Einführungsloch eingeführt werden kann, das mit einem Schulterabschnitt versehen ist, der in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei das andere Ende dazu ausgebildet ist, daß es an ein Kraftstoffversorgungsrohr angeschlossen werden kann. Das Kraftstoffeinspritzventil weist eine Ventilanordnung auf, ein hohles Gehäuse, welches an seinem einen Ende mit einem Kupplungsabschnitt versehen ist, der mit der Ventilanordnung gekuppelt ist, und am anderen Ende dazu ausgebildet ist, an das Kraftstoffversorgungsrohr angeschlossen zu werden, und eine Magnetspulenanordnung aufweist, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, um die Ventilanordnung zu öffnen und zu schließen. Das Gehäuse ist mit einer Anlageoberfläche versehen, die an einem Ort angeordnet ist, der in bezug auf die Ventilanordnung radial außerhalb des Kupplungsabschnitts liegt, und die dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Einführungslochs gegenüberliegt, und ist mit einer Montageoberfläche zum Positionieren des Gehäuses in bezug auf den Zylinderkopf versehen. Das Kraftstoffeinspritzventil weist weiterhin eine Muffe oder Buchse auf, deren eines Ende auf der Ventilanordnung dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfs gegenüberliegend angeordnet ist, und deren anderes Ende so an dem Gehäuse angebracht ist, daß es gegen die Anlageoberfläche anliegt, um die Ventilanordnung und das Gehäuse über den Kupplungsabschnitt zu verbinden.

Das Kraftstoffeinspritzventil weist vorzugsweise einen Dichtring auf, dessen eine Seite auf der Ventilanordnung so angeordnet ist, daß sie gegen das eine Ende der Muffe anstößt, und dessen andere Seite so ausgebildet ist, daß sie gegen den Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil- Einführungslochs zur Anlage kommt. Eine Seite des Dichtrings, die an das eine Ende der Muffe anstößt, kann radial einwärts der anderen Seite des Dichtrings angeordnet sein, die dazu ausgebildet ist, an den Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventil-Einführungslochs anzustoßen. Der Dichtring kann ein Metallring sein, dessen Querschnitt im wesentlichen S-förmig ist, kann eine Zinnbeschichtungsschicht auf der Oberfläche aufweisen, und einen Vorsprung, der von einer Innenumfangsoberfläche des Dichtrings aus radial nach innen verläuft, und in elastischem Eingriff mit der Ventilanordnung steht.

Der Kupplungsabschnitt des Gehäuses zum Ankuppeln an die Ventilanordnung kann eine geschweißten oder gebördelten Abschnitt des Gehäuses aufweisen, der mit der Ventilanordnung durch eine Bördelung verbunden ist, und die Montageoberfläche Rum Anordnen des Gehäuses in bezug auf den Zylinderkopf kann einen an dem Gehäuse angebrachten Montageflansch aufweisen, wobei das Kraftstoffeinspritzventil über den Montageflansch fest an dem Zylinderkopf montiert werden kann. Die Muffe kann durch Preßpassung, Schweißung oder Bördelung auf einer Außenumfangsoberfläche der Ventilanordnung befestigt sein.

Vorzugsweise weist das Kraftstoffeinspritzventil ein sehr gut wärmeleitendes Material auf, das in einen Raum eingefüllt ist, der innerhalb der Muffe durch die Ventilanordnung und das Gehäuse ausgebildet wird. Die Muffe ist vorzugsweise wärmebeständig und verschleißfest.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Kraftstoffeinspritzventils für eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung in seinem am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine montierten Zustand;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Gabelteils, das zur Montage des in Fig. 1 gezeigten Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht des Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 eine seitliche Schnitt-Teilansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine seitliche Schnitt-Teilansicht eines Kraftstoffeinspritzventils einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 6 eine seitliche Schnitt-Teilansicht eines Kraftstoffeinspritzventils gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den Zustand, in welchem das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine montiert ist. In dem Zylinderkopf 1 der Brennkraftmaschine ist ein Einspritzventil-Einführungsloch 2 vorgesehen, das sich durch die Wand des Zylinderkopfes 1 hindurch erstreckt, um das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil aufzunehmen. Das Einspritzventil- Einführungsloch 2 ist ein abgestuftes Loch oder eine abgestufte Bohrung, das bzw. die einen kreisförmigen Querschnitt und in seinem bzw. ihrem mittleren Abschnitt einen Schulterabschnitt 3 aufweist, und darüberhinaus ist eine Senkbohrung 4 zum Positionieren am äußeren Ende auf der Seite der Außenoberfläche des Zylinderkopfes 1 vorgesehen. Das direkt einspritzende Kraftstoff-Einspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird in das Einspritzventil- Einführungsloch 2 an seinem einen Ende oder seiner einen Spitze eingeführt und befestigt, und das andere Ende, welches aus dem Einspritzventil-Einführungsloch 2 vorsteht, wird an eine Kraftstoffversorgungsleitung 5 angeschlossen.

Wie am deutlichsten aus Fig. 3 hervorgeht, weist das Kraftstoffeinspritzventil an seiner Spitze eine Ventilanordnung 6 auf. Die Ventilanordnung 6 ist mit einem Ventilhauptkörper 9 in Form eines abgestuften Hohlzylinders versehen, der einen Zylinderabschnitt 7 mit kleinem Durchmesser und einen Zylinderabschnitt 8 mit großen Durchmesser aufweist, mit einem Ventilsitz 9, der an einem Ende der zentralen Bohrung des Ventilhauptkörpers 9 befestigt ist, und ein Kraftstoffeinspritzloch 10 aufweist, mit einem Nadelventil 12, welches auf dem Ventilsitz 11 aufsitzen und von diesem entfernt angeordnet sein kann, um das Kraftstoffeinspritzloch 10 zu öffnen bzw. zu schließen, und mit einem Wirbelteil 13 zum Führen des Nadelventils 12 in Axialrichtung, und zur Bereitstellung einer Wirbelbewegung des Kraftstoffs, der in das Kraftstoffeinspritzloch 10 des Ventilsitzes 11 radial nach innen fließt.

Die Ventilanordnung 6 wird an ihrem hinteren Ende oder dem Abschnitt 8 mit großem Durchmesser in das Ende des Hohlzylindergehäuses 12 eingeführt, bis sie innerhalb des Gehäuses 14 durch ein Abstandsteil 15 eine definierte Lage annimmt, und wird mit dem Gehäuse 14 mit Hilfe eines Kupplungsabschnitts 16 fest verbunden, der einen dünnwandigen Abschnitt des Gehäuses darstellt, der radial nach innen und auf einem Schulterabschnitt des Gehäuses 14 gebördelt ist, der zwischen dem Zylinder 8 mit großem Durchmesser und dem Zylinder 7 mit kleinem Durchmesser vorgesehen ist. Zwar ist bei der dargestellten Ausführungsform der Kupplungsabschnitt 16 der gebördelte Abschnitt, jedoch läßt sich die vorliegende Erfindung auch bei einer anderen Konstruktion einsetzen, nämlich bei jedem anderen geeigneten Kupplungsabschnitt 16 zwischen dem Gehäuse 14 und der Ventilanordnung 6, beispielsweise bei einem verschweißten Abschnitt (nicht gezeigt). Zwischen der Außenumfangsoberfläche des Zylinders 8 mit großem Durchmesser und der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses 14 ist ein O-Ring 17 eingefügt, um diese Teile gegeneinander abzudichten.

Weiterhin sind innerhalb des Gehäuses 14 eine Spule 19, die einen Verbinder 18 aufweist, ein Anker 20, der durch einen Magnetfluß angetrieben werden kann, der erzeugt wird, wenn die Spule 19 mit Strom versorgt wird, sowie eine Magnetspulenanordnung 22 vorgesehen, die eine Feder 21 zum Zurückbringen des Ankers 20 in seine Ursprungslage aufweist, wobei die Anordnung so ist, daß das Nadelventil 12 der Ventilanordnung 6 so betätigt werden kann, daß es sich in bezug auf den Ventilsitz 11 zwischen der geöffneten und der geschlossenen Position bewegt. Die Feder 21 der Magentspulenanordnung 22 wird in Anlage mit der Endoberfläche des Rohrs 23 gehalten, welches durch eine Bördelung beispielsweise mit dem Gehäuse 14 in seiner Lage gehalten und befestigt wird. Das andere Ende des Rohrs 23 verläuft zum hinteren oder anderen Ende des Gehäuses, an welches das Kraftstoffversorgungsrohr 5 angeschlossen ist, wo ein Filter 24 angeordnet ist, und weiterhin ein O-Ring 25 auf dem Außenumfang des Filters 24 vorgesehen ist, um eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse 14 und dem Kraftstoffversorgungsrohr 5 zu bewirken (vgl. Fig. 1).

Das Gehäuse 14 des direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Kupplungsabschnitt 16 auf, der durch den Bördelungsabschnitt gebildet werden kann, der mit der Ventilanordnung 6 verbördelt ist, und das Gehäuse 14 weist an seinem Außenumfang eine in Umfangsrichtung verlaufenden Flansch 30 auf. Wenn wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil an dem Zylinderkopf 1 angebracht ist, wird die Montageoberfläche 31 auf der Vorderseite des Flansches 30 gegen die Senkbohrung 4 in den Zylinderkopf 1 mit Hilfe einer Kupferdichtung 32 abgedichtet, und wird die Seitenoberfläche 33 auf der Rückseite des Flansches 30 fest angedrückt, so daß der Flansch 30 gegen den Zylinderkopf 1 durch das Gabelteil 35 gedrückt wird, das an dem Zylinderkopf 1 durch eine Montagebolzen 34 befestigt ist. Das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil wird daher durch die auf dem Gehäuse 14 vorgesehene Montageoberfläche 31 positioniert, und starr an dem Zylinderkopf 1 befestigt.

Weiterhin ist das Gehäuse 14 mit einer kreisringförmigen Anlageoberfläche 36 versehen, die in einer Ebene verläuft, die senkrecht zur Zentralachse des direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventils liegt, an einem Ort, der dem Schulterabschnitt 3 des Einspritzventil-Einführungsloches 2 des Zylinderkopfes 1 gegenüberliegt und hiervon um eine vorbestimmte Axialentfernung beabstandet ist. Diese Anlageoberfläche 36 liegt radial außerhalb des Kupplungsabschnitts 16 oder des gebördelten Abschnitts, an welchem das Gehäuse 14 mit der Ventilanordnung 6 verbunden ist.

Weiterhin weist das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil eine Muffe 40 auf, die zwischen der Außenumfangsoberfläche des Zylinder 7 mit kleinem Durchmesser der Ventilanordnung 6 und der Anlageoberfläche 36 des Gehäuses 14 angeordnet ist. Die Muffe 40 ist ein hohles, im wesentlichen kegelstumpfförmiges Teil, das eine kreisringförmige erste Endoberfläche 41 und eine kreisringförmige zweite Endoberfläche aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind, und senkrecht zur Zentralachse der Muffe 40. Die Innenumfangsoberfläche 43 neben der ersten Endoberfläche 41 ist eine zylindrische Oberfläche, die an die Außenumfangsoberfläche des Zylinders 7 mit kleinem Durchmesser der Ventilanordnung 6 angepaßt ist. Die Muffe 40 wird so auf dem Abschnitt 7 mit kleinem Durchmesser der Ventilanordnung 6 an ihrer Innenumfangsoberfläche 43 angeordnet, daß ihr eines Ende oder die erste Endoberfläche 41 dem Schulterabschnitt 3 des Einspritzventil- Einführungslochs 2 des Zylinderkopfes 1 gegenüberliegt, und ihr anderes Ende, oder die zweite Endoberfläche 42, an der Anlageoberfläche 36 des Gehäuses 14 anstößt, so daß der Kupplungsabschnitt 16 zwischen dem Gehäuse 14 und der Ventilanordnung 6 überbrückt oder umgangen wird, um zu verhindern, daß der Kupplungsabschnitt 16 einer Kraft ausgesetzt ist, die das Kraftstoffeinspritzventil gegen den Zylinderkopf 1 drückt.

Die Muffe 40 kann aus einem geeigneten Metall bestehen, das ausreichende mechanische Festigkeit und Beständigkeit gegen Wärmeeinflüsse und Korrosionseinflüsse aufweist, beispielsweise aus einem Edelstahl wie SUS304. Vorzugsweise besteht die Muffe 40 aus einem unmagnetischen Material, damit nicht der innerhalb des Gehäuses 14 ausgebildete magnetische Kreis der Magnetspulenanordnung 2 unnötig lang wird, und die magnetische Reluktanz minimal wird. Zwar wird bei der dargestellten Ausführungsform die Innenumfangsoberfläche 43 der Muffe 40 durch Presspassung auf dem Außenumfang des Zylinders 7 mit einem Durchmesser der Ventilanordnung 6 befestigt, jedoch kann die Muffe 40 auch an einem anderen Abschnitt durch eine andere geeignete Einrichtung befestigt werden, wie später noch genauer erläutert wird.

Das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil weist weiterhin einen Dichtring 45 auf, der über den Zylinder 7 mit kleinem Durchmesser der Ventilanordnung 6 aufgepaßt ist. Der Dichtring 45 ist ein kreisringförmiges Teil, welches im Querschnitt im wesentlichen weilenförmig oder S-förmig ausgebildet ist, und dessen Gesamtform sich so beschreiben läßt, daß eine erste Seite 46 und eine zweite Seite 47 voneinander in Axialrichtung beabstandet angeordnet sind, und eine Innenumfangskante 48 und eine Außenumfangskante 49 in Radialrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Innenumfangskante 48 des Dichtrings 45 ist auf die Außenumfangsoberfläche des Zylinders 7 mit kleinem Durchmesser der Ventilanordnung 6 aufgepaßt, und seine erste Seite 46 liegt an der ersten Endoberfläche 41 der Muffe 40 an. Der Dichtring 45 ist so ausgebildet, daß seine zweite Seite 47 gegen den Schulterabschnitt 3 des Einspritzventileinführungslochs 2 anstößt, wenn das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil wie in Fig. 1 gezeigt an dem Zylinderkopf 1 angebracht ist.

Da der Dichtring 45 einen wellenförmigen Querschnitt aufweist, unterscheiden sich die Radialposition, an welcher seine erste Seite 46 gegen die Muffe 40 anstößt, und die Radialposition voneinander, an welcher seine zweite Seite 47 gegen den Schulterabschnitt 3 des Einspritzventileinführungslochs 2 des Zylinderkopfs 1 anstößt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die erste Seite 46, die gegen die erste Endoberfläche 41 der Muffe 40 anstößt, radial einwärts der zweiten Seite 47 angeordnet, die gegen den Schulterabschnitt 3 des Einspritzventileinführungslochs 2 anstößt. Durch diese Ausbildung und Positionierung des Dichtrings 45 wird der Raum klein ausgebildet, in welchem das Verbrennungsgas mit hoher Temperatur und hohem Druck innerhalb des Zylinders eintreten kann, um so die dem Verbrennungsgas ausgesetzte Fläche zu minimieren, und hierdurch den unerwünschten Einfluß des Verbrennungsgases zu verringern.

Wenn aus irgendeinem Grund eine Kraft auf das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil einwirkt, und der Spalt verkleinert wird, der zwischen der ersten Endoberfläche 41 der Muffe 40 und dem Schulterabschnitt 3 des Einspritzventileinführungslochs 2 ausgebildet wird, die in Berührung mit dem Dichtring 45 stehen, so wird der Dichtring 45 so verformt, daß er in Axialrichtung schrumpft, jedoch ist das Ausmaß der Verformung des gekrümmten Abschnitts bei der wellenartigen Form gering. Während der Dichtring 45 verformt wird, bewegt sich daher der gekrümmte Abschnitt des Dichtrings 45, der in Berührung mit der Muffe 40 oder dem Schulterabschnitt 3 steht, in einer Abwälzbewegung auf der Muffe 40 oder dem Schulterabschnitt 3, so daß der Berührungsabschnitt während der Verformung aufrecht erhalten bleibt, der sich linear zwischen dem Dichtring 45 und der Muffe 40 oder dem Schulterabschnitt 3 erstreckt. Daher verliert der Dichtring 45 nicht seine Dichteigenschaften, selbst wenn er verformt wird, und kehrt in die Ursprungslage zurück, wenn die Belastung nicht mehr vorhanden ist.

Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann der Dichtring 45 mit Vorsprüngen versehen sein, die von der Innenumfangskante des Dichtrings 45 radial nach innen verlaufen. Die Anzahl an Vorsprüngen kann eins betragen, jedoch werden vorzugsweise drei Vorsprünge vorgesehen, die in Umfangsrichtung voneinander durch gleiche Abstände beabstandet sind. Wenn der Dichtring 45 über die Außenumfangsoberfläche des Zylinders 7 mit kleinem Durchmesser der Ventilanordnung 6 aufgepaßt wird, gelangen die voranstehend erwähnten Vorsprünge unter kleinem Druck in Eingriff, an ihren Spitzen, mit der Außenumfangsoberfläche oder verhaken sich mit dieser, wodurch verhindert wird, daß der Dichtring 45 von der Ventilanordnung 6 herunterfällt, in Folge des elastischen Eingriffs und/oder der Verhakung der Vorsprünge, wenn der Dichtring 45 beim Zusammenbau des Kraftstoffeinspritzventils oder bei der Montage an dem Zylinderkopf 1 unten liegt.

Wenn, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil an dem Zylinderkopf 1 den Brennkraftmaschine montiert ist, liegt das Vorderende der Ventilanordnung 6, in welcher das Kraftstoffeinspritzloch 10 vorgesehen ist, der Verbrennungskammer gegenüber, und ist der Dichtring 45 zwischen den Schulterabschnitt 3 des Einspritzventileinführungslochs 3 und die erste Endoberfläche 41 der Muffe 40 eingefügt.

Der von dem Kraftstofftank (nicht gezeigt) zugeführte Kraftstoff, der von der Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) unter Druck gesetzt wird, wird über das Kraftstoffzufuhrrohr 5 dem direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventil zugeführt. Der Kraftstoff fließt dann durch den Filter 24, das Abstandsrohr 23 und die Feder 21, fließt um den Anker 20 der Magnetspulenanordnung 22 herum, und erreicht die Ventilanordnung 6. Der in die Ventilanordnung 6 hineingeflossene Kraftstoff wird von dieser nicht ausgespritzt, wenn das Nadelventil 12 durch die Feder 21 in der in Fig. 1 geschlossenen Position gehalten wird, bei welcher die Einspritzöffnung 10 geschlossen ist.

Wenn die Magnetspulenanordnung 22 durch eine elektrische Stromquelle (nicht gezeigt) mit Energie versorgt wird, die an dem Verbinder 18 angeschlossen ist, erzeugt die Spule oder Wicklung 19 einen Magnetfluß innerhalb einer magnetischen Schaltung, die um die Spule 19 herum ausgebildet wird, und das Gehäuse 14, den Anker 20 usw. umfaßt, wodurch der Anker 20 magnetisch angezogen wird, und zusammen mit dem Nadelventil 12 in Fig. 1 nach rechts bewegt wird, gegen die Federkraft der Feder 21. Wenn sich das Nadelventil 12 auf diese Weise von dem Ventilsitz 11 abhebt, wird dem Kraftstoff innerhalb der Ventilanordnung 6 eine Wirbelbewegung durch die Wirbelvorrichtung 13 verliehen, und wird der Kraftstoff in die Verbrennungskammer der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung aus der Brennstoffeinspritzöffnung 10 eingespritzt.

Das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil gemäß der vorliegenden Erfindung wird in Bezug auf die Senkbohrungsoberfläche 4 des Zylinderkopfes 1 durch die Montageoberfläche des Flansches 30 exakt und starr positioniert, und wird mit Hilfe des Gabelteils 35, das an dem Zylinder durch den Montagebolzen 34 befestigt ist, fest am Zylinderkopf 1 befestigt. Daher wird der Druck des unter hohem Druck stehenden Verbrennungsgases innerhalb der Verbrennungskammer durch das Gabelteil 35 über den Flansch 30 abgefangen, und daher wirkt kein Druck auf die Kraftstoffversorgungsleitung 5 ein, was dagegen beim Stand der Technik auftritt.

Da der Kupplungsabschnitt 16 zwischen dem Gehäuse 14 und der Ventilanordnung 6 des direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventils durch die Muffe 40 abgedeckt ist, wird verhindert, daß der Kupplungsabschnitt 16 direkt durch hohen Druck und hohe Temperatur beeinflußt wird, so daß keine Verformungen oder Beschädigungen auftreten.

Da die Abdichtung zwischen dem Zylinderkopf 1 und dem direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventil durch den Dichtring 45 unter einem Druck an einem Ort erzielt wird, der in Bezug auf das Vorderende des direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventils zwischen dem Schulterabschnitt 3 des Einspritzventileinführungslochs 2 des Zylinderkopfes 1 und die erste Endoberfläche 41 der Muffe 40 geschlossen ist, wird die Kraft, welche die Dichtung zusammendrückt, nicht auf den Kupplungsabschnitt 16 übertragen, sondern direkt auf die Anlageoberfläche 36 des Gehäuses 14 über die Muffe 40 übertragen, und von dem Zylinderkopf 1 über das Gabelteil 35 abgefangen. Daher wirkt keine Kraft auf den Kupplungsabschnitt 16 ein, der als gebordelter Abschnitt ausgebildet sein kann, und daher wird verhindert, daß der Kupplungsabschnitt 16 beschädigt wird.

Da die Erwärmung am Vorderendabschnitt der Ventilanordnung 6, der leicht eine hohe Temperatur annehmen kann, in Folge seines kleinen Volumens, in Folge der sehr hohen Temperaturen, welche die Verbrennungskammer liefert, an das Gehäuse 14 über die Muffe 40 von dem Ort übertragen wird, der relativ nahe an dem sich auf hoher Temperatur befindenden Vorderende liegt, wird ein Wärmeübertragungspfad zur Verfügung gestellt, wodurch verhindert wird, daß die Ventilanordnung 6 in Folge der hohen Temperatur beschädigt wird.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher der Umfangskantenabschnitt zwischen der ersten Endoberfläche 41 der Muffe 40 und der Innenumfangsoberfläche 43 neben der ersten Endoberfläche 41 durch eine Schweißnaht 56 abgedichtet ist, die sich stetig über den Gesamtumfang der Außenumfangsoberfläche des Zylinders 7 mit kleinem Durchmesser der Ventilanordnung 6 erstreckt. Wenn eine derartige Dichtung zwischen der Muffe 40 und der Ventilanordnung 6 vorgesehen wird, wird die Abdichtung zwischen dem Zylinderkopf 1 und dem direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventil verläßlicher und belastbar. Darüberhinaus wird die Wärmeleitung von der Ventilanordnung 6 zum Gehäuse 14 wesentlich verbessert.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher die Muffe 50 eine zweite Endoberfläche 52 mit ähnlicher Form wie jener der in den Fig. 3 oder 4 gezeigten Muffe 40 aufweist, der die erste Endoberfläche 51 ausbildende Endabschnitt eine verringerte Radialdicke aufweist, und ein gebördelter Abschnitt 53 an seinem Außenumfang mit der Außenumfangsoberfläche des Zylinders 7 mit seinem Durchmesser der Ventilanordnung 6 verbordelt ist. Durch diese Anordnung kann die Muffe 40 durch einen einfachen Vorgang leicht an der Ventilanordnung befestigt werden. Weiterhin kann die Außenumfangskante der zweiten Endoberfläche 52 der Muffe 50 an dem Gehäuse 14 durch eine Schweißnaht 54 befestigt sein, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventils gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein kreisringförmiger Raum, der zwischen der Muffe 40, der Ventilanordnung 6 und dem Gehäuse 14 vorhanden ist, mit einem sehr gut wärmeleitenden Material 55 gefüllt ist. Geeignete Beispiele für dieses Material sind ein Bindemittel, welches Silber und ein anorganisches Bindemittel enthält, das Aluminiumoxid als Hauptbestandteil enthält. Durch diesen Aufbau wird die Wärmeleitung von dem Vorderende der Ventilanordnung 6 zum Gehäuse 14 weiter verbessert, und wird die Abdichtung an diesem Abschnitt wesentlich verbessert.

Wie voranstehend geschildert, weist das Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine, das ein Ende aufweist, das dazu ausgebildet ist, in ein Kraftstoffeinspritzventileinführungsloch eingeführt zu werden, das einen im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordneten Schulterabschnitt aufweist, und dessen anderes Ende dazu ausgebildet ist, an eine Kraftstoffversorgungsleitung angeschlossen zu werden, eine Ventilanordnung auf, ein hohles Gehäuse, das an seinem einen Ende mit einem Kupplungsabschnitt versehen ist, der mit der Ventilanordnung gekuppelt ist, und an seinem anderen Ende dazu ausgebildet ist, an die Kraftstoffversorgungsleitung angeschlossen zu werden, und weist eine Magnetspulenanordnung auf, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, um die Ventilanordnung zu öffnen oder zu schließen. Das Gehäuse ist mit einer Anlageoberfläche versehen, die an einem Ort radial außerhalb des Kupplungsabschnitt in Bezug auf die Ventilanordnung und dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventileinführungsloches gegenüberliegend angeordnet ist, und ist mit einer Montageoberfläche zum Positionieren des Gehäuses in Bezug auf den Zylinderkopf versehen. Weiterhin weist das Kraftstoffeinspritzventil eine Muffe auf, die ein Ende aufweist, das auf der Ventilanordnung gegenüberliegend dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfs angeordnet ist, und deren anderes Ende so an dem Gehäuse angebracht ist, daß es an die Anlageoberfläche anstößt, um die Ventilanordnung und das Gehäuse über dem Kupplungsabschnitt miteinander zu verbinden.

Daher sind die voranstehend erläuterten Schwierigkeiten ausgeschaltet, die bei dem konventionellen, direkt einspritzenden Kraftstoffeinspritzventil auftraten, und kann das Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung so ausgebildet werden, daß es einen einfachen und kompakten Aufbau aufweist, und einfach herzustellen ist, und darüberhinaus ausreichend widerstandsfähig gegenüber den extremen Umgebungsbedingungen ist, denen das direkt einspritzende Kraftstoffeinspritzventil ausgesetzt ist, und über einen verlängerten Zeitraum eine hohe Verläßlichkeit und hervorragende Leistungen zeigt.

Claims (13)

1. Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, welches ein Ende aufweist, das zum Einführen in ein Kraftstoffeinspritzventileinführungsloch ausgebildet ist, das mit einem Schulterabschnitt versehen und im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet ist, und dessen anderes Ende dazu ausgebildet ist, an eine Kraftstoffversorgungsleitung angeschlossen zu werden, mit:
einer Ventilanordnung;
einem hohlen Gehäuse, an dessen einem Ende ein Kupplungsabschnitt vorgesehen ist, der mit der Ventilanordnung gekuppelt ist, und dessen anderes Ende zum Anschluß an die Kraftstoffzufuhrleitung ausgebildet ist, wobei das Gehäuse eine Anlageoberfläche aufweist, die an einem Ort radial außerhalb des Kupplungsabschnitts im Bezug auf die Ventilanordnung und dem Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventileinführungslochs gegenüberliegend angeordnet ist, und mit einer Montageoberfläche zum Anordnen des Gehäuses in Bezug auf den Zylinderkopf versehen ist;
einer Magnetspulenanordnung, die innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, um die Ventilanordnung zu öffnen und zu schließen; und
einer Muffe, deren eines Ende auf der Ventilanordnung dem Schulterabschnitt des Zylinderkopfs gegenüberliegend angeordnet ist, und deren anderes Ende so an dem Gehäuse angebracht ist, daß es gegen die Anlageoberfläche anstößt, um die Ventilanordnung und das Gehäuse über dem Kupplungsabschnitt miteinander zu verbinden.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Dichtring, dessen eine Seite auf der Ventilanordnung dem einen Ende der Muffe gegenüberliegend angeordnet ist, und dessen andere Seite dazu ausgebildet ist, an den Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventileinführungslochs anzustoßen.

3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsabschnitt des Gehäuses zur Kupplung mit der Ventilanordnung einen geschweißten oder gebördelten Abschnitt des Gehäuses aufweist, der mit der Ventilanordnung verbördelt bzw. verschweißt ist.

4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageoberfläche zum Positionieren des Gehäuses in Bezug auf den Zylinderkopf einen an dem Gehäuse angebrachten Montageflansch aufweist, wobei das Kraftstoffeinspritzventil über dem Montageflansch fest an dem Zylinderkopf angebracht ist.

5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe in Presspassung auf einer Außenumfangsoberfläche der Ventilanordnung sitzt.

6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe mit einer Außenumfangsoberfläche der Ventilanordnung verschweißt ist.

7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe durch eine Bördelung mit einer Außenumfangsoberfläche der Ventilanordnung verbunden ist.

8. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein sehr gut wärmeleitendes Material, das in einen Raum eingefüllt ist, der durch die Ventilanordnung und das Gehäuse in der Muffe ausgebildet wird.

9. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe wärmebeständig und korrosionsbeständig ist.

10. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seite des Dichtrings, die an das eine Ende der Muffe anstößt, radial innen der anderen Seite des Dichtrings angeordnet ist, die zum Anstoßen gegen den Schulterabschnitt des Kraftstoffeinspritzventileinführungsloches ausgebildet ist.

11. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring einen Metallring aufweist, dessen Querschnitt im wesentlichen S-förmig ist.

12. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring auf seiner Oberfläche eine aufplattierte Zinnschicht aufweist.

13. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring einen Vorsprung aufweist, der sich im wesentlichen von einer Innenumfangsoberfläche des Dichtrings aus radial nach innen erstreckt, und in elastischem Eingriff mit der Ventilanordnung steht.