DE2062420A1

DE2062420A1 - Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoff-Einspritzventil für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2062420A1
Application number: DE19702062420
Authority: DE
Inventors: Hans 7000 Stuttgart Stürmer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-12-18
Filing date: 1970-12-18
Publication date: 1972-06-22
Also published as: IT944109B; GB1372207A; US3702683A; FR2118788A5

Description

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17.12.1970 Iir/Sz

Anlage zur

Patent- imd

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ROBE R T BO S C H GMBH, Stuttgart

Elektromagnetisch betätigbares Kraftstoff-Einspritzventil

für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung "betrifft ein elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil für eine zeitgesteuerte Kraftstoff-Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung, dessen unter der Kraft einer Schließfeder stehende, am bewegbaren Anker eines Elektromagneten sitzende Düsennadel in Ruhezustand mit einer Dichtkante oder Dichtfläche gegen eine Sitzfläche im Spritzkopf des Ventils anliegt und dabei eine zur Achse der Düsennadel koaxiale Düsenbohrung im Spritzkopf des Ventils verschließt.

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Stuttgart

Bei bekannten Einspritzventilen ist die Düsennadel an dem Anker eines Elektromagneten befestigt, zu dem eine Magnetwicklung und ein feststehender Eisenkern in dieser Wicklung sowie ein Teil des aus Weicheisen bestehenden Ventilgehäuses gehört. Um das Ventil für eine den jeweiligen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine angepaßte Zeitdauer in seine Offenstellung zu bringen, werden der Erregerwicklung des Elektromagneten elektrische Impulse zugeführt, deren Dauer durch ein elektronisches Steuergerät bestimmt werden. Wegen ihrer verhältnismäßig großen Ankermasse und der vergleichsweise hohen Induktivität des Elektromagneten lassen die bekannten Elektromagnetventile eine genaue Zumessung des unter konstantem Druck stehenden Kraftstoffs mit ausreichender Genauigkeit dann nicht mehr zu, wenn die Öffnungsdauer kleiner als etwa 1 Millisekunde gewählt wird. Aus diesem Grunde ist bei den bekannten elektrischen Kraftstoff-Einspritzanlagen jeweils nur ein einziger Einspritzvorgang für jeden einzelnen Arbeitstakt der Brennkraftmaschine vorgesehen. Für eine Verminderung der Emission von schädlichen Abgasen wäre es vorteilhaft, wenn die für einen einzelnen Arbeitstakt benötigte Kraftstoffmenge auf mehrere entsprechend verkürzte Einspritzvorgänge aufgeteilt werden könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Einspritzventil zu schaffen, mit welchem die aus dem Ventil bei einem Einspritzvorgang austretende Kraftstoffmenge auch dann genau dosiert werden kann, wenn die Öffnungsdauer des Ventils nur 1 Millisekunde oder weniger beträgt. Hierzu ist bei einem Einspritzventil der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Düsennadel bzw. der Anker im Zentrum einer - vorzugsweise ebenen - Membran befestigt ist, die an ihrem Rand im Ventilkopf eingespannt ist. Hierdurch ergibt sich eine sehr exakte radiale Führung der Düsennadel und demzufolge auch bei kleiner Schließkraft eine gute Dichtwirkung

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am Ventilsitz. In Verbindung mit einer Verringerung der Schließkraft ist es möglich, die Masse des Ankers und der Düsennadel zu verkleinern und dadurch ein günstigeres dynamisches Verhalten zu erzielen.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich dadurch, daß für die Führung der Düsennadel bzw. des Ankers zwei im axialen Abstand voneinander angeordnete, vorzugsweise aus Metall bestehende Membranen vorgesehen sind, die jeweils an ihrem Rand im Gehäuse des Ventils oder im Ventilkopf festgespannt sind und vorteilhaft parallel zueinander verlaufen.

Weitere Einzelheiten und zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus dem nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, einem Doppelmembran-Magnetventil, das in seinem axialen Längsschnitt und in stark vergrößertem Maßstab wj/d er gegeben ist.

Das Magnetventil hat ein aus Stahl bestehendes, rohrförmiges Gehäuse 1 mit einem angeformten Hals 2, in welchem gleichachsig zum Gehäuse ein den Eisenkern des Elektromagneten bildender Rohrabschnitt 3 eingepreßt ist. Dieser enthält in seinem als Anschluß für eine nichtdargesteilte Kraftstoffzuführleitung dienenden Endabschnitt ein feinmaschiges Sieb 4 und weist im Bereich seines anderen, dem axial beweglichen Anker 5 zugekehrten Endabschnitt mehrere radiale Einschnitte 6 auf, welche zur Verringerung der auftretenden Wirbelströme und dem Durchfluß des Kraftstoffes dienen. Gleichachsig zum Eisenkern 2 ist ein aus Kunststoff gepreßter Wickelkörper 7 samt der auf ihn aufgewickelten Erregerspule 8 angeordnet.

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Mit dem weiter unten näher beschriebenen Anker 5 ist eine Düsennadel 10 verbunden, die in einem schwachkegeligen Spritzzapfen 11 endigt und eine scharf ausgeprägte Dichtkante 12 am Übergang vom zylindrischen Schaft der Düsennadel in den Spritzzapfen aufweist und mit dieser Dichtkante gegen eine konische oder kugelförmige Sitzfläche 13 anliegt, die sich in eine nicht näher bezeichnete koaxiale Düsenbohrung fortsetzt, durch welche der Spritzzapfen 11 hindurchragt.

Damit die Düsennadel 10, welche unter dem Druck einer koaxialen Schließfeder 15 steht, genau konzentrisch zu dem Spritzkopf und der Düsenbohrung geführt und gegen Schrägstellen oder gar Kippen gesichert werden kann, sind zwei in verhältnismäßig großem axialem Abstand voneinander angeordnete Flach-Membranen 20 und 21 vorgesehen, in deren Zentrum der Anker 5 samt der Düsennadel 10 befestigt ist.

Das Gewinde an der Düsennadel dient der exakten Einstellung des Nadelhubes, wobei das Gewindespiel so groß bemessen ist, daß sich die Nadel unter der Wirkung der Schließfeder 15 zentrisch zur Sitzfläche 13 einstellen kann. Beide Einstellungen, Hub und zentrische Lage, werden durch die Klebstoffschicht 37 gesichert.

Der Anker 5 selbst ist zur Erzielung einer geringen Masse aus mehreren, aus Aluminium hergestellten Teilen zusammengesetzt, nämlich aus einer Gewindebüchse 24, welche den Gewindezapfen der Düsennadel 10 aufnimmt, und aus einer Distanzbüchse 2'7, welche die beiden Flach-Membranen 20 und 21 im vorgegebenen Abstand hält. Lediglich der dem Eisenkern 3 gegenüberstehende Ankerteller 28 ist aus Weicheisen hergestellt und in der dargestellten Anordnung mit den beiden Membranen, der Distanzbüchse 27 und der Gewindebüchse 24, verklebt.

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Die beiden Membranen sind an ihrem äußeren Rand zwischen einem Weicheisenpolring 32 und dem Spritzkopf 16 unter Zwischenlage zweier Distanzringe 35 und 36 eingespannt.

Wenn das Magnetventil nicht erregt ist, steht der Ankerteller 28 dem an seiner zentralen Bohrung 30 mit radialen Einschnitten 31 für den Durchtritt des Kraftstoffs versehenen und zum Rückschluß der Kraftlinien dienenden Polring 32 mit einem Abstand von nur etwa 60 * 10"*·^ mm gegenüber. Dieser den maximalen Hub der Düsennadel begrenzende Abstand stellt sicher, daß mit einer kleinen elektromagnetischen Erregung (Amperewindungszahl) hohe Zugkräfte erzielt v/erden können und der Wicklungsdurchmesser der Spule 8 sehr gering gewählt v/erden kann. Hieraus ergeben sich sehr kurze Anzug- und Abfallzeiten des Ankers, die es ermöglichen, eine öffnungsdauer von weniger als einer Millisekunde zu erreichen und trotz dieser sehr kurzen Spritzzeiten einen genauen Zusammenhang zwischen der Dauer der zur Öffnung des Ventils benutzten elektrischen Impulse und der dann abgespritzten Kraftstoffmenge zu erzielen.

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Claims

Robert Bosch GmbH R. 144 Lr/Sz Stuttgart Ansprüche

1.) Elektromagnetisch betätigbares Einspritzventil für eine zeitgesteuerte Kraftstoff-Einspritzanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit Saugrohreinspritzung, dessen unter der Kraft einer Schließfeder stehende, am bewegbaren Anker eines Elektromagneten sitzende Düsennadel im Ruhezustand mit einer Dichtkante oder Dichtfläche gegen eine Sitzfläche im Spritzkopf' des Ventils anliegt und dabei eine zur Achse der Düsennadel koaxiale Düsenbohrung im Spritzkopf des Ventils verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel bzw. der Anker im Zentrum einer Membran befestigt ist, die an ihrem Rand im Gehäuse des Ventils bzw. im Ventilkopf eingespannt ist.

2. Einspritzventil, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Düsennadel bzw. des Ankers zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete Membranen, insbesondere Flach-Membranen (21, 22) vorgesehen sind, deren Randzonen, vorzugsweise unter Zwischenlage eines Distanzringes (35) gegen das Gehäuse bzw. den Spritzkopf (16) des Ventils verspannt sind.

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3. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (10) einen im Anker (5) νerschraubbaren Gewindezapfen (25) hat.

4. Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrische Lage der Düsennadel (10) zur Sitzfläche (13) durch eine Klebstoffschicht (37) gesichert ist.

5· Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker lediglich an seinem dem Kern (3) und Polring (32) zugekehrten Endabschnitt aus Weicheisen hergestellt ist.

6. Einspritzventil nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (5) einen nur geringe axiale Baulänge aufweisenden Ankerteller (28) - vorzugsweise in Scheibenform aufweist, im übrigen aber aus Leichtmetal-1 hergestellt ist.

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