DE2807052A1

DE2807052A1 - Elektromagnetisches kraftstoff- einspritzventil fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2807052A1
Application number: DE19782807052
Authority: DE
Inventors: Rudolf Babitzka; Walter Schlagmueller; Thomas Wilfert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-02-18
Filing date: 1978-02-18
Publication date: 1979-08-23
Also published as: FR2417646B1; US4274598A; FR2417646A1; GB1593618A; JPS6154948B2; DE2807052C2; JPS54118918A

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Einspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Diese Ventile sind insbesondere für Niederdruck-Zentraleinspritzanlagen vorgesehen, bei denen der Kraftstoff hinter der Drosselklappe in die Ansaugleitung der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Bei diesen Anlagen wird eine gute Aufbereitung des Kraftstoffs gefordert, damit der zerstäubte Kraftstoff von der angesaugten Luft mitgetragen und den nacheinander ansaugenden Zweigrohren der Ansaugleitung gleichmäßig zugeführt wird. Die Aufrechterhaltung einer ständigen Drallbewegung des Kraftstoffs in dem der Abspritzöffnung vorgelagerten Drallraum hat zur Folge, daß bereits bei Beginn eines jeden Öffnungshubes des Ventils die Drallenergie für eine feine Verteilung des Kraftstoffs vorhanden ist, was insbesondere bei Anlagen mit besonders kurzen Einspritzimpulsen von großem Vorteil ist.

Bei den bekannten Ventilen der genannten Art ist der die Abspritzöffnung überwachende Schließkörper in üblicher Weise als Nadel mit kegeliger oder kegelstumpfförmiger Spitze ausgebildet. Bei dieser Ausbildung des Schließkörpers kann es trotz des ständig aufrechterhaltenen Dralls im Drallraum vorkommen, daß sich in der Aufbauphase eines Spritzstrahls der Drall nicht schlagartig auf den Spritzstrahl, überträgt, sondern daß dieser vielmehr zunächst in Form eines Schnurstrahls aus der Abspritzöffnung austritt und dort zur Tropfenbildung neigt. Das kann insbesondere bei im schnellen Takt arbeitenden Anlagen dazu führen, daß sich der ausgespritzte Kraftstoff nicht in dem gewünschten und erforderlichen Maße in dem angesaugten Luftstrom verteilt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Ausbildung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der

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Spritzstrahl bereits in der Aufbauphase eine genügend feine Verteilung erfährt, wodurch die Spritzqualität insgesamt verbessert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Gegenstands möglich. Die Zumessung des Kraftstoffs kann zweckmäßig durch mindestens eine Drosselstelle in der Zuleitung zum Drallraum im Inneren des Ventiles erfolgen, wodurch das Ventil verschmutzungsunempfindlieh wird. Die Drosselstelle kann vorteilhaft als Bohrung ausgeführt sein, die von einem den Drallraum umgebenden Ringraum im Ventilgehäuse mindestens annähernd tangential in den Drallraum führt.

Das Spritzverhalten kann weiter verbessert werden, wenn in der Rücklaufbohrung des Drallraumes ein Hilfsventil vorgesehen ist, dessen Schließglied mit dem die Abspritzöffnung überwachenden Schließkörper funktionell gekoppelt ist und die Rücklaufbohrung schließt, wenn der Schließkörper die Abspritzöffnung freigibt und umgekehrt.

Zeichnung

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen Figur 1 das erste Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, Figur 2 Einzelheiten des Ventils nach Figur in größerem Maßstab und Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Figur 2. Figur 4 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel, teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt.

Beschreibung der Erfindung

Das Ventil nach den Figuren 1 bis 3 hat ein topfartiges Gehäuse 1 mit einem Boden 2, in welchen eine Abspritzöffnung 3

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mit einem Ventilsitz 4 gebildet ist. Das Gehäuse 1 ist unter Zwischenlage einer Scheibe 5 an einem Eisenflansch 6 befestigt, der einen ringförmigen Ansatz 7 hat, an welchem eine Hülse 8 aus nicht magnetisierbarem Material angeschweißt ist. Auf der Hülse 8 und dem Ansatz 7 sitzt eine Magnetspule 10, die von einem glockenförmigen Eisenmantel 11 umgeben ist. In die Hülse 8 ragt ein Weicheisenkern 12, der eine zentrale Bohrung 13 hat und nach außen zu einem Anschlußrohr 14 für eine Kraftstoffleitung verlängert ist. Der Eisenmantel 11 bildet einen magnetischen Rückschluß zwischen Plansch 6 und Weicheisenkern 12.

Dem Weicheisenkern 12 steht ein Anker 16 axial gegenüber, der in der Hülse 8 und dem Plansch 6 mit Spiel geführt ist. Mit dem Anker 16 ist eine Ventilnadel 17 verbunden, die einen als Schließkörper für die Abspritzöffnung 3 dienenden Kopf 18 trägt. Die Ventilnadel 17 ist in der Bohrung 19 einer Buchse 20 geführt, welche passend in das Ventilgehäuse 1 eingesteckt ist. An einer Stirnseite hat die Buchse 20 einen Ringbund 21, auf welchen ein Ringkörper 22 aufgepreßt ist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 1 ist. Der Ringkörper 22 liegt am Boden 2 des Gehäuses 1 innen an. Eine an der Scheibe 5 sich abstützende Tellerfeder 23 hält den Ringkörper 22 und die Buchse spielfrei im Gehäuse 1 fest. Zwischen Anker 16 und einer in das Anschlußrohr 14 eingepaßten Buchse 24 ist eine Feder 25 eingespannt, welche die Ventilnadel 17 gegen den Ventilsitz 4 an der Abspritzöffnung 3 zu drücken sucht. Die Magnetspule 10 hat einen Anschlußkontakt 26, der von einer Kunststoffbuchse 27 umgeben ist, welche am Mantel 11 und am Anschlußrohr 14 verankert ist.

Das Ventil hat an der Abspritzöffnung 3 einen sogenannten Drallraum 30, in welchem sich der Kraftstoff ständig - also auch bei geschlossenem Ventil - in einer Drallbewegung befindet. Zu diesem Zweck ist das Ventil mit zwei Kraftstoffanschlüssen versehen, von denen der eine mit der Hochdruckseite

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und der andere mit der Niederdruckseite der Kraftstoff-Förderpumpe zu verbinden ist. Das Ventil wird somit ständig von Kraftstoff durchströmt, so daß bei Beginn eines Öffnungshubes der für eine gute Aufbereitung des Kraftstoffs notwendige Drall bereits vorhanden ist.

Die Zuleitung des Kraftstoffs zum Drallraum 30 erfolgt über eine Radialbohrung 31 im Gehäuse 1, welche bei eingebautem Ventil von einer nicht dargestellten, auf das Gehäuse dicht aufgespannten und mit einer Zuleitung versehenen Ringmanschette überdeckt ist. Der Radialbohrung 31 steht eine Ringnut 32 in der Buchse 20 gegenüber, die über mehrere gleichmäßig verteilte Abflachungen 33 am Umfang der Buchse 20 mit einem Ringraum J>k zwischen Gehäuse 1 und Ringkörper 22 verbunden ist. Der Ringraum 3^ ist über zwei Bohrungen 35 im Ringkörper 22 mit dem Drallraum 30 verbunden. Die Bohrungen 35 sind als Zumeßbohrungen mit genau kalibriertem Durchmesser ausgeführt, parallel zueinander angeordnet und je um das Maß a aus einer Längsebene b des Ventils versetzt (Figur 3)· Vom Drallraum 30 gelangt der Kraftstoff bei geschlossener Abspritzoffnung 3 in die Bohrung 19, in welcher die Ventilnadel 17 geführt ist. Die Bohrung 19 ist über das Spiel zwischen dem Anker 16 und seiner Führung mit der Bohrung 13 im Anschlußstutzen 14 verbunden, der im vorliegenden Fall zum Anschluß einer Rückführleitung zur Förderpumpe dient.

Das Ventil ist mit einem Hilfsventil in der vom Drallraum zur Förderpumpe führenden Rücklaufleitung versehen, welches die Rücklaufleitung schließt, wenn die Abspritzoffnung 3 geöffnet ist, und umgekehrt. Das Hilfsventil ist unmittelbar am Ausgang des Drallraums 30 gebildet, wobei der Kopf 18 der Ventilnadel 17 zugleich als Schließkörper für das Ventil an der Abspritzoffnung 3 und als Schließkörper des Hilfsventils dient. Der Kopf 18 ist zu diesem Zweck auf seiner von der Abspritzöffnung 3 abgekehrten Seite mit einer Ringschulter 40 versehen, welche mit dem Rand 4l der Bohrung 19 in der Buchse 20 als

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Ventilsitz und. als Mittel zur Begrenzung des Öffnungshubes der Ventilnadel 17 zusammenwirkt.

Der Kopf 18 der Ventilnadel 17 ist erfindungsgemäß mit einem Zapfen 42 versehen, der in die hinter dem Ventilsitz beginnende Abspritzöffnung 3 mit Spiel hineinragt. Der Durchmesser des Zapfens 42 ist so gegenüber dem Durchmesser der Abspritzöffnung 3 abgestimmt, daß der Kraftstoff in der Abspritzöffnung keine weitere Drosselung erfährt und die Zumeßfunktion der kalibrierten Bohrungen 35 nicht beeinträchtigt wird.

Bei geschlossenem Ventil wird der Kraftstoff im Drallraum 30 ständig in Drallbewegung gehalten, wobei der in der Bohrung 31 zugeführte Kraftstoff über das Anschlußrohr 14 nach hinten wieder abgeführt wird. Im angezogenen Zustand der Ventilnadel 17 wird der Rückfluß des Kraftstoffs durch Schließen der Boh- " rung 19 unterbrochen, so daß die gesamte Drallenergie dem durch die Abspritzöffnung 3 austretenden Kraftstoff und dessen Zerstäubung zugute kommt. Dabei wird schon in der Aufbauphase eines jeden Spritzstrahles dank der Anordnung des Zapfens 42 eine feine Verteilung des Kraftstoffs erzielt. Die Zumessung wird nicht verändert, weil sie nach wie vor durch die Zumeßbohrungen 35 erfolgt. Das beschriebene Ventil ist auch verschmutzungsunempfindlich, weil die Zumeßquerschnitte im Inneren des Ventils liegen.

Das Ventil nach den Figuren 4 und 5 hat kein Hilfsventil in der Kraftstoffrückleitung und der Ringraum'34' ist über vier tangential in den Drallraum 30' einmündende Bohrungen 35' verbunden, deren Durchmesser so groß ist, daß sie keine Zumeßfunktion ausüben. Die Zumessung des Kraftstoffs wird in diesem Fall allein durch die Öffnungszeit des Ventils und durch den Vor- sowie den Rücklaufdruck bestimmt. Die Buchse 20', welche die Ventilnadel 17' führt, liegt stirnseitig an einer Platte 50 auf, die einen im Durchmesser erweiterten Abschnitt 51 der Abspritzöffnung bildet, in den der Zapfen 42' der Ventilna-

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del 17^T hineinragt. Die Platte 50 stützt sich ihrerseits am Boden 2' des Ventilgehäuses I¹ ab, der in Fortsetzung der zylindrischen Abschnitte 3' und 51 der Abspritzöffnung eine sich bis in die äußere Stirnseite hinein erstreckende konische Erweiterung 52 hat.

Auch beim zweiten Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 und sorgt der Zapfen 42' an der Ventilnadel 17' dafür, daß beim Aufbau eines jeden Spritzstrahles eine Tropfenbildung verhindert wird. Dies geschieht dadurch, daß der aus dem Drallraum 30' beim Öffnen des Ventils austretende Kraftstoff auf den Zapfen 42' aufschlägt und dadurch zumindest grob verteilt wird. Bei voll geöffnetem Ventil setzt sich die Drallenergie im Drallraum 30' voll in den austretenden Spritzstrahl fort, wodurch die gewünschte Form des Spritzstrahles und eine einwandfreie Spritzqualität erzielt wird.

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Claims

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25.1.1978 Ki/Kö $

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

. Elektromagnetisches Kraftstoff-Einspritzventil für Brennkraftmaschinen j insbesondere Fahrzeugmotoren mit Saugrohreinspritzung, mit einem dem Ventilsitz vorgelagerten Drallraum, in welchen der Kraftstoff üb'er mindestens eine Zulauf bohrung drallerzeugend eintritt, und welcher zum Zweck einer ständigen Kraftstoffdurchströmung eine Rücklaufbohrung hat, die mit einer Rückleitung zur druckerzeugenden Förderpumpe verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (18) des Ventils einen in die hinter den Ventilsitz (A) gebildete Abspritzöffnung (3) hineinragenden Zapfen (42) hat.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallraum (30) von einem Ringraum (34) im Ventilgehäuse (1) umgeben ist, der mit dem Kraftstoffzufuhranschluß (31) verbunden ist und von dem aus der Kraftstoff über mindestens annähernd tangential in den Drallraum (30) einmündende Bohrungen (35) in den Drallraum gelangt.
3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Ringraum (34) in den Drallraum (30) führenden tangentialen Bohrungen (35) als Drosselstellen ausgebildet sind und die Zu- __.

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messung des Kraftstoffs bewirken.
4. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufbohrung(19, 13) des Drallraums (30) ein Hilfsventil (40, 4l) vorgesehen ist, dessen Schließglied (40) mit der die Abspritzöffnung (3) überwachenden ■Ventilnadel (17, 18) funktionell gekoppelt ist und die Rücklaufbohrung schließt, wenn die Ventilnadel die Abspritzöffnung
freigibt und umgekehrt.

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