EP1299638B1 - Fuel injection valve - Google Patents
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- EP1299638B1 EP1299638B1 EP01989419A EP01989419A EP1299638B1 EP 1299638 B1 EP1299638 B1 EP 1299638B1 EP 01989419 A EP01989419 A EP 01989419A EP 01989419 A EP01989419 A EP 01989419A EP 1299638 B1 EP1299638 B1 EP 1299638B1
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- F02M51/0671—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
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- F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
Definitions
- the invention is based on a fuel injector according to the genus of the main claim.
- DE 197 36 682 A1 describes a fuel injector for injecting fuel directly into the combustion chamber a mixture-compressing, spark-ignited Internal combustion engine known, which at the downstream end the fuel injector a guide and Seating area of three disc-shaped Elements is formed.
- a swirl element between a guide element and a valve seat element embedded.
- the guide element serves to guide it protruding, axially movable valve needle, while a Valve closing section of the valve needle with a Valve seat surface of the valve seat element cooperates.
- the Swirl element has an inner opening area multiple swirl channels that are not related to the outer circumference of the swirl element are connected. The whole Opening area extends completely over the axial Thickness of the swirl element.
- a disadvantage of that from the above publication known fuel injector is in particular the fixed twist angle that is not the different operating conditions such as partial and Full load operation of an internal combustion engine can be adapted can. This also allows the cone opening angle of the injected mixture cloud not to the different Operating conditions are adjusted, which leads to inhomogeneities of combustion, increased fuel consumption and increased Exhaust emissions leads.
- the fuel injector according to the invention with the has characteristic features of the main claim on the other hand the advantage that the swirl depends on Operating state of the internal combustion engine is adjustable, whereby a the operating state of the internal combustion engine adapted beam pattern can be generated. This allows the mixture formation and the combustion process are optimized become.
- the beam opening angle is influenced advantageously about the pressure of that Fuel injector flowing through fuel, the a change in cross section of the swirl channels by a causes elastic membrane according to the operating state and thereby directly influencing the twist intensity allows.
- the training of the Membrane as a disc-shaped membrane that between the Swirl disc and a guide disc is arranged.
- This Embodiment is particularly light and inexpensive can be manufactured and for any shape of swirl disc applicable.
- Another advantage is that the disc-shaped membrane is connected to the outside of the guide washer because leakage losses can thereby be avoided.
- the membrane can advantageously also be elastic Be executed on any layer Side surface of the swirl channel can be arranged.
- FIGS. 2 to 4 embodiments of a fuel injector 1 according to the invention closer should be described for a better understanding of the Invention first with reference to FIG. 1 the invention Fuel injector 1 in an overall view explained briefly with regard to its essential components become.
- the fuel injector 1 is in the form of a Fuel injection valve for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignited Running internal combustion engines.
- the Fuel injection valve 1 is particularly suitable for not directly injecting fuel into one Shown combustion chamber of an internal combustion engine.
- the fuel injection valve 1 comprises a nozzle body 2, in which the valve needle 3 is arranged.
- the valve needle 3 is operatively connected to a valve closing body 4, the one arranged on a valve seat body 5 Valve seat surface 6 cooperates to form a sealing seat.
- Fuel injector 1 is in the Embodiment around an inward opening Fuel injector 1, which has at least one Spray opening 7 has.
- the nozzle body 2 is through a Seal 8 against the outer pole 9 of a magnetic circuit sealed.
- a solenoid 10 is in a coil housing 11 encapsulated and wound on a bobbin 12, which bears against an inner pole 13 of the magnetic circuit.
- the Inner pole 13 and outer pole 9 are through a gap 26 separated from each other and are based on one Connecting component 29 from.
- the solenoid 10 is a Line 19 from via an electrical plug contact 17th supplyable electric current excited.
- the plug contact 17 is surrounded by a plastic sheath 18, which on Inner pole 13 can be molded.
- the valve needle 3 is in a valve needle guide 14 led, which is disc-shaped.
- a paired shim 15 is used for stroke adjustment the other side of the shim 15 is a Anchor 20.
- This stands over a first flange 21 non-positively in connection with the valve needle 3, which through a weld seam 22 with the first flange 21 connected is.
- One is supported on the first flange 21 Return spring 23, which in the present design of the Fuel injector 1 through a sleeve 24 Bias is brought.
- a second flange 31, which with the valve needle 3 over a weld 33 is connected serves as the lower one Armature stop.
- a guide washer 35 is located on the inlet side of the sealing seat trained for a central alignment of the Valve needle 3 ensures and thus tilting the Valve needle 3 and subsequent inaccuracies in the counteracts the metered amount of fuel.
- Swirl disk 34 is arranged between the Guide disc 35 and the valve seat body 5 , which has swirl channels 36.
- a membrane 37 is provided, which preferably consists of a elastic material exists and which under the influence of system pressure prevailing in fuel injector 1 is deformable.
- valve needle guide 14 in the armature 20 and in the Guide disc 35 run fuel channels 30a to 30c.
- the fuel is supplied via a central fuel supply 16 supplied and filtered by a filter element 25.
- the Fuel injector 1 is against by a seal 28 a fuel line, not shown sealed.
- valve needle 3 If the coil current is switched off, the armature 20 falls sufficient degradation of the magnetic field by the pressure of the Return spring 23 from the inner pole 13, whereby the valve needle 3 is in operative connection with the flange 21 moved against the stroke direction. The valve needle 3 will thereby moving in the same direction, causing the Valve closing body 4 is placed on the valve seat 6 and the fuel injector 1 is closed.
- Fig. 2 shows a schematic representation of a exemplary swirl disk 34, which the below membrane 37 according to the invention described is particularly simple and effectively supported.
- the swirl disk 34 has in present exemplary embodiment four swirl channels 36, that tangent to a center of the swirl disk 34 are offset.
- the offset of the swirl channels 36 and theirs radial length, their number and arrangement are included any.
- the cross section of the swirl channels 36 is directed according to the fuel pressure and the requirements for the Swirl intensity and can be achieved by simple changes in the Width of the swirl channels 36 or the axial thickness of the Swirl disk 34 and through the membrane 37 according to the invention be adjusted.
- Fig. 3 shows an excerpted sectional view Section of the swirl disk 34 shown in FIG. 2 of the fuel injector 1 according to the invention Area III in Fig. 2.
- the one shown in FIG. 3, for example cuboid Swirl channel 36 has a cover plate similar to the end the membrane 37, which covers the swirl channel 36.
- the Membrane 37 can be a disk-shaped membrane 37a between the swirl disk 34 and the guide disk 35 be arranged or in the form of an elastic layer 37b on one end of the swirl disk 34 facing the Guide disc 35 may be formed.
- the arrow indicates the direction of flow of the fuel.
- the arrangement of the Membrane 37 is not on the position between the Guide disk 35 and the swirl disk 34 limited, but can in principle be used on any of the radial ones Side surfaces 41 take place.
- the disc-shaped formation and the arrangement between the swirl disk 34 and the Guide disc 35 is due to the particularly simple shape and Arrangement type as a preferred embodiment shown.
- FIGS. 4A and 4B illustrate the operation of the disc-shaped membrane 37a or the elastic layer 37b.
- the membrane 37a or the layer 37b is in the 4A and 4B each shown above.
- Fig. 4A the operation of the disc-shaped Diaphragm 37a is shown schematically.
- the swirl channel 36 is thereby in a side sectional view along the in Fig. 2 indicated line IV-IV shown.
- the disc-shaped Membrane 37a is between the swirl disk 34 and the Guide disc 35 arranged and to avoid Leakage losses with the guide disc 35 on a radial outer edge 40 of the guide plate 35 glued or welded.
- FIG. 4B shows the same view as FIG. 4A elastic layer 37b made membrane 37.
- 4A is the elastic shown in FIG. 4B
- Layer 37b is not a loose disc between the swirl disc 34 and the guide disc 35, but in the form one on the outlet end 38 of the Guide disc 35 formed elastic layer 37b, in its entire extent with the guide disc 35 connected, executed.
- the invention is not shown on the Embodiments limited and especially in Fuel injectors 1 with piezoelectric or magnetostrictive actuators 10 and in any form of Swirl disks 34 with swirl channels 36 of any shape applicable.
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention is based on a fuel injector according to the genus of the main claim.
Aus der DE 197 36 682 A1 ist ein Brennstoffeinspritzventil zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine bekannt, welches am stromabwärtigen Ende des Brennstoffeinspritzventils einen Führungs- und Sitzbereich aufweist, der von drei scheibenförmigen Elementen gebildet wird. Dabei ist ein Drallelement zwischen einem Führungselement und einem Ventilsitzelement eingebettet. Das Führungselement dient der Führung einer es durchragenden, axial beweglichen Ventilnadel, während ein Ventilschließabschnitt der Ventilnadel mit einer Ventilsitzfläche des Ventilsitzelements zusammenwirkt. Das Drallelement weist einen inneren Öffnungsbereich mit mehreren Drallkanälen auf, die nicht mit dem äußeren Umfang des Drallelements in Verbindung stehen. Der gesamte Öffnungsbereich erstreckt sich vollständig über die axiale Dicke des Drallelements.DE 197 36 682 A1 describes a fuel injector for injecting fuel directly into the combustion chamber a mixture-compressing, spark-ignited Internal combustion engine known, which at the downstream end the fuel injector a guide and Seating area of three disc-shaped Elements is formed. There is a swirl element between a guide element and a valve seat element embedded. The guide element serves to guide it protruding, axially movable valve needle, while a Valve closing section of the valve needle with a Valve seat surface of the valve seat element cooperates. The Swirl element has an inner opening area multiple swirl channels that are not related to the outer circumference of the swirl element are connected. The whole Opening area extends completely over the axial Thickness of the swirl element.
Nachteilig bei dem aus der obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere der festeingestellte Drallwinkel, der nicht den unterschiedlichen Betriebszuständen wie Teil- und Vollastbetrieb einer Brennkraftmaschine angepaßt werden kann. Dadurch kann auch der Kegelöffnungswinkel der eingespritzten Gemischwolke nicht an die verschiedenen Betriebszustände angepaßt werden, was zu Inhomogenitäten bei der Verbrennung, erhöhtem Brennstoffverbrauch sowie erhöhter Abgasemission führt.A disadvantage of that from the above publication known fuel injector is in particular the fixed twist angle that is not the different operating conditions such as partial and Full load operation of an internal combustion engine can be adapted can. This also allows the cone opening angle of the injected mixture cloud not to the different Operating conditions are adjusted, which leads to inhomogeneities of combustion, increased fuel consumption and increased Exhaust emissions leads.
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der Drall abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine einstellbar ist, wodurch ein dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine angepaßtes Strahlbild erzeugt werden kann. Dadurch können die Gemischbildung sowie das Brennverfahren optimiert werden.The fuel injector according to the invention with the has characteristic features of the main claim on the other hand the advantage that the swirl depends on Operating state of the internal combustion engine is adjustable, whereby a the operating state of the internal combustion engine adapted beam pattern can be generated. This allows the mixture formation and the combustion process are optimized become.
Die Einflußnahme auf den Strahlöffnungswinkel erfolgt dabei vorteilhafterweise über den Druck des das Brennstoffeinspritzventil durchströmenden Brennstoffs, der eine Querschnittsänderung der Drallkanäle durch eine elastische Membran gemäß dem Betriebszustand bewirkt und dadurch eine direkte Einflußnahme auf die Drallintensität ermöglicht.The beam opening angle is influenced advantageously about the pressure of that Fuel injector flowing through fuel, the a change in cross section of the swirl channels by a causes elastic membrane according to the operating state and thereby directly influencing the twist intensity allows.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.By the measures listed in the subclaims advantageous developments and improvements in Main claim specified fuel injector possible.
Von Vorteil ist dabei insbesondere die Ausbildung der Membran als scheibenförmige Membran, die zwischen der Drallscheibe und einer Führungsscheibe angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist besonders leicht und kostengünstig herstellbar und für beliebige Formen von Drallscheiben anwendbar. The training of the Membrane as a disc-shaped membrane that between the Swirl disc and a guide disc is arranged. This Embodiment is particularly light and inexpensive can be manufactured and for any shape of swirl disc applicable.
Weiterhin ist von Vorteil, daß die scheibenförmige Membran mit der Außenseite der Führungsscheibe verbunden ist, da dadurch Leckverluste vermieden werden.Another advantage is that the disc-shaped membrane is connected to the outside of the guide washer because leakage losses can thereby be avoided.
Vorteilhafterweise kann die Membran auch als elastische Schicht ausgeführt sein, die an einer beliebigen Seitenfläche des Drallkanals angeordnet sein kann.The membrane can advantageously also be elastic Be executed on any layer Side surface of the swirl channel can be arranged.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen axialen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils,
- Fig. 2
- eine schematische Ansicht einer beispielhaften Drallscheibe des in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils,
- Fig. 3
- eine schematische Ansicht eines Drallkanals der in Fig. 2 dargestellten Drallscheibe, und
- Fig. 4A-4B
- eine schematische Darstellung der Funktionsweise des ersten und eines zweiten Ausführungsbeispiels einer an der Drallscheibe angeordneten Membran.
- Fig. 1
- 3 shows an axial section through an exemplary embodiment of a fuel injection valve according to the invention,
- Fig. 2
- 2 shows a schematic view of an exemplary swirl disk of the fuel injection valve shown in FIG. 1,
- Fig. 3
- is a schematic view of a swirl channel of the swirl disk shown in Fig. 2, and
- 4A-4B
- is a schematic representation of the operation of the first and a second embodiment of a membrane arranged on the swirl disk.
Bevor anhand der Figuren 2 bis 4 Ausführungsbeispiele eines
erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 näher
beschrieben werden, soll zum besseren Verständnis der
Erfindung zunächst anhand von Fig. 1 das erfindungsgemäße
Brennstoffeinspritzventil 1 in einer Gesamtdarstellung
bezüglich seiner wesentlichen Bauteile kurz erläutert
werden.Before using FIGS. 2 to 4 embodiments of a
Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines
Brennstoffeinspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen
von gemischverdichtenden, fremdgezündeten
Brennkraftmaschinen ausgeführt. Das
Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich insbesondere zum
direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht
dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine.The
Das Brennstoffeinspritzventil 1 umfaßt einen Düsenkörper 2,
in welchem die Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel
3 steht mit einem Ventilschließkörper 4 in Wirkverbindung,
der mit einer auf einem Ventilsitzkörper 5 angeordneten
Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammenwirkt. Bei dem
Brennstoffeinspritzventil 1 handelt es sich im
Ausführungsbeispiel um ein nach innen öffnendes
Brennstoffeinspritzventil 1, welches über mindestens eine
Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine
Dichtung 8 gegen den Außenpol 9 eines Magnetkreises
abgedichtet. Eine Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse
11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt,
welcher an einem Innenpol 13 des Magnetkreises anliegt. Der
Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch einen Spalt 26
voneinander getrennt und stützen sich auf einem
Verbindungsbauteil 29 ab. Die Magnetspule 10 wird über eine
Leitung 19 von einem über einen elektrischen Steckkontakt 17
zuführbaren elektrischen Strom erregt. Der Steckkontakt 17
ist von einer Kunststoffummantelung 18 umgeben, die am
Innenpol 13 angespritzt sein kann.The
Die Ventilnadel 3 ist in einer Ventilnadelführung 14
geführt, welche scheibenförmig ausgeführt ist. Zur
Hubeinstellung dient eine zugepaarte Einstellscheibe 15. An
der anderen Seite der Einstellscheibe 15 befindet sich ein
Anker 20. Dieser steht über einen ersten Flansch 21
kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 in Verbindung, welche
durch eine Schweißnaht 22 mit dem ersten Flansch 21
verbunden ist. Auf dem ersten Flansch 21 stützt sich eine
Rückstellfeder 23 ab, welche in der vorliegenden Bauform des
Brennstoffeinspritzventils 1 durch eine Hülse 24 auf
Vorspannung gebracht wird.The
Ein zweiter Flansch 31, welcher mit der Ventilnadel 3 über
eine Schweißnaht 33 verbunden ist, dient als unterer
Ankeranschlag. Ein elastischer Zwischenring 32, welcher auf
dem zweiten Flansch 31 aufliegt, vermeidet Prellen beim
Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1.A
Zulaufseitig des Dichtsitzes ist eine Führungsscheibe 35
ausgebildet, die für eine mittige Ausrichtung der
Ventilnadel 3 sorgt und somit einem Verkanten der
Ventilnadel 3 und nachfolgenden Ungenauigkeiten in der
zugemessenen Brennstoffmenge entgegenwirkt. Zwischen der
Führungsscheibe 35 und dem Ventilsitzkörper 5 ist eine
Drallscheibe 34 angeordnet, welche Drallkanäle 36 aufweist.
Zwischen der Führungsscheibe 35 und der Drallscheibe 34 ist
eine Membran 37 vorgesehen, die vorzugsweise aus einem
elastischen Material besteht und die unter dem Einfluß des
im Brennstoffeinspritzventil 1 herrschenden Systemdrucks
verformbar ist. Eine detaillierte Darstellung der Membran 37
und ihrer Funktionsweise ist den Fig. 3 und 4 zu entnehmen.A
In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 sowie in der
Führungsscheibe 35 verlaufen Brennstoffkanäle 30a bis 30c.
Der Brennstoff wird über eine zentrale Brennstoffzufuhr 16
zugeführt und durch ein Filterelement 25 gefiltert. Das
Brennstoffeinspritzventil 1 ist durch eine Dichtung 28 gegen
eine nicht weiter dargestellte Brennstoffleitung
abgedichtet.In the
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der
Anker 20 von der Rückstellfeder 23 entgegen seiner
Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4
am Ventilsitz 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Bei
Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf,
welches den Anker 20 entgegen der Federkraft der
Rückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt, wobei der Hub durch
einen in der Ruhestellung zwischen dem Innenpol 12 und dem
Anker 20 befindlichen Arbeitsspalt 27 vorgegeben ist. Der
Anker 20 nimmt den Flansch 21, welcher mit der Ventilnadel 3
verschweißt ist, ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der
Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Ventilschließkörper
4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab und der Brennstoff wird
abgespritzt.In the idle state of the
Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach
genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der
Rückstellfeder 23 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich der mit
der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Flansch 21
entgegen der Hubrichtung bewegt. Die Ventilnadel 3 wird
dadurch in die gleiche Richtung bewegt, wodurch der
Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 aufsetzt
und das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen wird.If the coil current is switched off, the
Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine
beispielhafte Drallscheibe 34, die die weiter unten
beschriebene erfindungsgemäße Membran 37 besonders einfach
und effektiv unterstützt. Die Drallscheibe 34 weist dabei im
vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Drallkanäle 36 auf,
die tangential zu einem Mittelpunkt der Drallscheibe 34
versetzt sind. Der Versatz der Drallkanäle 36 sowie ihre
radiale Länge, ihre Anzahl und Anordnung sind dabei
beliebig. Der Querschnitt der Drallkanäle 36 richtet sich
nach dem Brennstoffdruck und den Anforderungen an die
Drallintensität und kann durch einfache Veränderungen in der
Breite der Drallkanäle 36 bzw. der axialen Dicke der
Drallscheibe 34 sowie durch die erfindungsgemäße Membran 37
angepaßt werden.Fig. 2 shows a schematic representation of a
Die Drallkanäle 36 münden in eine Drallkammer 39 ein, die
von der Ventilnadel 3 durchgriffen wird. Die Drallkammer 39
sollte so dimensioniert sein, daß die Drallströmung
möglichst homogen bleibt und das Totvolumen so klein wie
möglich gehalten wird.
Fig. 3 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung einen
Ausschnitt aus der in Fig. 2 dargestellten Drallscheibe 34
des erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1 im
Bereich III in Fig. 2.The
Der in Fig. 3 dargestellte, beispielsweise quaderförmige
Drallkanal 36 weist ähnlich einer Deckelplatte als Abschluß
die Membran 37 auf, die den Drallkanal 36 abdeckt. Die
Membran 37 kann dabei als scheibenförmige Membran 37a
zwischen der Drallscheibe 34 und der Führungsscheibe 35
angeordnet sein oder in Form einer elastischen Schicht 37b
an einer der Drallscheibe 34 zugewandten Stirnseite der
Führungsscheibe 35 ausgebildet sein. Der Pfeil bezeichnet
die Strömungsrichtung des Brennstoffs. Die Anordnung der
Membran 37 ist dabei nicht auf die Position zwischen der
Führungsscheibe 35 und der Drallscheibe 34 beschränkt,
sondern kann im Prinzip an jeder der radial verlaufenden
Seitenflächen 41 erfolgen. Die scheibenförmige Ausbildung
und die Anordnung zwischen der Drallscheibe 34 und der
Führungsscheibe 35 ist durch die besonders einfache Form und
Anordnungsart als bevorzugtes Ausführungsbeispiel
dargestellt.The one shown in FIG. 3, for example
Fig. 4A und 4B verdeutlichen die Funktionsweise der
scheibenförmigen Membran 37a bzw. der elastischen Schicht
37b. Die Membran 37a bzw. die Schicht 37b ist dabei in der
Fig. 4A bzw. 4B jeweils oben dargestellt.4A and 4B illustrate the operation of the
disc-shaped
In Fig. 4A ist die Funktionsweise der scheibenförmigen
Membran 37a schematisch dargestellt. Der Drallkanal 36 ist
dabei in einer seitlichen Schnittansicht entlang der in Fig.
2 angedeuteten Linie IV-IV dargestellt. Die scheibenförmige
Membran 37a ist zwischen der Drallscheibe 34 und der
Führungsscheibe 35 angeordnet und zur Vermeidung von
Leckverlusten mit der Führungsscheibe 35 an einem radial
äußeren Rand 40 der Führungsscheibe 35 verklebt oder
verschweißt. In Fig. 4A, the operation of the disc-shaped
Während des Betriebs des Brennstoffeinspritzventils 1
durchströmt Brennstoff den Drallkanal 36 von radial außen
nach radial innen. Dabei wird je nach
Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffs ein unterschiedlich
starker hydrodynamischer Druck auf die scheibenförmige
Membran 37a erzeugt, der dazu führt, daß diese nach unten
gezogen wird und dadurch der Querschnitt des Drallkanals 36
verkleinert wird. Dies wiederum führt zu einer Erhöhung der
Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffs. Der Zustand
stabilisiert sich, sobald ein Kräftegleichgewicht erreicht
ist.During operation of the
Strömt der Brennstoff langsam durch einen großen
Querschnitt, ist die in der Drallkammer 39 hervorgerufene
Drallströmung nur schwach ausgeprägt, wodurch eine in den
Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzte Gemischwolke
einen geringen Strahlöffnungswinkel aufweist.
Dementsprechend hoch ist die Penetration der Gemischwolke,
was den Anforderungen an die Form und Stöchiometrie der
Gemischwolke im Teillastbetrieb entspricht.The fuel slowly flows through a large one
Cross-section is that produced in the
Wird die Strömungsgeschwindigkeit erhöht, was dem
Vollastbetrieb des Brennstoffeinspritzventils 1 entspricht,
erfährt die scheibenförmige Membran 37a bedingt durch eine
Verschiebung des wirkenden Kräfteverhältnisses eine
Verformung, die die axiale Ausdehnung des Drallkanals 36
abnehmen läßt. Entsprechend nimmt in der Folge die
Geschwindigkeit des die Drallkanäle 36 durchströmenden
Brennstoffs weiter zu, wodurch auch der Drall verstärkt
wird. Dadurch kommt es zu einer Aufweitung der in den
Brennraum eingespritzten Gemischwolke, die somit einen
größeren Strahlöffnungswinkel aufweist und den Brennraum
homogen mit einem zündfähigen Gemisch ausfüllt.If the flow rate is increased, what the
Corresponds to full load operation of
Fig. 4B zeigt in gleicher Ansicht wie Fig. 4A die als
elastische Schicht 37b ausgeführte Membran 37. Im Gegensatz
zu Fig. 4A ist die in Fig. 4B dargestellte elastische
Schicht 37b nicht als lose Scheibe zwischen der Drallscheibe
34 und der Führungsscheibe 35 angeordnet, sondern in Form
einer an der ablaufseitigen Stirnseite 38 der
Führungsscheibe 35 ausgebildeten elastischen Schicht 37b,
die in ihrer gesamten Ausdehnung mit der Führungsscheibe 35
verbunden ist, ausgeführt.FIG. 4B shows the same view as FIG. 4A
Die Funktionsweise ist dementsprechend umgekehrt zu
derjenigen des in Fig. 4A dargestellten
Ausführungsbeispiels. Steigt nämlich der Brennstoffdruck im
Brennstoffeinspritzventil 1 während des Betriebs an, wird
die elastische Schicht 37b entgegen der Strömungsrichtung
mit in der Folge größeren Querschnitten der Drallkanäle 36
verformt. Dies ist dadurch bedingt, daß die mit der
abströmseitigen Stirnseite 38 fest verbundene elastische
Schicht 37b bei einer Erhöhung des Brennstoffdrucks
verdrängt bzw. zusammengedrückt wird.The mode of operation is reversed accordingly
that of the one shown in Fig. 4A
Embodiment. Namely, increases the fuel pressure in the
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt und insbesondere auch bei
Brennstoffeinspritzventilen 1 mit piezoelektrischen oder
magnetostriktiven Aktoren 10 und bei beliebigen Formen von
Drallscheiben 34 mit beliebig geformten Drallkanälen 36
anwendbar.The invention is not shown on the
Embodiments limited and especially in
Claims (8)
- Fuel injection valve (1), in particular for the direct injection of fuel into a combustion chamber of a mixture-compressing, spark-ignition internal combustion engine, with an actuator (10), a valve needle (3) which can be actuated by the actuator (10) for actuating a valve closing body (4), which together with a valve-seat face (6) forms a sealing seat, and with a swirl plate (34), which has at least one swirl duct (36), characterized in that an elastic membrane (37) is arranged on the swirl plate (34) in such a way that a metering cross-section of the at least one swirl duct (36) is variable according to a fuel pressure prevailing in the fuel injection valve (1) during operation.
- Fuel injection valve according to Claim 1, characterized in that the membrane (37) forms at least one side face (41) of the at least one swirl duct (36).
- Fuel injection valve according to Claim 1 or 2, characterized in that the elastic membrane (37) is made in the form of a disc-shaped membrane (37a).
- Fuel injection valve according to Claim 3, characterized in that the disc-shaped membrane (37a) is arranged between the swirl plate (34) and a guide plate (35), arranged on the inflow side of the swirl plate (34).
- Fuel injection valve according to Claim 4, characterized in that the disc-shaped membrane (37a) is connected to the guide plate (35) at least at a radially outer rim (40).
- Fuel injection valve according to Claim 4 or 5, characterized in that a cross section of the at least one swirl duct (36) decreases with increasing fuel pressure through the disc-shaped membrane (37a).
- Fuel injection valve according to Claim 1 or 2, characterized in that the membrane (37) is formed as an elastic layer (37b).
- Fuel injection valve according to Claim 7, characterized in that a cross section of the least one swirl duct (36) increases with increasing fuel pressure through the elastic layer (37a).
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