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EP1423604A1 - Brennstoffeinspritzventil - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil

Info

Publication number
EP1423604A1
EP1423604A1 EP02754212A EP02754212A EP1423604A1 EP 1423604 A1 EP1423604 A1 EP 1423604A1 EP 02754212 A EP02754212 A EP 02754212A EP 02754212 A EP02754212 A EP 02754212A EP 1423604 A1 EP1423604 A1 EP 1423604A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fuel injection
injection valve
cone
diameter
valve seat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP02754212A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1423604B1 (de
Inventor
Jürgen RAIMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1423604A1 publication Critical patent/EP1423604A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1423604B1 publication Critical patent/EP1423604B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00—Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625—Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664—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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/50—Arrangements of springs for valves used in fuel injectors or fuel injection pumps
    • F02M2200/505—Adjusting spring tension by sliding spring seats
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/165—Filtering elements specially adapted in fuel inlets to injector

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve according to the preamble of the main claim.
  • DE 198 04 463 AI discloses a fuel injection system for a mixture-compressing, spark-ignition internal combustion engine, which comprises a fuel injection valve which injects fuel into a combustion chamber formed by a piston / cylinder construction and is provided with a spark plug projecting into the combustion chamber.
  • the fuel injector is provided with at least one row of injection holes distributed over the circumference of the fuel injector. Through a targeted injection of fuel through the injection holes, a jet-guided combustion process is realized by forming a mixture cloud with at least one jet.
  • a disadvantage of the fuel injector known from the above-mentioned document is, in particular, the coking of the spray openings, which thereby clog and reduce the flow through the fuel injector to an unacceptable extent. This leads to malfunction of the internal combustion engine.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a flame protection cone arranged downstream of the injection openings of the fuel injector reduces the temperature of the flame front of the blending mixture cloud in the area of the spray openings so much that no combustion residues can precipitate in the area of the spray openings, which means that an overgrowth of the spray openings due to coking residues is avoided.
  • the flame protection cone is advantageously formed on the spray-side end of the fuel injector, for example on the valve seat body.
  • the flame retardant cone is designed as a cone or truncated cone, as a multi-part cone with different angles of inclination or as a truncated cone with an attached ball, which on the one hand enables simple and inexpensive production and on the other hand takes into account any injection situations with any number and arrangement of spray openings can be worn.
  • Figure 1 is a schematic section through a first embodiment of a fuel injector according to the invention in an overall view.
  • FIG. 2 is an enlarged schematic view of the spray-side part of the fuel injector shown in FIG. 1 in area II in FIG. 1;
  • 3A-C show exemplary embodiments of a flame protection cone designed according to the invention, which is in each case attached to an injection-side end of the fuel injection valve;
  • Fig. 4 shows an embodiment of a flame protection cone designed according to the invention on a fuel injection valve, which is suitable for oblique injection.
  • the fuel injection valve 1 shows an exemplary sectional view of an exemplary embodiment of a fuel injection valve 1 according to the invention.
  • the fuel injection valve 1 is designed in the form of a fuel injection valve 1 for fuel injection systems of mixture-compressing, spark-ignition internal combustion engines.
  • the fuel injector 1 is suitable for direct injection of fuel into a combustion chamber, not shown, of an internal combustion engine.
  • the fuel injector 1 consists of a nozzle body 2, in which a valve needle 3 is arranged.
  • the valve needle 3 is, for example, operatively connected via a weld seam 41 to a valve closing body 4, which cooperates with a valve seat surface 6 arranged on a valve seat body 5 to form a sealing seat.
  • the fuel injection valve 1 is an inward opening fuel injection valve 1 which has a plurality of spray openings 7 which are arranged on at least one circle which is concentric with the axis of the valve seat body 5.
  • the nozzle body 2 is sealed by a seal 8 against an outer pole 9 of a solenoid 10 acting as an actuator for the valve needle 3.
  • the magnet coil 10 is encapsulated in a coil housing 11 and wound on a coil carrier 12, which bears against an inner pole 13 of the magnet coil 10.
  • the inner pole 13 and the outer pole 9 are separated from one another by a gap 26 and are supported on a connecting component 29.
  • the magnet coil 10 is excited via a line 19 by an electrical current that can be supplied via an electrical plug contact 17.
  • the plug contact 17 is surrounded by a plastic coating 18, which can be molded onto the inner pole 13.
  • valve needle 3 is guided in a valve needle guide 14, which is disc-shaped.
  • a paired adjusting disk 15 is used for stroke adjustment.
  • An armature 20 is located on the other side of the adjusting disk 15. This armature is non-positively connected via a first flange 21 to the valve needle 3, which is connected to the first flange 21 by a weld seam 22.
  • a restoring spring 23 is supported on the first flange 21, which in the present design of the fuel injector 1 is preloaded by a sleeve 24.
  • a second flange 31 is arranged on the downstream side of the armature 20 and serves as a lower armature stop. It is non-positively connected to the valve needle 3 via a weld seam. 33 connected.
  • An elastic intermediate ring 32 is arranged between the armature 20 and the second flange 31 for damping armature bumpers when the fuel injector 1 closes.
  • Fuel channels 30a to 30c run in the valve needle guide 14, in the armature 20 and on the valve seat body 5.
  • the fuel is supplied via a central fuel supply 16 and filtered by a filter element 25 ".
  • the fuel injector 1 is sealed by a seal 28 against a not shown further distributor line.
  • the fuel injection valve 1 on the valve seat body 5 has a flame protection cone 34, which is provided within the at least one circle of spray openings 7.
  • the flame protection cone 34 reduces the tendency towards coking due to its arrangement on the outflow side of the spray openings 7 and thus prevents malfunctions of the fuel injector 1 by clogging the spray openings 7 and an impermissible reduction in the fuel flow.
  • An injection-side end 35 of the fuel injection valve 1 with the measures according to the invention is shown in more detail in FIGS. 2 and 3A.
  • the first flange 21 on the valve needle 3 is acted upon by the return spring 23 against a lifting direction in such a way that the valve closing body 4 on the valve seat 6 is held in sealing contact.
  • the armature 20 rests on the intermediate ring 32, which is supported on the second flange 31.
  • the magnet coil 10 When the magnet coil 10 is excited, it builds up a magnetic field which moves the armature 20 in the stroke direction against the spring force of the return spring 23.
  • the armature 20 takes the first flange 21, which is welded to the valve needle 3, and thus also the valve needle 3 in the lifting direction.
  • the valve closing body 4 which is operatively connected to the valve needle 3, lifts off the valve seat surface 6, as a result of which the fuel is sprayed off at the spray openings 7. If the coil current is switched off, the armature 20 drops from the inner pole 13 after the magnetic field is sufficiently reduced by the pressure of the return spring 23 on the first flange 21, as a result of which the valve needle 3 moves counter to the stroke direction. As a result, the valve closing body 4 rests on the valve seat surface 6 and the fuel injection valve 1 is closed. The armature 20 rests on the armature stop formed by the second flange 31.
  • FIG. 2 shows an enlarged schematic view of the injection-side end 35 of the fuel injector 1 according to the invention shown in FIG. 1 in area II in FIG. 1.
  • the fuel fine injection valve 1 has a flame protection cone 34, which for lowering the flame
  • the flame retardant cone 34 is of a pointed cone and can either be formed in one piece with the valve seat body 5 or can be fixed to it in a suitable manner, for example by means of soldering, welding or gluing.
  • the axial length L and the diameter D of the flame retardant cone 34 depend on the opening angle ⁇ of the mixture cloud injected into the combustion chamber and should in each case be dimensioned such that the flame retardant cone 34 is not wetted by the mixture cloud.
  • the coking of the spray openings 7 can be reduced by the arrangement of the flame protection cone 34 on the outflow side of the spray openings 7. Since the diameter of the spray openings 7 is typically approximately 100 ⁇ m, the risk that the spray openings 7 become blocked by coking over time and thus the flow rate is impermissibly restricted is relatively large. This is particularly due to the high temperatures when igniting of the mixture cloud injected into the combustion chamber, since this causes components of the fuel to settle at the tip of the fuel injector 1. By attaching the flame retardant cone 34, the surface temperature in the outlet area of the spray openings 7 can be reduced to such an extent that the spray openings 7 cannot overgrow due to coking residues.
  • the flame protection cone 34 in particular prevents the flame front from spreading in the region of the spray openings 7.
  • 3A to 3C show the section of the fuel injector 1 designed according to the invention shown in FIG. 2 and designated III with different embodiments of the flame protection cone 34 according to the invention.
  • FIG. 3A shows the simple conical shape, which has already been mentioned with reference to FIG. 2.
  • the length L of the flame protection cone 34 and its diameter D at the base depend on the shape and the opening angle of the injected mixture cloud.
  • the axial length L is typically up to three times the diameter Dg of the spray-side end 35 of the fuel injection valve 1, while the diameter D is a maximum of half the diameter D B of the spray-side end 35 of the fuel injection valve 1.
  • FIG. 3B shows a further possible form of the flame protection cone 34.
  • a first region 36 facing the valve seat body 5 is frustoconical, the diameter D increasing from the base in the spray direction.
  • a second region 37 which is frustoconical.
  • the diameter D of the first region 36 is at the base up to half the diameter D B of the downstream end 35 of the fuel injector 1 and can increase up to one and a half times the diameter D B of the downstream end 35 of the fuel injector 1 at the base of the second region 37.
  • the axial length L of the Flame protection cone 34 can be up to four times the diameter D B of the fuel injector 1 in the area of the valve seat body 5, of which up to a quarter is accounted for by the second area 37.
  • 3C shows a third embodiment of the flame retardant cone 34 according to the invention, the shape of a truncated cone 38 with a ball 39 attached being chosen here.
  • the axial length L of the truncated cone 38 can be up to three times the diameter D B of the fuel injector 1 in the region of the valve seat body 5, while the ball 39 can reach a diameter d which corresponds to the diameter D B of the fuel injector 1 im Area of the valve closing body 5 corresponds.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments shown and can be used for any forms of flame protection cones 34, which can be fixed in any manner on the injection-side end of the fuel injection valve 1, and for any construction of fuel injection valves 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum von Brennkraftmaschinen umfasst einen Aktor (10), eine von dem Aktor (10) betätigbare Ventilnadel (3) zur Betätigung eines Ventilschliesskörpers (4), der zusammen mit einer an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildeten Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, und wenigstens eine Abspritzöffnung (7), die stromabwärts des Ventilsitzes (6) ausgebildet ist. An einem abströmseitigen Ende (35) des Brennstoffeinspritzventils (1) ist ein Flammschutzkegel (34) angeordnet.

Description

Brennstoffeinspritzventil
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinsprit zventil nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Aus der DE 198 04 463 AI ist ein Brennstoffeinsprit zsystem für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine bekannt, welches ein Brennstoffeinspritzventil umfaßt, das Brennstoff in einen von einer Kolben- /Zylinderkonstruktion gebildeten Brennraum einspritzt, und mit einer in- den Brennraum ragenden Zündkerze versehen ist. Das Brennstoffeinspritzventil ist mit mindestens einer Reihe über den Umfang des Brennstoffeinspritzventils verteilt angeordneten Einspritzlöchern versehen. Durch eine gezielte Einspritzung von Brennstoff über die Einspritzlöcher wird eine strahlgeführtes Brennverfahren durch Bildung einer Gemischwolke mit mindestens einem Strahl realisiert.
Nachteilig an dem aus der obengenannten Druckschrift bekannten Brennstoffeinspritzventil ist insbesondere die Verkokung der Abspritzöff ungen, welche dadurch verstopfen und den Durchfluß durch das Brennstoffeinspritzventil unzulässig stark vermindern. Dies führt zu Fehlfunktionen der Brennkr-aftmaschine . Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein abströmseitig der Abspritzoffnungen des Brennstoffeinspritzventils angeordneter Flammschutzkegel die Temperatur der Flammfront der durchbrennenden Gemischwolke im Bereich der Abspritzöffnungen so stark verringert, daß sich keine Verbrennungsrückstände im Bereich der Abspritzöffnungen niederschlagen können, wodurch ein Zuwachsen der Abspritzöffnungen durch Verkokungsrückstände vermieden wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstof einspritzsystems möglich.
Der Flammschutzkegel ist vorteilhafterweise am abspritzseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils , beispielsweise am Ventilsitzkörper, ausgebildet.
Von Vorteil ist insbesondere, daß der Flammschutzkegel als Kegel oder Kegelstumpf, als mehrteiliger Kegel mit unterschiedlichen Neigungswinkeln oder als Kegelstumpf mit einer aufgesetzten Kugel ausgebildet ist, wodurch einerseits eine einfache und kostengünstige Herstellung möglich ist und andererseits beliebigen Einspritzsituationen mit beliebiger Anzahl und Anordnung von Abspritzöffnungen Rechnung getragen werden kann .
Weiterhin ist es in einfacher Weise möglich, durch eine Neigung des Flammschutzkegels eine schräge Einspritzung unter einem beliebigen Einspritzwinkel zu realisieren. Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils in einer Gesamtansicht;
Fig. 2 eine vergrößerte schematische Ansicht des abspritzseitigen Teils des in Fig. 1 dargestellten Brennstoffeinspritzventils im Bereich II in Fig. 1;
Fig. 3A-C Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäß ausgestalteten Flammschutzkegels, der jeweils an einem abspritzseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils angebracht ist; und
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Flammschutzkegels an einem Brennstoffeinspritzventil , welches zur Schrägeinspritzung geeignet ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventils 1. Das Brennstoffeinspritzventil 1 ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschinen ausgeführt . Das Brennstoffeinspritzventil 1 eignet sich zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraf maschine.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine Ventilnadel 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 3 steht beispielsweise über eine Schweißnaht 41 in Wirkverbindung mit einem Ventilschließkörper 4, 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 mehrere Abspritzöffnungen 7 verfügt, die auf zumindest einem zur Achse des Ventilsitzkörpers 5 konzentrischen Kreis angeordnet sind.
Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen einen Außenpol 9 einer als Aktor für die Ventilnadel 3 wirkenden Magnetspule 10 abgedichtet. Die Magnetspule 10 ist in einem Spulengehäuse 11 gekapselt und auf einen Spulenträger 12 gewickelt, welcher an einem Innenpol 13 der Magnetspule 10 anliegt. Der Innenpol 13 und der Außenpol 9 sind durch einen Spalt 26 voneinander getrennt und stutzen 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 Kunststoffum antelung 18 umgeben, die am Innenpol 13 angespritzt sein kann.
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.
Abströmseitig des Ankers 20 ist ein zweiter Flansch 31 angeordnet, der als unterer Ankeranschlag dient. Er ist über eine Schweißnaht.33 kraftschlüssig mit der Ventilnadel 3 verbunden. Zwischen dem Anker 20 und dem zweiten Flansch 31 ist ein elastischer Zwischenring 32 zur Dämpfung von Ankerprellern beim Schließen des Brennstoffeinspritzventils 1 angeordnet .
In der Ventilnadelführung 14, im Anker 20 und am Ventilsitzkörper 5 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 Verteilerleitung abgedichtet.
Erfindungsgemäß weist das Brennstoffeinspritzventil 1 an dem Ventilsitzkörper 5 einen Flammschutzkegel 34 auf, welcher innerhalb des zumindest einen Kreises von Abspritzöffnungen 7 angebracht ist. Der Flammschutzkegel 34 vermindert durch seine Anordnung abströmseitig der Abspritzöffnungen 7 die Verkokungsneigung und beugt so Fehlfunktionen des Brennstoffeinspritzventils 1 durch Verstopfen der Abspritzoffnungen 7 und einer unzulässigen Verringerung des Brennstoffdurchflusses vor. Ein abspritzseitiges Ende 35 des Brennstoffeinspritzventils 1 mit den- erfindungsgemäßen Maßnahmen ist in den Fig. 2 und 3A näher dargestellt.
Im Ruhezustand des Brennstoffeinspritzventils 1 wird der erste Flansch 21 an der Ventilnadel 3 von der Rückstellfeder 23 entgegen einer Hubrichtung so beaufschlagt, daß der Ventilschließkörper 4 am Ventilsitz 6 in dichtender Anlage gehalten wird. Der Anker 20 liegt auf dem Zwischenring 32 auf, der sich auf dem zweiten Flansch 31 abstützt. Bei Erregung der Magnetspule 10 baut diese ein Magnetfeld auf, welches den Anker 20 entgegen der Federkraft der Rückstellfeder 23 in Hubrichtung bewegt. Dabei nimmt der Anker 20 den ersten Flansch 21,- welcher mit der Ventilnadel 3 verschweißt ist, und damit die Ventilnadel 3 ebenfalls in Hubrichtung mit. Der mit der Ventilnadel 3 in Wirkverbindung stehende Ventilschließkörper 4 hebt von der Ventilsitzfläche 6 ab, wodurch der Brennstoff an den Abspritzöffnungen 7 abgespritzt wird. Wird der Spulenstrom abgeschaltet, fällt der Anker 20 nach genügendem Abbau des Magnetfeldes durch den Druck der Rückstellfeder.23 auf den ersten Flansch 21 vom Innenpol 13 ab, wodurch sich die Ventilnadel 3 entgegen der Hubrichtung bewegt. Dadurch setzt der Ventilschließkörper 4 auf der Ventilsitzfläche 6 auf und das Brennstoffeinspritzventil 1 wird geschlossen. Der Anker 20 setzt auf dem durch den zweiten Flansch 31 gebildeten Ankeranschlag auf.
Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten schematischen Ansicht das abspritzseitige Ende 35 des in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich II in Fig. 1.
Wie bereits in der Beschreibung zu Fig . 1 angesprochen , verfügt das Brennstof feinspritzventil 1 über einen Flammschutzkegel 34 , welcher zur Absenkung der
Flammtemperatur im Bereich der Absprit zöffnungen 7 , beispielsweise am Ventilsitzkörper 5 , angeordnet ist . Der Flammschutzkegel 34 ist dabei spitzkegelig ausgebildet und kann mit dem Ventilsitzkörper 5 entweder einstückig ausgebildet oder in geeigneter Weise , beispielsweise mittels Löten , Schweißen oder Kleben , an diesem fixiert sein .
Die axiale Länge L und der Durchmesser D des Flammschutzkegels 34 hängt dabei vom Öffnungswinkel α der in den Brennraum eingespritzten Gemischwolke ab und sollte jeweils so bemessen sein, daß der Flammschutzkegel 34 nicht von der Gemischwolke benetzt wird.
Durch die Anordnung des Flammschutzkegels 34 abströmseitig der Abspritzöffnungen 7 kann die Verkokung der Abspritzöffnungen 7 reduziert werden. Da der Durchmesser der Abspritzöffnungen 7 typischerweise ca. 100 μm beträgt, ist die Gefahr, daß die Abspritzöff ungen 7 durch Verkokung mit der Zeit verstopfen und somit die Durchflußmenge unzulässig stark eingeschränkt wird, relativ groß. Dies ist insbesondere durch die hohen Temperaturen beim Durchzünden der in den Brennraum eingespritzten Gemischwolke bedingt, da sich dadurch Bestandteile des Brennstoffs an der Spitze des Brennstoffeinspritzventils 1 absetzen. Durch die Anbringung des Flammschutzkegels 34 kann die Oberflächentemperatur im Austrittsbereich der Abspritzöffnungen 7 so weit reduziert werden, daß die Abspritzöffnungen 7 nicht durch Verkokungsrückstände zuwachsen können. Der Flammschutzkegel 34 verhindert insbesondere die Ausbreitung der Flammfront im Bereich der Abspritzöffnungen 7.
Fig. 3A bis 3C zeigen den in Fig. 2 dargestellten und mit III bezeichneten Ausschnitt des erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1 mit unterschiedlichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Flammschutzkegels 34.
Fig. 3A zeigt dabei die einfache kegelförmige Form, die bereits anhand von Fig. 2 angesprochen wurde. Die Länge L des Flammschutzkegels 34 sowie sein Durchmesser D an der Basis hängen von der Form und dem Öffnungswinkel der eingespritzten Gemischwolke ab. Die axiale Länge L beträgt typischerweise bis zum dreifachen des Durchmessers Dg des abspritzseitigen Endes 35 des Brennstoffeinspri zventils 1, während der Durchmesser D maximal die Hälfte des Durchmessers DB des abspritzseitigen Endes 35 des Brennstoffeinspritzventils 1 beträgt.
In Fig. 3B ist eine weitere mögliche Form des Flammschutzkegels 34 dargestellt. Hierbei ist ein dem Ventilsitzkörper 5 zugewandter erster Bereich 36 kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei der Durchmesser D von der Basis in Abspritzrichtung zunimmt. Daran schließt sich ein zweiter Bereich 37 an, der stumpfkegelig ausgebildet ist. Der Durchmesser D des ersten Bereiches 36 beträgt an der Basis bis zum halben Durchmesser DB des abströmseitigen Endes 35 des Brennstoffeinspritzventils 1 und kann bis zum eineinhalbfachen Durchmesser DB des abströmseitigen Endes 35 des Brennstoffeinspritzventils 1 am Ansatz des zweiten Bereichs 37 ansteigen. Die axiale Länge L des Flammschutzkegels 34 kann bis zum vierfachen des Durchmessers DB des Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich des Ventilsitzkörpers 5 betragen, wovon bis zu einem Viertel auf den zweiten Bereich 37 entfällt.
Fig. 3C zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flammschutzkegels 34, wobei hier die Form eines Kegelstumpfes 38 mit einer aufgesetzten Kugel 39 gewählt wurde. Die axiale Länge L des Kegelstumpfes 38 kann dabei wie im ersten Ausführungsbeispiel das bis zu dreifache des Durchmessers DB des Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich des Ventilsitzkörpers 5 betragen, während die Kugel 39 einen Durchmesser d erreichen kann, welche dem Durchmesser DB des Brennstoffeinspritzventils 1 im Bereich des Ventilschließkörpers 5 entspricht.
Analog zu den in Fig. 3A bis 3C dargestellten Ausführungsformen, bei denen der Winkel γ, unter welchem die Gemischwolke in den Brennraum eingespritzt wird, ungefähr 0° beträgt, können ähnliche Formen so am Ventilsitzkörper 5 angebracht werden, daß eine schräge Einspritzung unter einem beliebigen, von 0° verschiedenen Winkel γ erfolgen kann. Dies ist in Fig. 4 analog zu dem in Fig. 3A dargestellten Ausführungsbeispiel anhand des spitzkegeligen Flammschutzkegels 34 dargestellt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und für beliebige Formen von Flammschutzkegeln 34, welche in beliebiger Weise am abspritzseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils 1 fixierbar sind, sowie für beliebige Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar.

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil (1) zum direkten Einspritzen von Brennstoff in den Brennraum von Brennkraftmaschinen mit einem Aktor (10) , einer von dem Aktor (10) betätigbaren
Ventilnadel (3) zur Betätigung eines Ventilschließkörpers
(4) , der zusammen mit einer an einem Ventilsitzkörper (5) ausgebildeten Ventilsitzfläche (6) einen Dichtsitz bildet, und wenigstens einer Abspritzöffnung (7) , die stromabwärts des Ventilsitzes (6) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einem abströmseitigen Ende . (42) des Brennstoffeinspritzventils (1) ein Flammschutzkegel (34) angeordnet ist.
2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammschutzkegel (34) am Ventilsitzkörper (5) ausgebildet ist .
3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammschutzkegel (34) spitzkegelig ausgebildet ist.
4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine axiale Länge L des Flammschutzkegels (34) bis zum dreifachen des Durchmessers (DB) des Brennstoffeinspritzventils (1) im Bereich des Ventilsitzkörpers (5) beträgt.
5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein radialer Durchmesser (D) des Flammschutzkegels (34) bis zu einem halben Durchmesser (DB) des Brennstoffeinspritzventils (1) im Bereich des Ventilsitzkörpers (5) beträgt.
6. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammschutzkegel (34) in Form eines mehrstufigen Kegels oder Kegelstumpfes ausgebildet ist.
7. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Stufen des kegel- oder kegelstumpfförmigen Flammschu zkegels (34) zwei beträgt.
8. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein erster Bereich (36) , der sich vom Ventilsitzkörper (5) in Abströmrichtung erstreckt, radial in Abströmrichtung erweitert .
9. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den ersten Bereich (36) ein zweiter Bereich (37) anschließt, der stumpfkegelig ausgebildet ist.
10. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine axiale Länge (L) des Flammschutzkegels (34) bis zum
Vierfachen des Durchmessers (DB) des Brennstoffeinspritzventils (1) im Bereich des Ventilsitzkδrpers (5) beträgt.
11. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein radialer Durchmesser (D) des Flammschutzkegels (34) bis zum eineinhalbfachen Durchmesser (DB) des Brennstoffeinspritzventils (1) im Bereich des Ventilsitzkörpers (5) beträgt.
12. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge (1) des ersten Bereichs (36) bis zum dreifachen Durchmesser (DB) des Brennstoffeinspritzventils (1) im Bereich des Ventilsitzkörpers (5) beträgt.
13. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammschutzkegel (34) in Form eines Kegelstumpfes (38) mit einer aufgesetzten Kugel (39) ausgebildet ist.
14. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine axiale Länge (L) des Flammschutzkegels (34) bis zum dreifachen des Durchmessers (DB) des Brennstoffeinspritzventils (1) im Bereich des Ventilsitzkδrpers (5) beträgt.
15. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (d) der Kugel (39) bis zu einen Durchmesser (DB) des Brennstoffeinspritzventils (1) im Bereich des Ventilsitzkörpers (5) beträgt.
16. Brennstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis
15, . dadurch gekennzeichnet. daß der Flammschutzkegel (34) unter einem Winkel (γ) gegenüber einer Längsachse des Brennstoffeinspritzventils (1) geneigt ist.
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