Aus der DE 44 34 892 Al ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das eine erste Druckfeder und eine zweite Druckfeder aufweist, die hintereinander angeordnet sind.

Über eine Mitnehmereinrichtung wird eine Ventilnadel mit einem Ventilschließkörper durch die erste Druckfeder gegen einen Dichtsitz vorgespannt. Wenn durch einen elektromagnetischen Aktor die Ventilnadel aus dem Dichtsitz angehoben wird, wirkt dieser Bewegung zunächst nur die Federkraft der ersten Druckfeder entgegen. Nach einem bestimmten Teilhub schlägt die Mitnehmereinrichtung gegen eine Federanlagescheibe der zweiten Druckfeder. Wird die Ventilnadel mit Ventilschließkörper weiter aus dem Dichtsitz angehoben, so wirken nun erste und zweite Druckfeder diesem Hub entgegen. Durch die Größe des Hubes kann der Öffnungsquerschnitt im Dichtsitz gesteuert werden. Abhängig von einem in dem elektromagnetischen Aktor fließenden Strom kann folglich die Durchflußmenge des Brennstoffeinspritzventils gesteuert werden, da die Federkonstante stark ansteigt, sobald die zweite Druckfeder

die Ventilnadel zusätzlich mit einer Gegenkraft beaufschlagt.

Nachteilig an diesem bekannten Brennstoffeinspritzventil ist jedoch, daß die Regelung der Durchflußmenge im wesentlichen in zwei Stufen erfolgt. Eine gezielte Beeinflussung des Strahlbildes ist nur schwer zu erreichen.

Aus der DE 27 11 391 AI ist ein Brennstoffeinspritzventil bekannt, das einen hydraulisch ansteuerbaren Stellkolben aufweist. Dieser Stellkolben begrenzt als ein Anschlag den möglichen Hub einer Ventilnadel. Dabei wird der Stellkolben mit zunehmendem Druck eines diesen ansteuernden Hydraulikfluids aus einer Ausgangslage in Schließrichtung der Ventilnadel verschoben.

Nachteilig an diesem'Stand der Technik ist, daß nur eine Regelung der Durchflußmenge des Brennstoffs möglich ist.

Insbesondere kann nicht die Form eines Abspritzstrahles beeinflußt werden. Vor allem bei sehr kleinen Durchflußmengen kann dies zu Problemen führen, wenn eine Abspritzöffnung einen im Verhältnis zur Durchflußmenge zu großen Querschnitt aufweist, und es zu keiner ausreichenden Verteilung des Brennstoffs im Strahlbild des Brennstoffeinspritzventils kommt.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, eine stufenlose Regelung der Durchflußmenge zu ermöglichen. Gleichzeitig wird durch die Ausformung einer gerundeten Verengung der Abspritzöffnung des Brennstoffeinspritzventils ein Anliegen der Strömung des Brennstoffs an eine Wandung der Abspritzöffnung bewirkt, wenn der Druckraum mit Hydraulikfluid beaufschlagt wird.

Dadurch erfährt der Brennstoff im Bereich der sich wieder

erweiternden Verengung eine auf die Wandung der Abspritzöffnung gerichtete Beschleunigung und wird auch bei geringen Durchflußmengen eine Ausformung eines Strahlbildes möglich. Insbesondere kann durch die Position und die Länge des Strahlformabschnitts in der Abspritzöffnung das Strahlbild im Verhältnis zur Durchflußmenge eingestellt werden, da durch die Drosselung der Durchflußmenge gleichzeitig die Ausformung des Strahlbildes bewirkt wird.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzanlage möglich.

Vorteilhaft kann die Abspritzöffnung des Brennstoffeinspritzventils den Druckraum durchdringen und der Strahlformabschnitt somit aus einem hülsenförmigen Wandungsabschnitt der Abspritzöffnung bestehen.

Günstig kann der Strahlformabschnitt aus einer in die Abspritzöffnung eingesetzten, dünnwandigen Hülse bestehen, die sich bis zur Ausmündung der Abspritzöffnung erstrecken kann und mit einem angeformten Bund an der Ausmündung anliegen kann.

In dieser Ausführung ist der Strahlformabschnitt kostengünstig und mit geringer Serienstreuung herzustellen.

Auch sind die Elastizitätseigenschaften, durch die das Maß einer Beulung der Hülse unter Druck bestimmt wird, durch die Wahl eines geeigneten Materials für die Hülse leicht einstellbar.

Vorteilhaft kann über ein 3/2-Wegeventil ein Druckfluidzulauf mit dem Druckraum und der Druckraum über das 3/2-Wegeventil mit einem Druckfluidablauf verbunden werden.

Über eine Drossel kann ein Druckfluidzulauf mit dem Druckraum und über ein 2/2-Wegeventil der Druckraum mit einem Druckfluidablauf verbunden werden.

Günstig kann noch eine Drallscheibe stromaufwärts des Dichtsitzes angeordnet sein.

Dadurch wird eine Rotation des fließenden Brennstoffs und durch die Fliehkraft eine in Richtung der Wand der Abspritzöffnung wirkende Beschleunigung des Brennstoffs erzeugt und die strahlformende Wirkung des Strahlformabschnitts verstärkt.

Zeichnung Erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele einer Brennstoff- einspritzanlage sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Brennstoffeinpritzventils einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzanlage, Fig. 2 einen schematischen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Brennstoffeinspritzanlage im Bereich II in Fig. 1, Fig. 3 einen schematischen Teilschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzanlage entsprechend dem Bereich II in Fig. 1, und Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf ein Drallelement des Ausführungsbeispiels in Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Ein in Fig. 1 dargestelltes Brennstoffeinspritzventil 1 einer Brennstoffeinspritzanlage ist in der Form eines Brennstoffeinspritzventils 1 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.

Das Brennstoffeinspritzventil 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in welchem eine 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 eine Abspritzöffnung 7 verfügt. Der Düsenkörper 2 ist durch eine Dichtung 8 gegen den Außenpol 9 einer 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 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.

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.

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 l.

In der Ventilnadelführung 14 und im Anker 20 verlaufen Brennstoffkanäle 30a und 30b. 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.

An der Abspritzöffnung 7 ist ein Strahlformabschnitt 34 ausgeformt, welcher im vorliegenden Ausführungsbeispiel als in die Abspritzöffnung eingesetzte Hülse ausgeführt ist.

Eine detaillierte Darstellung des Strahlformabschnitts 34 ist den Figuren 2 und 3 zu entnehmen.

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 Brennstoff wird der Abspritzöffnung 7 zugeführt.

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.

Fig. 2 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung eine vergrößerte Ansicht des abspritzseitigen Teils des in Fig. 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels eines Brennstoffeinspritzventils 1 einer erfindungsgemäßen Brennstofffeinspritzanlage. Der dargestellte Ausschnitt ist in Fig. 1 mit II bezeichnet. Mit Fig. 1 übereinstimmende Bauteile sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.

Mit dem Düsenkörper 2 ist über eine Schweißnaht 35 der Ventilsitzkörper 5 verbunden. Der Ventilschließkörper 4 wirkt mit der Ventilsitzfläche 6 zu einem Dichtsitz zusammen. Ein Dichtring 36 dient zur Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 gegenüber einer Bohrung eines hier nicht dargestellten Zylinderkopfes. Die Ventilnadel 3 ist mit dem Ventilschließkörper 4 einstückig ausgeformt und steht mit diesem in Wirkverbindung. Die Ventilnadel 3 durchgreift dabei ein Führungselement 37 sowie ein Drallelement 38. Das Drallelement 38 ist zwischen dem Führungselement 37 und dem Ventilsitzkörper 5 angeordnet.

Über eine Schweißnaht 39 sind Führungselement 37, Drallelement 38 und Ventilsitzkörper 5 miteinander verbunden. Über Zulaufbereiche 40, von denen in der Zeichnung nur eine im Schnitt dargestellt ist, und Drallkanäle 41 gelangt der Brennstoff zum Dichtsitz an der Ventilsitzfläche 6.

In die Abspritzöffnung 7 ist eine Hülse 42 als Strahlformabschnitt 34 eingesetzt, die sich bis zur brennraumseitigen Ausmündung der Abspritzöffnung 7 erstreckt

und mit einem Bund 43 an der Ausmündung der Abspritzöffnung 7 anliegt. Die Abspritzöffnung 7 ist unter einem Winkel a zu einer Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils 1 angeordnet. Der Strahlformabschnitt 34 ist von einem Druckraum 44 umgeben, wobei in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Abspritzöffnung 7 den Druckraum 44 durchdringt, der Druckraum 44 folglich über den gesamten Umfang die Abspritzöffnung 7 radial auswärtig umschließt.

Die Länge der Hülse 42, die den Strahlformabschnitt 34 bildet, ist größer als die Länge des Druckraums 44 in der Erstreckungsrichtung der Abspritzöffnung 7. Über eine Steuerbohrung 45 ist der Druckraum 44 mit einem 3/2- Wegeventil 46 verbunden. Dieses 3/2-Wegeventil 46 ist nur mit seinem hydraulischen Schaltsymbol dargestellt und kann sowohl außerhalb des Brennstoffeinspritzventils 1 als auch in diesem integriert ausgebildet sein. Über das 3/2- Wegeventil 46 kann der Druckraum 44 mit einem Brennstoffraum 47 verbunden werden, der mit der zentralen Brennstoffzufuhr 16 in Verbindung steht und Brennstoff unter dem Druck der zentralen Brennstoffzufuhr 16 enthält. Diese Verbindungsmöglichkeit ist in der Zeichnung schematisch durch eine Verbindungslinie dargestellt. In der anderen Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 46, die hier dargestellt ist, kann der Druckraum 44 mit einem Brennstoffablauf 48 verbunden werden. Als Druckfluid, mit dem der Druckraum 44 beaufschlagbar ist, dient in dem gewählten Ausführungsbeispiel der Brennstoff selbst.

Wird während das Brennstoffeinspritzventil 1 geschlossen ist und der Ventilschließkörper 4 an der Ventilsitzfläche 6 anliegt, über das 3/2-Wegeventil 46 der Druckraum 44 mit unter Druck stehendem Brennstoff beaufschlagt, so verformt sich die Hülse 42 in dem Bereich ihrer Längserstreckung elastisch, in dem sie von dem Druckraum 44 umgeben ist. Die Verformung ist durch gestrichelte Linien angedeutet. Da die den Strahlformabschnitt 34 bildende Hülse 42 in der Erstreckungsrichtung der Abspritzöffnung 7 länger ausgebildet ist als der Druckraum 44, erfolgt nur im Bereich

des Druckraums 44 eine die Abspritzöffnung 7 verengende Verformung, und insbesondere bildet sich keine Stufe in der Abspritzöffnung 7. Wird nun das Brennstoffeinspritzventil 1 geöffnet, und der Ventilschließkörper 4 von der Ventilsitzfläche 6 abgehoben, so wird der Fluß des Brennstoffs in der Abspritzöffnung 7 durch die Verengung in dem Strahlformabschnitt 34 gedrosselt und die Einspritzmenge verkleinert. Gleichzeitig erfolgt eine radial auswärtige Beschleunigung des Brennstoffs in dem Bereich der Ausmündung der Abspritzöffnung 7. Dieser Effekt wird durch die sich an die Wand des Strahlformabschnitts 34 anlegende Strömung des Brennstoffs bewirkt und durch eine radial nach außen gerichtete Kraftkomponente des fließenden Brennstoffs aus dessen Rotation verstärkt. Die Rotation resultiert aus dem Durchströmen des Drallelements 38 und der Drallkanäle 41. Da die Länge und die Elastizität der Hülse 42 wählbar sind, kann hierdurch die Drosselung und die Aufweitung des Brennstoffstrahls voneinander unabhängig eingestellt werden.

Fig. 3 zeigt in einer auszugsweisen Schnittdarstellung eine vergrößerte Ansicht des abspritzseitigen Teils eines Brennstoffeinspritzventils 1 einer weiteren erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzanlage. Der Auszug entspricht dem Ausschnitt II in Fig. 1 und der Fig. 1 gleiche oder entsprechende Teile des Brennstoffeinspritzventils 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Der Düsenkörper 2 ist über die Schweißnaht 35 mit dem Ventilsitzkörper 5 verbunden. Der Ventilschließkörper 4, der mit der Ventilnadel 3 einstückig ausgeformt ist, wirkt mit der Ventilsitzfläche 6 zu dem Dichtsitz zusammen. Der Dichtring 36 dient zur Abdichtung des Brennstoffeinspritzventils 1 gegenüber einer Bohrung eines hier nicht dargestellten Zylinderkopfes. Die Ventilnadel 3 wird von dem Führungselement 37 geführt, das zugleich das Drallelement 38 an dem Ventilsitzkörper 5 fixiert. Über die Schweißnaht 39 sind Führungselement 37, Drallelement 38 und

Ventilsitzkörper 5 miteinander verbunden. Über die Zulaufbereiche 40 und die Drallkanäle 41 gelangt der Brennstoff zum Dichtsitz an der Ventilsitzfläche 6.

Eine Abspritzöffnung 49 ist hier zentral entlang einer Mittelachse des Brennstoffeinspritzventils 1 angeordnet. Die Hülse 42 ist als Strahlformabschnitt 34 eingesetzt, die sich bis zur brennraumseitigen Ausmündung der Abspritzöffnung 49 erstreckt und mit einem Bund 43 an der Ausmündung der Abspritzöffnung 49 anliegt. Der Strahlformabschnitt 34 ist von dem Druckraum 44 umgeben. Über eine Drossel 50 und eine Zulaufbohrung 51 ist der Druckraum 44 mit einem Brennstoffraum 47 verbunden, der mit der zentralen Brennstoffzufuhr 16 in Verbindung steht und Brennstoff unter dem Druck der zentralen Brennstoffzufuhr 16 enthält. Über einen Steuerkanal 52 und ein 2/2-Wegeventil 53 kann der Druckraum 44 mit einem Brennstoffablauf 48 verbunden werden.

Das 2/2-Wegeventil 53 ist nur mit seinem hydraulischen Schaltsymbol dargestellt und kann sowohl außerhalb des Brennstoffeinspritzventils 1 als auch in diesem integriert ausgebildet sein. Auch der Brennstoffablauf 48 ist in der Zeichnung nur als Symbol dargestellt. Als Druckfluid, mit dem der Druckraum 44 beaufschlagbar ist, dient in dem gewählten Ausführungsbeispiel der Brennstoff selbst.

Über die Drossel 50 fließt dauernd unter Druck stehender Brennstoff in den Druckraum 44. Dadurch verformt sich die Hülse 42 im Bereich des Druckraums 44 nach innen. Das Maß der Verformung kann durch den Druck im Druckraum 44 geregelt werden. Dies erfolgt, indem das 2/2-Wegeventil 53 geöffnet oder geschlossen wird. Wenn mehr Brennstoff abfließt als über die Drossel 50 in den Druckraum 44 nachfließt, so fällt der Druck ab. Diese Ausführungsform der Erfindung ermöglicht, abhängig vom Ansprechverhalten und der Schaltgeschwindigkeit des 2/2-Wegeventils 53, eine genauere Regelung des Drucks im Druckraum 44.

Fig. 4 zeigt in Aufsicht eine beispielhafte Ausführung des Drallelements 38 mit radial nach innen gerichteten und tangential verlaufenden Drallkanälen 41. Wenn der Kraftstoff die Drallkanäle 41 durchströmt, wird er in eine Rotationsbewegung versetzt, die den Effekt der Strahlformung insbesondere bei geringer Durchflußmenge und starker Ausbeulung des Strahlformabschnitts 34 verstärkt.