Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzdüse nach der Gattung des Patentanspruchs 1. Bei solch einer, z.B. durch die DE 197 55 057 A1 bekannten Kraftstoffeinspritzdüse weist die in einer Bohrung eines Düsenkörpers axial verschiebbare Ventilnadel im Übergangsbereich von ihrer konischen Dichtfläche zu ihrem Ventilschaft eine Drosseleinrichtung mit veränderbarem Drosselquerschnitt auf, durch welche abhängig vom Öffnungshub der Ventilnadel die Einspritzmenge variierbar ist. Die Drosseleinrichtung umfasst eine Drosselhülse, die in dem zwischen Bohrungswand und Ventilschaft gebildeten Ringraum entgegen der Rückstellkraft einer Feder axial verschiebbar geführt und durch eine Öffnungsbewegung der Ventilnadel mitnehmbar ist. Die Drosselhülse liegt mit einer konisch ausgebildeten Stirnseite an der äußeren Ringfläche der konischen Ventilsitzfläche des

Düsenkörpers an und weist in ihrer konisch ausgebildeten Stirnseite wenigstens eine zur Stirnseite hin offene Ausnehmung auf. Solange die Drosselhülse nicht von der Ventilnadel mitgenommen wird, ist die eingespritzte Kraftstoffmenge durch die in der konischen Stirnseite ausgebildeten Ausnehmungen, welche die Drosselfunktion ausüben, geführt. Sobald die Drosselhülse von der Ventilnadel in Öffnungsrichtung mitgenommen wird, hebt sie von der äußeren Ringfläche der konischen Ventilsitztzfläche ab und gibt so einen zusätzlichen Öffnungsquerschnitt frei.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass durch den Drosselring mit integrierter Drossel auf einfache Weise eine Kraftstoffeinspritzdüse mit Einspritzverlaufsformung erreicht werden kann. Bereits in Serie befindliche

Kraftstoffeinspritzdüsen ohne Einspritzverlaufsformung können durch Einlegen des Drosselrings leicht nachgerüstet werden. Dabei kann der Öffnungshub der Ventilnadel, ab dem der zusätzliche Öffnungsquerschnitt freigegeben werden soll, leicht durch eine Einstellscheibe eingestellt werden, auf der der Drosselring im Ringraum gehäuseseitig anliegt.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fign.1a-1c ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Kraftstoffeinspritzdüse bei unterschiedlichen Öffnungshüben der Ventilnadel; und

Fign. 2a-2c ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Kraftstoffeinspritzdüse bei unterschiedlichen Öffnungshüben der Ventilnadel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist der untere Bereich einer Kraftstoffeinspritzdüse 1 für selbstzündende Brennkraftmaschinen dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzdüse 1 weist einen Düsenkörper 2 auf, bei dem im Grund einer Sackbohrung 3 eine konische Ventilsitzfläche 4 gebildet ist, von der Einspritzöffnungen 5 in den Brennraum der Brennkraftmaschine abgehen. In der Sackbohrung 3 ist eine Ventilnadel 6 axial verschiebbar geführt, die am brennraumseitigen Ende eine mit der Ventilsitzfläche 4 zusammenwirkende, durch zwei Konusflächen gebildete Ventildichtfläche 7 zum Schließen und Öffnen der Einspritzöffnungen 5 aufweist.

In der Bohrung 3 ist um die Ventilnadel 6 herum ein Ringraum 8 gebildet, der durch einen Drosselring 9 in einen stromaufwärtigen Teilraum 8a, welcher an eine Kraftstoffhochdruckleitung 10 angeschlossen ist, und einen stromabwärtigen Teilraum 8b, welcher sich bis an die Ventilsitzfläche 4 erstreckt, geteilt ist. Der Drosselring 9 liegt an der Bohrungswand 11 dauerhaft dicht und axial unverschiebbar an und weist in Umfangsrichtung mehrere Drosselöffnungen 12 auf, welche die beiden Teilräume 8a, 8b miteinander dauerhaft verbinden. Die Ventilnadel 6 hat im Ringraum 8 eine den Drosselring 9 in Schließrichtung der Ventilnadel 6 hintergreifende Ringschulter 13, mit der eine Dichtkante 14 des Drosselrings 9 zusammenwirkt. Die Dichtkante 14 definiert gleichzeitig die Ringöffnung 15 des Drosselrings 9, deren Öffnungsdurchmesser größer als der Durchmesser des sich stromabwärts an die Ringschulter 13 anschließenden Schaftes 16 der Ventilnadel 6 ist. Der Drosselring 9 liegt auf einer Einstellscheibe 17 auf, die wiederum auf einem Ringabsatz 18 des Düsenkörpers 2 aufliegt. Der Drosselring 9 ist elastisch verformbar, bildet also ein elastisches Federelement, so dass seine Dichtkante 14 gegenüber seinem an der Bohrungswand 11 und an der Einstellscheibe 15 anliegenden äußeren Teil axial auslenkbar ist.

In Fig. 1a ist die Kraftstoffeinspritzdüse 1 in der geschlossenen Stellung gezeigt, in der die Ventilnadel 6 mit ihrer Ventildichtfläche 7 an der Ventilsitzfläche 4 anliegt. Die Dichtkante 14 liegt an der Ringschulter 13 der Ventilnadel 6 dicht an und ist von der Ringschulter 13 in Schließrichtung der Ventilnadel 6, d.h. nach unten, elastisch ausgelenkt. Der stromabwärtige Teilraum 8b ist über die Drosselöffnungen 12 mit dem stromaufwärtigen Teilraum 8a, d.h. mit der Kraftstoffhochdruckleitung 10, verbunden.

Beim Übergang der Ventilnadel 6 aus ihrer in Fig. 1a gezeigten, geschlossenen Ventilstellung in die in Fig. 1c gezeigte, vollständig geöffnete Ventilstellung (Öffnungshub h _maX ) liegt die Ventilnadel 6 bis zu dem in Fig. 1b gezeigten Öffnungshub hi (hi < h _max ) an der Dichtkante 14 an. Bis zu diesem Öffnungshub hi ist die Dichtkante 14 durch die Ringschulter 13 der Ventilnadel 6 nach unten elastisch ausgelenkt und liegt dichtend an der Ventilnadel 6 an. Daher wird bis zum Öffnungshub hi die über die nun freigegebenen Einspritzöffnungen 5 eingespritzte Kraftstoffmenge allein durch die Drosselbohrungen 12 geführt.

Ab einem Öffnungshub der Ventilnadel 6 größer als hi hebt die Ringschulter 13 von der Dichtkante 14 unter Freigabe der zwischen Ventilnadel 6 und Drosselring 9 vorhandenen Ringöffnung 15 ab, die einen zusätzlichen Öffnungsquerschnitt zwischen beiden Teilräumen 8a, 8b darstellt. Da die Ringöffnung 15 einen geringeren Drosselwiderstand als alle Drosselbohrungen zusammen 12 hat, wird ab dem Öffnungshub hi eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt, die hauptsächlich durch die Ringöffnung 15 geführt ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, bildet ab dem Öffnungshub hi die Dichtkante 14 den in Öffnungsrichtung der Ventilnadel 6 vordersten Teil des Drosselrings 9.

Bis zum Öffnungshub hi wirken nur die Drosselbohrungen 12, danach wird mit der Ringöffnung 15 ein größerer Durchflussquerschnitt geöffnet, so dass auf eine konstruktiv sehr einfache Weise eine Einspritzverlaufsformung an der Kraftstoffeinspritzdüse 1 erreicht wird. Durch schnelles Schließen der Ventilnadel 6 kann dies beim Schließvorgang fast vollständig unterdrückt werden.

In Fig. 2 sind diejenigen Elemente, die mit denen in Fig. 1 identisch sind, mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zu diesen Ausführungsbeispielen Bezug genommen wird. Der in Fig. 2 gezeigte Drosselring 20 liegt dauerhaft dicht an der Bohrungswand 11 an und ist im Ringraum 8 relativ zur Ventilnadel 6 gegen die Wirkung einer als Rohrfeder ausgebildeten Feder 21 in Schließrichtung der Ventilnadel 6, d.h. nach unten, axial verschiebbar geführt. Dazu ist der Drosselring 20 sowohl an der Bohrungswand 11 mittels eines Führungselements 22 als auch auf dem sich stromabwärts an die Ringschulter 13 anschließenden Ventilschaft 16 verschiebbar geführt. Der Ventilschaft 16 weist an seiner Führungsfläche mehrere zum Drosselring 20 hin offene Ausnehmungen 23 in Form von axialen Nuten auf, die unmittelbar an der Ringschulter 13 beginnen und deren axiale Länge größer als die Ringstärke des Drosselrings 20 ist. Die Feder 21 ist auf der Einstellscheibe 17, die selbst auf dem Ringabsatz 18 aufliegt, abgestützt.

In Fig. 2a ist die Kraftstoffeinspritzdüse in der geschlossenen Stellung gezeigt, in der die Ventilnadel 6 mit ihrer Ventildichtfläche 7 an der Ventilsitzfläche 4 anliegt. Der Drosselring 20 liegt mit seiner Dichtkante 14 an der Ringschulter 13 der Ventilnadel 6 dicht an und ist von der Ringschulter 13 in Schließrichtung der Ventilnadel 6, d.h. nach unten, gegen die Wirkung der Feder 21 mitgenommen. Der stromabwärtige Teilraum 8b ist über die Drosselöffnungen 12 mit dem stromaufwärtigen Teilraum 8a, d.h. mit der Kraftstoffhochdruckleitung 10, verbunden.

Beim Übergang der Ventilnadel 6 aus ihrer in Fig. 2a gezeigten, geschlossenen Ventilstellung in die in Fig. 2c gezeigte, vollständig geöffnete Ventilstellung (Öffnungshub h _maX ) liegt die Ventilnadel 6 bis zu dem in Fig. 2b gezeigten Öffnungshub hi (hi < h _max ) an der Dichtkante 14 an. Bis zu diesem Öffnungshub hi ist der Drosselring 20 durch die Ringschulter 13 der Ventilnadel 6 nach unten verschoben und liegt dichtend an der Ventilnadel 6 an. Daher wird bis zum Öffnungshub hi die über die nun freigegebenen Einspritzöffnungen 5 eingespritzte Kraftstoffmenge allein durch die Drosselbohrungen 12 geführt.

Ab einem Öffnungshub der Ventilnadel 6 größer als hi hebt die Ringschulter 13 von der Dichtkante 14 unter Freigabe der Ausnehmungen 23 ab, die einen zusätzlichen

Öffnungsquerschnitt zwischen beiden Teilräumen 8a, 8b darstellen. Da die die Ausnehmungen 23 einen geringeren Drosselwiderstand als alle Drosselbohrungen zusammen 12 habe, wird ab dem Öffnungshub hi eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt, die hauptsächlich durch die Ausnehmungen 23 geführt ist.