Es ist schon ein Brennstoffeinspritzventil aus der US 4 759 335 bekannt, das eine Ventilnadel, die an einer Abströmkante einen maximalen Durchmesser hat, und einen mit der Ventilnadel zusammenwirkenden Ventilsitz mit einem Dichtsitz aufweist, wobei sich der Ventilsitz von dem Dichtsitz ausgehend bis zu einer Abspritzkante erweitert und wobei die Abströmkante der Ventilnadel bei geschlossenem Brennstoffeinspritzventil gegenüber der Abspritzkante des Ventilsitzes bezüglich der Strömungsrichtung zurückversetzt ist. Das Brennstoffeinspritzventil spritzt den Kraftstoff unter einem vorbestimmten Strahlwinkel in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine ein. Nachteilig ist, daß bei zu geringem oder zu großem Rückversatz der Abströmkante eine unzulässig hohe Strahlwinkelstreuung auftreten kann.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise die Strahlwinkelstreuung verringert wird, indem die Abströmkante der Ventilnadel in einem vorbestimmten Bereich von 2 Mikrometern bis 20 Mikrometern gegenüber der Abspritzkante des Ventilsitzes in Richtung einer Ventillängsachse zurückversetzt ist. In diesem beim Stand der Technik nicht offenbarten Bereich des Rückversatzes der Abströmkante treten keine Ablagerungen an der Abströmkante der Ventilnadel auf.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzventils möglich.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Abströmkante der Ventilnadel in einem vorbestimmten Bereich von zwei Mikrometern bis zwölf Mikrometern gegenüber der Abspritzkante des Ventilsitzes zurückversetzt ist, da in diesem Bereich besonders geringe Strahlwinkelstreuungen auftreten. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Rückversatz der Abströmkante der Ventilnadel gegenüber der Abspritzkante des Ventilsitzes zehn Mikrometer.

Weiterhin vorteilhaft ist, daß die Ventilnadel mit einem Aktor zusammenwirkt, wobei der Aktor beispielsweise ein Piezoaktor ist.

Auch sehr vorteilhaft ist, wenn die Ventilnadel beim Öffnen des Brennstoffeinspritzventils einen Hub in Richtung des

Brennraums ausführt, da dies eine besonders einfache konstruktive Ausführungsform darstellt.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes Brennstoffeinspritzventil.

Das Brennstoffeinspritzventil dient dazu, Kraftstoff, beispielsweise Benzin, in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einzuspritzen und wird beispielsweise bei der sogenannten Direkteinspritzung verwendet.

Das Brennstoffeinspritzventil hat ein Ventilgehäuse 1 mit einem Eingangs-kanal 2. In dem Ventilgehäuse 1 ist ein schematisch dargestellter Aktor 3 zur axialen Verstellung einer Ventilnadel 4 angeordnet. Der Aktor 3 ist beispielsweise ein mit einer erregbaren Spule zusammenwirkender Magnetanker, ein Hydraulikelement, ein Piezoaktor oder ähnliches. Der Aktor 3 ist beispielsweise gegenüber dem Kraftstoff gekapselt ausgeführt.

Die Ventilnadel 4 ist in dem Ventilgehäuse 1 axial beweglich vorgesehen und weist beispielsweise einen dem Aktor 3 zugewandten Nadelschaft 7 und einen dem Aktor 3 abgewandten Ventilschließkörper 8 auf. Der Aktor 3 überträgt seine Bewegung direkt oder indirekt auf den Nadelschaft 7 der Ventilnadel 4, wodurch der mit einem Ventilsitz 9 zusammenwirkende Ventilschließkörper 8 das

Brennstoffeinspritzventil öffnet oder schließt. Das Brennstoffeinspritzventil weist beispielsweise einen sogenannten Kugel-Kegelsitz auf, wobei der Ventilsitz 9 beispielsweise kegelförmig ausgebildet ist und der Ventilschließkörper 8 einen mit dem Ventilsitz 9 zusammenwirkenden Kugel-oder Radienabschnitt 10 aufweist.

Bei geschlossenem Brennstoffeinspritzventil liegt der Ventilschließkörper 8 über seinen gesamten Umfang an dem Ventilsitz 9 mit Linien-oder Flächenberührung dicht an, was im folgenden als Dichtsitz 11 bezeichnet wird.

Der Ventilsitz 9 kann ein separates Teil des Brennstoffeinspritzventils innerhalb des Ventilgehäuses 1 oder einteilig mit dem Ventilgehäuse 1 verbunden sein.

Der Ventilschließkörper 8 weist beispielsweise einen größeren Durchmesser auf als der Nadelschaft 7. Vom Nadelschaft 7 ausgehend erweitert sich der den Kugelabschnitt 10 aufweisende Ventilschließkörper 8 bis zu einer Abströmkante 14 mit maximalem Durchmesser des Ventilschließkörpers 8. Stromab der Abströmkante 14 weist der Ventilschließkörper 8 beispielsweise einen Kegelabschnitt 15 auf, in dem sich der Ventilschließkörper 8 verjüngt.

Der Ventilsitz 9 erweitert sich stromab des Dichtsitzes 11 bis zu einer Abspritzkante 16.

Der Kraftstoff wird im Ventilgehäuse 1 ausgehend vom Eingangskanal 2 bis an den Ventilschließkörper 8 stromauf des Dichtsitzes 11 geleitet. Beim Öffnen des Brennstoffeinspritzventils hebt der Ventilschließkörper 8 von dem Dichtsitz 11 ab, wodurch eine Verbindung zu einem Brennraum 20 der Brennkraftmaschine geöffnet wird, so daß Kraftstoff über einen zwischen dem Ventilschließkörper 8 und

dem Ventilsitz 9 gebildeten ringförmigen Ausgangsspalt 19 in den Brennraum 20 ausströmt. Der ringförmige Ausgangsspalt 19 erweitert sich beispielsweise in Strömungsrichtung und wirkt dadurch als Diffusor. Je größer der Hub der Ventilnadel 4 in Öffnungsrichtung ist, desto größer ist der Ausgangsspalt 19 und desto mehr Kraftstoff wird in den Brennraum 20 eingespritzt.

Das Brennstoffeinspritzventil ist beispielsweise ein sogenanntes nach außen öffnendes Ventil, wobei die Ventilnadel 4 einen Hub in Richtung des Brennraums 20 ausführt.

Der Ausgangsspalt 19 erweitert sich vom Dichtsitz 11 ausgehend in Strömungsrichtung. Dabei strömt der Kraftstoff entlang dem Ventilschließkörper 8 bis zur Abströmkante 14 und entlang dem Ventilsitz 9 bis zur Abspritzkante 16.

Stromab der Abströmkante 14 und der Abspritzkante 16 bildet sich ein freier rotationssymmetrischer Kraftstoffstrahl, der beispielsweise in einen Bereich nahe einer nicht dargestellten Zündkerze geführt wird. Der sich ausbildende Strahlwinkel des Kraftstoffstrahls ergibt sich im wesentlichen aus einer an die Abströmkante 14 der Ventilnadel 4 angelegten Tangente.

Das Brennstoffeinspritzventil führt beispielsweise einen Hub in der Größenordnung von etwa 40 Mikrometern aus.

Sogenannte strahlgeführte Brennstoffverfahren, beispielsweise für die Benzindirekteinspritzung, erfordern während des Betriebs der Brennkraftmaschine einen vorbestimmten Strahlwinkel, damit der Kraftstoffstrahl mit geringer Streuung in einen vorbestimmten Bereich, beispielsweise in den Bereich der Zündkerze, gelangt. Dazu ist die Abströmkante 14 und die Abspritzkante 16 nahezu

gratfrei und der Ventilschließkörper 8 und der Ventilsitz 9 im Bereich des Dichtsitzes 11 mit einer hohen Oberflächengüte auszuführen. Die Grate an der Abströmkante 14 und der Abspritzkante 16 sind beispielsweise kleiner als fünf Mikrometer, vorzugsweise kleiner als ein Mikrometer, ausgebildet.

Während des Betriebs der Brennkraftmaschine werden die in unmittelbarem Kontakt mit dem Brennraum 20 stehenden Ventiloberflächen des Brennstoffeinspritzventils mit Kraftstoff benetzt, der bei den Verbrennungsvorgängen im Brennraum 20 aber nur unvollständig an den Ventiloberflächen verbrennt, so daß sich Ablagerungen an den in unmittelbarem Kontakt mit dem Brennraum 20 stehenden Ventiloberflächen bilden können. Die Bildung von Ablagerungen im Bereich des Brennraums 20 wird auch als Verkokung bezeichnet. Die Ablagerungen bestehen im wesentlichen aus unverbrannten Kohlenwasserstoffen und anderen Verbrenungsrückständen.

Die Bildung von Ablagerungen an der Abströmkante 14 der Ventilnadel 4 ist über die Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils betrachtet unbedingt zu vermeiden, da die Abströmkante 14 im wesentlichen den vorbestimmten Strahlwinkel bestimmt, so daß es bei Ablagerungen an der Abströmkante 14 zu einer Änderung des vorbestimmten Strahlwinkels käme und damit zu undefinierten Verbrennungszuständen, die beispielsweise durch sogenannte Verbrennungsaussetzer gekennzeichnet sind. Der vorbestimmte Strahlwinkel ist deshalb über die Lebensdauer des Brennstoffeinspritzventils gesehen annähernd konstant zu halten, so nur geringe Strahlwinkelstreuungen auftreten.

Zur Vermeidung der Bildung von Ablagerungen an der Abströmkante 14 ist die Abströmkante 14 der Ventilnadel 4 derart angeordnet, daß die Abströmkante 14 bei geschlossenem

Brennstoffeinspritzventil gegenüber der Abspritzkante 16 des Ventilsitzes 9 in Strömungsrichtung gesehen einen vorbestimmten Rückversatz 21 aufweist, d. h. die Abspritzkante 16 liegt innerhalb des Ventilsitzes 9.

Umgekehrt ausgedrückt ist die Abspritzkante 16 bei geschlossenem Brennstoffeinspritzventil gegenüber der Abströmkante 14 in Strömungsrichtung gesehen um den Wert des Rückversatzes 21 vorversetzt.

Erfindungsgemäß liegt der Rückversatz 21 in einem Bereich zwischen 2 Mikrometern und 20 Mikrometern in Richtung einer Ventillängsachse 22. Der Rückversatz 21 ist vorzugsweise in einem Bereich zwischen 2 Mikrometern und 12 Mikrometern vorzusehen, da in diesem Bereich besonders geringe Strahlwinkelstreuungen auftreten. Beispielsweise beträgt der Rückversatz 21 zehn Mikrometer. In dem erfindungsgemäßen Bereich zwischen 2 Mikrometern und 20 Mikrometern ist das Rückversetzen der Abströmkante 14 gegenüber der Abspritzkante 16 hinsichtlich einer geringen Strahlwinkelstreuung besonders wirksam.

Diejenige Kante 14,16, die gegenüber der anderen Kante 14,16 in Richtung des Brennraums 20 vorsteht, ist stärker der Verkokung ausgesetzt als die zurückversetzte Kante 14,16. Da der Strahlwinkel im erfindungsgemäßen Bereich des Rückversatzes 21 im wesentlichen durch die Abströmkante 14 der Ventilnadel 4 bestimmt wird, ist die Abspritzkante 16 vorversetzt anzuordnen. Dadurch bilden sich die Ablagerungen im wesentlichen an der Abspritzkante 16 anstatt an der Abströmkante 14. Die Ablagerungen an der Abspritzkante 16 wachsen mit der Zeit an, wobei das Wachsen der Ablagerungen im Bereich der Abspritzkante 16 in radialer Richtung zum Ventilschließkörper 8 hin begrenzt ist, da in den radialen Bereich des Ventilschließkörpers 8 hineinragende Ablagerungen durch die Hubbewegungen des

Ventilschließkörpers 8 beim Öffnen und Schließen des Brennstoffeinspritzventils abgeschert oder abgerissen werden. Dabei können auch Ablagerungen außerhalb des radialen Bereichs des Ventilschließkörpers 8 mit abgerissen werden.

Liegt der Rückversatz 21 außerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches und ist beispielsweise kleiner als 2 Mikrometer oder größer als 20 Mikrometer, kommt es mit der Zeit zu einer störenden Veränderung des vorbestimmten Strahlwinkels.

Ist der Rückversatz 21 beispielsweise größer als 20 Mikrometer, können die Ablagerungen an der Abspritzkante 16 derart anwachsen, daß sie den vorbestimmten Strahlwinkel zu kleineren Strahlwinkeln hin verändern. Ist der Rückversatz 21 beispielsweise kleiner als 2 Mikrometer, ist der Schutz der rückversetzten Abströmkante 14 durch die vorversetzte Abspritzkante 16 zu gering, so daß auch Ablagerungen an der Abströmkante 14 auftreten können.