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Title:
FUEL INJECTOR AND METHOD FOR PRODUCING A NOZZLE BODY FOR A FUEL INJECTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/078832
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fuel injector (10) for injecting fuel into a combustion chamber (B) of an internal combustion engine, having a nozzle body (20) which protrudes into the combustion chamber (B) when the fuel injector (10) is installed. The nozzle body (20) has an inner chamber (40) which can be provided with fuel and a wall (40) which separates the inner chamber (40) from the combustion chamber (B) and comprises at least one injection hole (60). A valve element (50) is arranged in the inner chamber (30) in a longitudinally adjustable manner in order to control the flow of fuel through the injection hole (60) according to the position of the valve element (50). The aim of the invention is to ensure that properties of the individual injection processes are as constant as possible even over longer operating times of the internal combustion engine. This is achieved in that an outer wall (40) surface (120) which faces the combustion chamber (B) and/or a wall (40) region (160b) between the nozzle body cone (180) and the nozzle body shaft (200) and/or an outer wall (40) surface (160a) which delimits the injection hole (60) is provided with a functional surface (160), in particular a hydrophobic surface, in the fuel injector (10) according to the invention. Thus, corrosion on the nozzle body (20) can be advantageously prevented.

Inventors:
GARN RÜDIGER (DE)
LENK ANDREAS (DE)
WEILAND PETER (DE)
LEUTERITZ UWE (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/077520
Publication Date:
April 23, 2020
Filing Date:
October 10, 2019
Export Citation:
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Assignee:
VITESCO TECH GMBH (DE)
International Classes:
F02M61/16; F02M61/18
Foreign References:
US20110147493A12011-06-23
DE102005020145A12006-11-09
EP2824313A12015-01-14
US20100224706A12010-09-09
Attorney, Agent or Firm:
WALDMANN, Alexander (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Kraftstoffinj ektor (10) zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum (B) einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen in einem eingebauten Zustand des Kraftstoffinj ektors (10) in den Brennraum (B) ragenden Düsenkörper (20), wobei der Düsenkörper (20) einen mit Kraftstoff versorgbaren Innenraum (30) und einen den Innenraum (30) vom Brennraum (B) trennende Wandung (40) mit wenigstens einem Spritzloch (60) aufweist, wobei im Innenraum (30) lageveränderbar ein Ventilelement (50) zum Steuern einer Kraftstoffdurchströmung des Spritzloches (60) in Abhängigkeit von einer Lage des Ventilelements (50) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Brennraum (B) zugewandte Au ßenoberfläche (120) der Wandung (40) und/oder ein Bereich (160b) der Wandung (40) zwischen Düsenköperkuppe (180) und Düsen körperschaft (200) und/oder eine das Spritzloch (60) begrenzende Außenoberfläche (160a) der Wandung (40) eine funktionale Oberfläche (160), insbesondere eine hydrophobe Oberfläche aufweist .

2. Kraftstoffinj ektor nach Anspruch 1 , wobei die Oberfläche (160) eine zusätzliche Beschichtung aufweist.

3. Kraftstoffinj ektor nach Anspruch 2 , wobei die Beschichtung aus Aluminiumoxid (AI2O3) gebildet ist.

4. Kraftstoffinj ektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche (160) eine Mikro- oder Nanostruktur aufweist .

5. Kraftstoffinj ektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche (160) einen Lotoseffekt aufweist.

6. Kraftstoffinj ektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche (160) korrosionshemmend ist.

7. Kraftstoffinj ektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung eine Dicke im Bereich von lnm bis 2ym besitzt .

8. Kraftstoffinj ektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche (160) an der Außenoberfläche (120) der Wandung zumindest im Bereich einer Mündung (160a) des

Spritzloches (60) ausgebildet ist.

9. Kraftstoffinj ektor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche (160) an der das Spritzloch (60) be grenzenden Außenoberfläche (120) der Wandung sich über die gesamte Länge des Spritzloches (60) erstreckt.

10. Kraftstoffinj ektor nach eine der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Oberfläche (160) an der das Spritzloch (60) begrenzenden Au ßenoberfläche (120) der Wandung (40) sich nur über einen Teil der Gesamtlänge des Spritzloches (60) erstreckt, insbesondere ausgehend von einem äußeren Ende des Spritzloches (60) über zumindest 10% der Länge des Spritzloches (60), insbesondere ausgehend von einem äußeren Ende des Spritzloches (60) über maximal 80% Länge des Spritzloches (60) .

11. Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers für einen Kraftstoffinj ektor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend die Schritte:

- Bereitstellen eines Rohlings,

- spanendes Bearbeiten des Rohlings zur Schaffung des Innenraums (30) und der Wandung (40) des Düsenkörpers (20),

- Ausbilden des wenigstens einen Spritzloches (60) in der Wandung (40), und - Bearbeiten der Außenoberfläche (120) der Wandung (40) und/oder eines Bereichs (160b) der Wandung (40) zwischen Düsenköperkuppe (180) und Düsenkörperschaft (200) und/oder der das Spritzloch begrenzenden Außenoberfläche (160a) der Wandung (40) mittels Ultrakurzpulslasern .

12. Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers für einen Kraftstoffinj ektor nach Anspruch 11, wobei der Ultrakurz pulslaser mit einer Pulsdauer von weniger als 10 ps arbeitet.

13. Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Laserbearbeitung mit einer Bestrahlung mit einer Fluenz f nahe der Abtragsschwelle des Materials des Düsenkörpers (20) und einer auf das Material angepassten Wellenlänge erfolgt.

14. Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers (20) für einen Kraftstoffinj ektor (10) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Laserbearbeitung mit einer Bestrahlung mittels fo kussierten Laserstrahl erfolgt und das abgetragene Material zumindest größtenteils wieder auf der Oberfläche (160) abge lagert wird und entsprechend der Scanbahn ausgerichtete

Strukturen gebildet werden.

15. Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers (20) für einen Kraftstoffinj ektor (10) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Außenoberfläche (120) der Wandung (40) und/oder ein Bereich (160b) der Wandung (40) zwischen Düsenköperkuppe (180) und Düsenkörperschaft (200) und/oder die das Spritzloch (60) be grenzenden Oberfläche (160a) der Wandung (40) beschichtet wird.

16. Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers für einen Kraftstoffinj ektor nach Anspruch 15, wobei die Beschichtung mittels Atomlagenabscheidung erfolgt und eine Dicke im Bereich von lnm bis 2ym aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Beschichtung mittels Aluminiumoxid A1203 erfolgt.

Description:
Beschreibung

Kraftstoffinj ektor sowie Verfahren zum Herstellen eines Dü senkörpers für einen Kraftstoffinj ektor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftstoffinj ektor zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brenn kraftmaschine, aufweisend einen in den Brennraum ragenden Düsenkörper. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers für einen derartigen Kraft stoffinj ektor .

Kraftstoffinj ektoren mit einem in einem eingebautem Zustand des Kraftstoffinj ektors in den Brennraum einer Brennkraftmaschine ragenden Düsenkörpers sind aus dem Stand der Technik in vielfältigen Ausführungen bekannt.

Typischerweise ist der Düsenkörper eines derartigen Kraft stoffinj ektors aus einem metallischen Material gebildet und weist einen mit Kraftstoff (zum Beispiel Benzin oder Diesel, unter hohem Druck stehend) versorgbaren Innenraum und einen im eingebauten Zustand dem Innenraum vom Brennraum trennende Wandung auf, in der mehrere Spritzlöcher ausgebildet sind, um den Kraftstoff aus dem Innenraum über die Spritzlöcher in den Brennraum einspritzen zu können. Mittels eines im Innenraum lageveränderbar angeordneten Ventilelements, zum Beispiel einer an einer Innenseite der Wandung geführten Ventilnadel, kann eine Kraftstoffdurchströmung der Spritzlöcher in Abhängigkeit von der aktuellen Lage des Ventilelements gesteuert werden.

Insbesondere vor dem Hintergrund eines wünschenswert möglichst hohen Wirkungsgrades der betreffenden Brennkraftmaschine bei gleichzeitig möglichst niedriger Emission von Schadstoffen und Abgas bedarf es einer präzisen Festlegung der Geometrie bzw. des Öffnungsquerschnitts der Wandung des Düsenkörpers ausgebildeten Spritzlöcher .

Wenngleich im Rahmen der Herstellung des Kraftstoffinj ektors bzw. der Herstellung des Düsenkörpers die Spritzlöcher relativ unproblematisch mit entsprechend geringen Fertigungstoleranzen ausgebildet werden können, so hat sich in der Praxis heraus gestellt, dass sich nach einiger Zeit eines Brennkraftma schinenbetriebs die Geometrie der Spritzlöcher aufgrund von Korrosionsvorgängen an den die Spritzlöcher begrenzenden Oberflächen verändern kann.

In Folge der dadurch bewirkten Veränderung der Durchströ mungscharakteristik der Spritzlöcher kommt es nachteiliger Weise zu einer unkontrollierten Veränderung insbesondere zum Beispiel der für die einzelnen Einspritzvorgänge vorgesehenen Ein- spritzmengen .

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einem Einspritzen von Kraftstoff in einem Brennraum einer Brenn kraftmaschine auch über längere Betriebszeiten der Brenn kraftmaschine möglichst konstante Eigenschaften der einzelnen Einspritzvorgänge (zum Beispiel Einspritzmengen und/oder Sprayeigenschaften) zu gewährleisten.

Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Kraftstoffinj ektor der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine dem Brennraum zugewandte Außenoberfläche der Wandung und/oder eine das Spritzloch begrenzende Außenberfläche der Wandung oder die gesamte Außenoberfläche des Düsenkörpers eine funktionale Oberfläche, insbesondere eine hydrophobe Oberfläche aufweist. Eine mögliche Erklärung für die Korrosion an den Spritzlöchern von bekannten Kraftstoffinj ektoren besteht darin, dass z. B. vor allem bei einem Start und im Warmlauf der Brennkraftmaschine Wasser, das in der dem Brennraum zugeführten Verbrennungsluft gelöst ist, an den noch kalten Brennraumwänden (einschließlich Außenoberfläche des Düsenkörpers) kondensiert und somit Kor rosion an den betreffenden Stellen fördert. Bei Brennkraft maschinen mit Abgasrückführung ist derartiges Kondenswasser sauer, was die Korrosion zusätzlich katalysiert.

Auch kann vermutet werden, dass sich durch thermophoretische Effekte z. B. in einem kalten Spalt zwischen einem Abschnitt des Düsenkörpers und einer benachbarten Begrenzungswand des

Brennraums (z. B. in einem Zylinderkopf) Kondenswasser absetzt und nach und nach über Wachstum in diesem Spalt größere Tröpfchen bildet, die dann irgendwann z. B. gravimetrisch getrieben nach unten wandern und in Folge ihrer Oberflächenspannung an der Außenoberfläche des Düsenkörpers und insbesondere auch z. B. im Bereich von Mündungen der Spritzlöcher anhaften können.

Wenn derartige Wassertröpfchen für längere Zeit an Spritz lochmündungen oder in Spritzlöchern verweilen, kann dies zu Korrosion und damit zu Veränderung der Spritzlochform führen.

Mit der erfindungsgemäß vorgesehen Ausbildung der Oberfläche können jedoch, je nach konkreter Ausgestaltung der Oberfläche (betreffend Material und Anordnungsstelle (n) am Düsenkörper) vorteilhaft z. B. die Entstehung größerer Tröpfchen von Kon denswasser vermieden und/oder ein längeres Verweilen solcher Tröpfchen im Bereich des (wenigstens einen) Spritzloches des Düsenkörpers vermieden und/oder die Korrosion im Bereich des Spritzloches gehemmt werden. In einer Ausführungsform weist die Oberfläche eine zusätzliche Beschichtung auf. Diese zusätzliche Beschichtung kann bei spielsweise Aluminiumoxid (AI2O3) sein. Hierdurch können die Eigenschaften (insbesondere die hydrophoben Eigenschaften) der Oberflächenstruktur konserviert werden. In einer weiteren Ausführungsform weist die Oberfläche eine Mikro- oder Nano- struktur auf. Derartige Oberflächen sind vorteilhaft, da sie superabweisend sind und selbstreinigende Eigenschaften auf weisen .

In einer Ausführungsform weist die Oberfläche einen Lotoseffekt auf. In diesem Fall ist für die Oberfläche ein Material bzw. eine mikroskopische Oberflächenstruktur derart vorzusehen, dass die Oberfläche nicht durch Wasser benetzt werden kann.

In einer Ausführungsform ist die Beschichtung korrosionshemmend. In diesem Fall ist eine Materialoberfläche zu wählen, welches selbst keiner Korrosion unterliegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Beschichtung eine Dicke im Bereich von 1 nm bis 2 ym, insbesondere im Bereich von 2 nm bis 1 ym. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Oberfläche an der Außenoberfläche der Wandung des Düsenkörpers zumindest im Bereich einer Mündung des (wenigstens einen) Spritzloches ausgebildet.

In einer Ausführungsform ist die Oberfläche an der das (we nigstens eine) Spritzloch begrenzenden Außenberfläche der Wandung des Düsenkörpers ausgebildet. Die entsprechende

Oberfläche kann sich hierbei z. B. über die gesamte Länge des Spritzloches erstrecken, oder aber nur über einen Teil dieser Länge (und in diesem letzteren Fall z. B. über eine Länge im Bereich von 20 % bis 80 % der gesamten Länge) . Die Spritzlöcher in der Wandung des Düsenkörpers von Kraft stoffinj ektoren der hier interessierenden Art besitzen in der Regel entweder eine zylindrische Form, d. h. über die jeweilige Spritzlochlänge betrachtet einen einheitlichen kreisförmigen Öffnungsquerschnitt oder eine konische Form, bei der sich der Öffnungsquerschnitt zur Außenseite (Brennraum) hin verändert. Ein Durchmesser jedes Spritzloches liegt in einer typischen Größenordnung von etwa 100 ym. Diese Formgestaltung und Di mensionierung ist auch für die Spritzlöcher des erfindungs gemäßen Kraftstoffinj ektors zweckmäßig, wobei deren Durchmesser (bzw. mittlerer Durchmesser im Fall eines konischen Spritz loches), ggf. unter Mitberücksichtigung der Existenz einer Beschichtung (nur oder auch) an der das Spritzloch begrenzenden Oberfläche, z. B. mindestens 30 ym oder z. B. maximal 200 ym betragen kann.

Falls bei einem derartigen Kraftstoffinj ektor die zusätzliche Beschichtung nur oder auch an der das Spritzloch begrenzenden Oberfläche der Wandung vorgesehen ist, so kann die Dicke der zusätzlichen Schicht in diesem Bereich ggf. bei der konstruktiven Auslegung bzw. Herstellung des Düsenkörpers entsprechend be rücksichtigt werden (z. B. zweckmäßig, falls die Dicke der Beschichtung 100 nm übersteigt) . Falls bei der Erfindung die Beschichtung über deren Fläche betrachtet eine uneinheitliche Dicke besitzt oder z. B. eine Beschichtung aus mehreren ne beneinanderliegenden Schichten (an verschiedenen Stellen der Wandung des Düsenkörpers) mit verschiedenen Dicken vorgesehen sind, so ist bevorzugt, dass eine maximale Dicke der Beschichtung im Bereich von 5 nm bis 1 ym liegt.

In einer Ausführungsform der Beschichtung ist lediglich diese in einem einzigen zusammenhängenden Bereich der Oberfläche der Wandung des Düsenkörpers ausgebildet. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Beschichtung wenigstens eine nicht zusammenhängende Schicht an verschiedenen Stellen der Oberfläche der Wandung des Düsenkörpers, bei spielsweise einer der Anzahl an Spritzlöchern entsprechende Anzahl derartiger Schichten, die an der Außenoberfläche der Wandung jeweils im Bereich der Mündung des jeweiligen der Spritzlöcher und/oder an der das jeweilige der Spritzlöcher begrenzende Oberfläche ausgebildet sind.

Falls die Beschichtung nur oder auch an der das Spritzloch begrenzenden Oberfläche der Wandung ausgebildet ist, so kann sich die entsprechende Schicht, wie hierbei bereits erwähnt, z. B. über die gesamte Länge des betreffenden Spritzlochs erstrecken, oder aber nur über einen Teil dieser Länge.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird eine Verwendung eines Kraftstoffinj ektors der hier beschriebenen Art in einem Kraftstoffeinspritzsystem einer zum Antrieb eines Fahrzeuges (insbesondere Straßenkraftfahrzeug wie z. B. Pkw oder Lkw) eingesetzten Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Bei dieser Verwendung kann die Brennkraftmaschine z. B. ein mit Benzin betriebener Ottomotor oder ein mit Diesel betriebener Motor sein.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Düsenkörpers mit einem Kraftstoffinj ektor der hier beschriebenen Art vorgeschlagen, aufweisend die Schritte:

- Bereitstellen eines z. B. massiven Rohlings, z. B. aus Stahl,

- spanendes Bearbeiten des Rohlings zur Schaffung des Innenraums und der Wandung des Düsenkörpers,

- Ausbilden des wenigstens eines Spritzloches in der Wandung, z. B. durch Funkenerodieren oder Laserbohren und

- Bearbeiten der Außenoberfläche der Wandung und/oder der das Spritzloch begrenzenden Außenoberfläche der Wandung und/oder der Außenoberfläche des Düsenkörpers durch Bestrahlung mittels Ultrakurzpulslasern .

Die für den erfindungsgemäßen Kraftstoffinj ektor beschriebenen Ausführungsformen und besonderen Ausgestaltungen können ein zeln, oder in beliebiger Kombination in analoger Weise auch als Ausführungsform bzw. besondere Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Herstellungsverfahrens vorgesehen sein.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungs verfahrens ist vorgesehen, dass der Ultrakurzpulslaser mit einer Pulsdauer von weniger als 10 ps arbeitet. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Laserbearbeitung mit einer Be strahlung mit einer Fluenz f nahe der Abtragsstelle des Materials des Düsenkörpers und einer auf das Material angepassten Wel lenlänge .

Bei einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Laserbearbeitung mit einer Bestrahlung mittels fokussierten Laserstrahl, wobei das abgetragene Material zumindest größtenteils auf der

Oberfläche abgelagert wird und entsprechend der Bearbei- tungssppur ausgerichteten Strukturen (z. B. Gitterstrukturen) gebildet werden. Mittels der Laserbearbeitung können sehr präzise Bereiche bearbeitet werden z. B. auch kleinere, ab gegrenzte Bereiche (z. B. Ringe um die Einspritzbohrung) . Des Weiteren werden geringe Einwirktiefen erzielt und damit wird gewährleistet, dass die Eigenschaften des Grundmaterials nicht verändert werden. Die hohe Abtragrate der Ultrakurzpulsla serbearbeitung ermöglicht eine Strukturierung großflächiger Bereiche bzw. sehr kurze Prozesszeiten.

In einer Ausführungsform wird die laserstrukturierte Außen oberfläche der Wandung und/oder der das Spritzloch umgrenzenden Oberfläche der Wandung beschichtet. Insbesondere kann hierbei die Beschichtung mittels Atomlagenabscheidung erfolgen und eine Dicke von im Bereich von 1 nm bis 2 ym aufweisen. Vorteil hafterweise erfolgt die Beschichtung hier mittels Aluminiumoxid AL O . Hierdurch lassen sich die Eigenschaften (insbesondere die hydrophoben Eigenschaften) der Oberflächenstruktur konser vieren .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Düse am

brennraumseitigen Ende eines Düsenkörpers eines Kraftstoffinj ektors gemäß eines Ausführungsbei spiels nach herkömmlicher Bauart, und

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines Details an der

Düse des Kraftstoffinj ektors gemäß eines Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Kraftstoffinj ektors 10 zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum B einer Brenn kraftmaschine. In der Fig.l ist von dem Kraftstoffinj ektor 10 lediglich ein brennraumseitiges Ende eines im dargestellten eingebauten Zustand des Kraftstoffinj ektors 10 in den Brennraum B ragenden Düsenkörpers 20 gezeigt.

Der Düsenkörper 20 weist einen mit Kraftstoff (zum Beispiel Benzin oder Diesel) versogbaren Innenraum 30 und eine den Innenraum 30 vom Brennraum B trennende Wandung 40 auf, wobei im Innenraum 30 lageveränderbar eine Ventilnadel 50 angeordnet ist.

In der Wandung 40 sind mehrere Spritzlöcher 60 ausgebildet, von denen in der Schnittansicht von Fig. 1 zwei zu erkennen sind. Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird der Kraftstoff (unter hohem Druck stehend) ausgehend von dem Innenraum 30 des Dü senkörpers 20 zu den hierfür von einer Motorsteuerung vorge sehenen Zeitpunkten durch die Spritzlöcher 60 hindurch in den Brennraum B eingespritzt, wobei durch die Lageveränderbarkeit der Ventilnadel 50 die Kraftstoffdurchströmung der Spritzlöcher 60 in Abhängigkeit von einer Lage der Ventilnadel 50 gesteuert werden kann. Die Lage der Ventilnadel 50 kann zum Beispiel in an sich bekannter Weise mittels eines piezoelektrischen Aktors gesteuert werden, der in einem Brennraum (in der Figur nicht dargestellten) Abschnitt des Kraftstoffinj ektors 10 unterge bracht ist.

In Figur 1 ist ferner ein den Düsenkörper 20 des Kraftstoff injektors 10 umgebender Teil eines Zylinderkopfes 80 der be treffenden Brennkraftmaschine (z. B. Ottomotor oder Dieselmotor) eingezeichnet .

Bei einem Start der Brennkraftmaschine, im nachfolgenden Warmlauf und auch eine gewisse Zeit nach dem Ende eines Betriebs der Brennkraftmaschine kann sich Kondenswasser an den Brenn raumwänden niederschlagen, beispielsweise an einer Außen oberfläche 100 des Zylinderkopfs 80 und einer Außenberfläche 120 des Düsenkörpers 20. Falls sich hierbei auch größere Was sertröpfchen in einem Spalt 140 zwischen dem Düsenkörper 20 und der benachbarten Außenoberfläche 100 des Zylinderkopfs 80 bilden, so können diese Wassertröpfchen gravimetrisch getrieben nach unten wandern, insbesondere in denjenigen Bereich der Außenoberfläche 120, in dem die Spritzlöcher 60 münden, und dort zu nachteiligen Korrosionseffekten führen.

Die Erfindung zielt darauf ab, derartige Korrosion und eine damit einhergehende Veränderung der Spritzlochform im Lauf der Zeit zu vermeiden . Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungs gemäßen Kraftstoffinj ektors 10. In Figur 2 und der nachfolgenden Beschreibung sind gleichwirkende Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie bei dem vorangehenden Ausfüh rungsbeispiel gemäß der Figur 1.

Der in Figur 2 dargestellte Kraftstoffinj ektor 10 zum Einsprit zen von Kraftstoff in einen Brennraum B einer Brennkraftmaschine weist ebenfalls einen in einem eingebauten Zustand des

Kraftstoffinj ektors 10 in den Brennraum B ragenden Düsenkörper 20 auf, wobei sich zwischen dem Düsenkörper 20 und einer Au ßenoberfläche 100 eines Zylinderkopfs 80 ein ringförmiger Spalt 140 befindet.

In Figur 2 ist von dem Düsenkörper 20 lediglich ein mit

Spritzlöchern 60 versehener Endabschnitt (freies Ende des Düsenkörpers 20) gezeigt. Der Düsenkörper 20 weist einen mit Kraftstoff versorgbaren Innenraum 30 und eine den Innenraum 30 vom Brennraum B trennende Wandung 40 mit mehreren Spritzlöchern 60 auf.

Die Modifikation des erfindungsgemäßen Kraftstoffinj ektors 10 von Figur 2 gegenüber dem mit Bezug auf Figur 1 beschriebenen herkömmlichen Kraftstoffinj ektor 10 besteht darin, dass eine dem Brennraum B zugewandte Außenoberfläche 120 der Wandung 40 sowie die die Spritzlöcher 60 begrenzenden Außenoberflächen 160a der Wandung 40 mit einer funktionalen Oberfläche 160 versehen sind.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Oberfläche 160 außerdem einen Lotoseffekt, so dass die Oberfläche 160 nicht von Wasser benetzt wird und Wasser somit insbesondere nicht im Bereich von Mündungen der Spritzlöcher 60 verweilen kann. Die Oberfläche 160 kann hierzu geeignet ausgestaltet werden. Sie sollte auch resistent sein gegen hohe Temperaturen (wie im Betrieb der betreffenden Brennkraftmaschine zu erwarten) , eine sauere Brennraumatmosphäre, sowie den betreffenden Kraftstoff (hier z. B. Dieselkraftstoff) . Des Weiteren sollte sie ver schleißfest gegen Korrosion sein.

Da im dargestellten Beispiel nicht nur ein dieser Mündungen der Spritzlöcher 60 beinhaltender Bereich 160a der den Brennraum B zugewandten Außenoberfläche 120 der Wandung 40 mit der Oberfläche 160 versehen ist, was eine Wasseransammlung in diesem Bereich vermeidet, sondern auch die die Spritzlöcher 60 begrenzenden Oberflächen, sind auch diese Oberflächen als solche gegen eine Korrosion geschützt.

Vorteilhaft bleibt die Form der Spritzlöcher 60 auch über längere Betriebszeiten der betreffenden Brennkraftmaschine stabil.

Im dargestellten Beispiel ist die Oberfläche 160, ferti gungstechnisch besonders vorteilhaft, als eine einzige zu sammenhängende Oberfläche mit einer einheitlichen Dicke aus gebildet .

Abweichend davon können aber auch lediglich einzelne Außen oberflächenbereich (160a, 160b) des Düsenkörpers 20 partiell mit der erfindungsgemäßen Oberfläche 160 strukturiert sein. Bei spielsweise können die Oberflächen im Bereich der Spritzlöcher 160a oder lediglich im Bereich 160b zwischen Düsenkörperspitze 180 und Düsenkörperschaft 200 ausgebildet werden.

Die Oberflächen 160 , 160a, 0160b können also auch aus mehreren nichtzusammenhängenden Oberflächen bestehen, die jeweils zu mindest einen unmittelbar um die Mündung eines der Spritzlöcher 60 liegenden Bereich 160a der Außenoberfläche 120 und jeweils zumindest einen Teilbereich, der das betreffende Spritzloch 60 begrenzenden Oberfläche der Wandung 40 überdecken.

Der Düsenkörper 20 des Kraftstoffinj ektors 10 wurde durch ein Verfahren aufweisend die folgenden Schritte hergestellt:

- Bereitstellen eines massiven Rohlings aus Stahl,

- spanendes Bearbeiten des Rohlings durch Bohren und Fräsen zum Schaffen des Innenraums 30 an der Wandung 40,

- Ausbilden der mehreren Spritzlöcher 60 in der Wandung 40, z. B. durch Funkenerodieren (elektrisches Erodieren) und bevorzugt nachfolgendem Schleifen mittels Durchströmenlassen eines Schleifmediums, und

- Bearbeiten der Außenoberfläche 120 der Wandung 40 und/oder der das Spritzloch 60 begrenzenden Außenoberfläche 160a der Wandung 40 mittels Ultrakurzpulslasern.

Hierzu wird eine Laserquelle mit Ultrakurzpulsen und einer Pulsdauer von typischerweise < 10 ps verwendet. Bezüglich der Prozessführung sind hier zwei Varianten vorgesehen, zum einen die Erzeugung „selbstorganisierter Strukturen" die hydrophile Eigenschaften besitzen durch Bestrahlung mit einer Fluenz f nahe der Abtragsschwelle des verwendeten Materials und eine auf das Material angepassten Wellenlänge oder die Erzeugung organi sierter/geordneter Strukturen auf der Oberfläche durch Be strahlung mittels fokussiertem Strahl, wobei sich das abge tragene Material größtenteils wieder auf der Oberfläche ablagert und dabei entsprechend der Scanbahn ausgerichtete Strukturen (z. B. Gitterstrukturen) bildet

Vorteile der Laserbearbeitung sind hier die sehr präzise Ausführbarkeit, die die Bearbeitung kleiner, abgegrenzter Bereiche (z. B. Ringe um die Einspritzbohrung 60) ermöglicht, sowie eine geringe Einwirktiefe. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Eigenschaften des Grundmaterials nicht verändert werden. Die hohe Abtragrate ermöglicht des Weiteren die

Strukturierung großflächiger Bereiche bzw. sehr kurze Pro zesszeiten. Die Oberfläche 160, 160a, 160b kann überdies zu sätzlich beschichtet werden, nämlich mittels Atomlagenab scheidung (atomic layer deposition) , was eine Konservierung der Eigenschaften (insbesondere der hydrophoben Eigenschaften) der Oberflächenstruktur gewährleistet. Die Methode der atomic layer deposition ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da die Schicht der Oberflächenstruktur folgt und sehr dünn ist. Die Schicht kann beispielsweise aus Aluminiumoxid (AL2O3) bestehen.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung ein Spritzlochkorro sionsresistentes Düsendesign durch eine spezielle Oberfläche 160 160a, 160b an der Außenoberfläche 120 des Düsenkörpers 20 und/oder in dem wenigstens ein Spritzloch 60 selbst geschaffen.

Mit dem beschriebenen Herstellungsverfahren kann z. B. eine gezielte Beschichtung einer Düsenkuppe des Düsenkörpers und der in diesem Bereich befindlichen Spritzlocheinläufe erfolgen, um die Spritzlochkorrosion zu vermeiden. Bevorzugt wird die Dü senkuppe mit bearbeitet, dass die Außenoberfläche der Wandung und/oder der das Spritzloch begrenzenden Außenoberfläche der Wandung mittels Ultrakurzpulslasern bearbeitet werden. Dieses Verfahren kann sich auch auf die Spritzlocheinläufe sämtlicher Spritzlöcher und zumindest ein Teil der jeweiligen Spritz lochlänge in das jeweilige Spritzloch hinein erstrecken. Die Pulsdauer der Ultrakurzpulslaser ist dabei < 10 ps . Die La serbearbeitung erfolgt mit einer Bestrahlung mit einer Fluenz f nahe der Abtragsschwelle des Materials des Düsenkörpers und einer auf das Material angepassten Wellenlänge. Diese Bearbeitung kann auch mit einer Bestrahlung mittels fokussierten Laserstrahl erfolgen und das abgetragene Material zumindest größtenteils wieder auf der Oberfläche abgelagert werden und entsprechend der Scanbahn ausgerichtete Strukturen gebildet werden. Alternativ können sich die Verfahrensschritte in jedem Spritzloch auch über die gesamte Spritzlochlänge und ggf. noch weiter in den Innenraum des Düsenkörpers erstrecken, d. h. die Oberflächengüte kann auch auf einer Innenseite der Wandung vorgesehen sein, wobei hierbei ein Düsensitzbereich (zum Kontakt mit dem Ventilelement) von dieser Schicht bzw. Oberflächengüte nicht betroffen werden sollte . Überdies kann auf der so gebildeten Oberfläche 160, 160a, 160b noch eine Beschichtung vorgesehen werden, wobei die Beschichtung mittels Atomlagenabscheidung erfolgt und eine Dicke im Bereich von 1 nm bis 2 ym aufweist. Bei einer solchen Beschichtung kann es sich beispielsweise um Aluminiumoxid (AL2O3) handeln. Andere Beschichtungen, die gleichwirkende Ergebnisse erzielen sind aber auch nicht ausgeschlossen.