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Patent Searching and Data


Title:
INJECTION VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/000244
Kind Code:
A1
Abstract:
The purpose of the invention is to design an injection valve so that the quantity of fuel injected evaporates completely and as quickly as possible. The nozzle orifice (53) is accordingly located at the end of a cylindrical line (52) and is formed by a central orifice (530) and peripheral orifices (530) grouped around the former. This results, upon injection, in a fuel jet with a multifaceted and consequently very large surface, which promotes evaporation of the injected fuel.

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JP2000337224ENGINE CONTROL DEVICE
Inventors:
BERTINI PAOLO (IT)
Application Number:
PCT/DE1988/000396
Publication Date:
January 12, 1989
Filing Date:
June 30, 1988
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
F02M51/06; F02M51/08; F02M61/18; (IPC1-7): F02M61/18; F02M51/08
Foreign References:
DE3411337A11985-10-10
DE3415905A11985-11-07
GB2016592A1979-09-26
US4099494A1978-07-11
DE344270C1921-11-21
GB2057193A1981-03-25
DE3411337A11985-10-10
DE3415905A11985-11-07
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Claims:
Patentansprüche
1. Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in den An¬ saugtrakt einer Brennkraftmaschine, mit einem Ventilkδrper (5, 5', 5") der auf der Innenseite des Einspritzventils einen ringförmigen Ventilsitz (51) kon¬ zentrisch zu einer Hauptachse (H) hat, mit einem flachen Schließteil (4), das längs der Hauptachse (H) verschiebbar angeordnet ist, durch eine Feder (6) gegen den Ventilsitz (51) gedrückt wird und durch einen Elektromagneten von dem Ventilsitz (51) abhebbar ist, mit einer zylindrischen Leitung (52, 52', 52") die den Ven¬ tilkδrper (5, 5', 5") innerhalb des Ventilsitzes (51) von Innen nach Außen durchsetzt und außen in eine Düsenöffnung (53, 53') mündet, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Düsenöffnung (53, 53', 53") von einer Zentralöffnung (530, 530') und von Peripherieöffnungen (531, 531') gebildet wird, die die Zentralöffnung umgeben, nach Außen erweitern und voneinander durch Führungslappen (5401, 5401') getrennt sind, und daß die Peripherieöffnungen (531, 531') unα die Führungs lappen (5401, 5401') in einer Ringzone (540, 540') liegen, die zwischen der Zentralöffnung (530, 530') und dem Ende der Leitung (52, 52') angeordnet ist und mit der Hauptachse (H) einen spitzen Neigungswinkel ©C kleiner 90° einschließt.
2. Einspritzventil nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Führungslappen (5401, 5401') wenigstens 30 % der Fläche der Ringzone (540, 540') einnehmen.
3. Einspritzventil nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Düsenδffnung (53, 53', 53") koaxial zur Hauptachse (H) liegt. ERSAT2BLÄTT .
4. Einspritzventil nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jede Peripherieöffnung (531, 531') symmetrisch zu einer Ne¬ benachse (N) ist, und daß die Nebenachsen (N) aller Peripherie Öffnungen von der Hauptachse (H) ausgehen und gleichen Winkel¬ abstand (ß) voneinander haben.
5. Einspritzventil nach Anspruch 4, gekennzeichnet, durch drei Peripherieöffnung (531, 531') und einen Winkelabstand (|3) von 120°.
6. Einspritzventil nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Ende jeder Peripherieöffnung (531, 531') von einem halbkreisförmigen Endstück (5310, 5310') begrenzt ist.
7. Einspritzventil nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem Endstück (5310, 5310') jeder Peripherieöffnun (531, 531') und der Zentralöffnung (530, 530') zwei einander gegenüberliegende Seitenränder (5311, 5311') verlaufen.
8. Einspritzventil nach Ansprucn 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Seitenränder (5311) gerade verlaufen und daß sich die zwei Seitenränder (5311) benachbarte Peripherieöffnungen (531) in einem Punkt auf der kreisförmigen Zentralöffnung (530) schneiden.
9. Einspritzventil nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Seitenränder (5311 ') Kreisbogen sind, und daß sich die Seitenränder (5311') benachbarte Peripherieδffnungen (531l) im Abstand voneinander die kreisförmige Zentralδffnung (530') er¬ reichen.
10. Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ringzone (540') mit der Düsenδffnung (53', 53") Teil eines separaten Düsenkörpers (541, 54") ist, der an dem Ven¬ tilkörper (51, 5") befestigt ist.
11. Einspritzventil nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Düsenkörper (54', 54") ein Druckgußteil ist. ERSÄfZBLATT.
Description:
Einspritzventil

Die Erfindung betrifft ein Einspritzventil gemäß Oberbegriff von Anspruch 1. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, dieses so aus¬ zugestalten, daß die abgespritzte Kraftstoffmenge besser und schneller verdampft.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 gekennzeichnet. Sie beruht auf einer besonderen Gestaltung der Dusenöffnung, durch die es gelingt, dem abgespritzten Kraft¬ stoffstrahl eine reich gegliederte und damit sehr große Ober¬ flache zu geben, die die Verdampfung des Kraftstoffes fördert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran¬ sprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen

FIG 1 einen Längsschnitt durch einen Teil eines Einspritzve.i- tils,

FIG 2 eine Teilansicht des Düsenkörpers nach FIG 1 in stark vergrößerter Darstellung,

FIG 3 einen Teilschnitt entlang Linie III-III in FIG 2,

FIG 4 einen Teilschnitt entsprechend FIG 2 durch eine zweite Ausführungsform eines Ventilkδrpers, IG 5 einen Teilschnitt entlang Linie V-V in FIG 4, IG 6 einen Teilschnitt wie FIG 4 durch ein weiteres Ausfüh¬ rungsbeispiel, das sich von dem nach FIG 4 durch eine andere Verbindung zwischen Düsenkörper und Ventilkörper unterscheidet, IG 7 schematisch die mit einem erfindungsgemäßen Einspritz¬ ventil erreichbare Hüllfläche des abgespritzten Kraft¬ stoffes und,

FIG 8 einen Schnitt durch den Kraftstoffstrahl gemäß FIG 6 entlang Linie VIII-VIII.

Abgesehen von der anhand von FIG 2 ff. erläuterten, besonderen Gestaltung der Düsenδffnung hat das in FIG 1 dargestellt Ein- ' spritzventil einen konventionellen Aufbau. Davon ist lediglich teilweise das Gehäuse 1 dargestellt, dessen Innenraum 10 an ei¬ nem Ende durch einen Ventilkδrper 5 abgeschlossen ist. Dieser hat konzentrisch zu einer Hauptachse H eine Leitung 52, die den Ventilkörper von Innen nach Außen durchsetzt und die auf der In¬ nenseite von einem ringförmigen Ventilsitz 51 umgeben ist.

In dem Innenraum 10 ist konzentrisch zur Hauptachse H ein Füh¬ rungsbolzen 2 angeordnet, auf dem ein Anker 3 verschiebbar ge¬ lagert ist, der an einem Ende ein flaches Schließteil 4 trägt. Anker 3 mit Schließteil 4 werden durch eine Feder 6 nach unten gedrückt, so daß der Schließteil 4 auf dem Ventilsitz 51 auf¬ sitzt und so den Austritt von Kraftstoff aus dem Innenraum durch die Leitung 52 unterbindet. Zum Abspritzen von Kraftstoff wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Elektromagneten der Anker 3 geringfügig nach oben gezogen und dadurch das Ventil geöffnet. Ohne besondere Maßnahme entsteht dabei ein kompakter Kraftstoffstrahl mit im wesentlichen kreisförmigem Quersschnitt und relativ geringer Oberfläche.

Durch die Erfindung gelingt es, die Oberfläche des Kraftstoff¬ strahles wesentlich zu vergrößern. Hierzu hat die Düsenöffnung 53 am Ende der Leitung 52 eine spezielle Gestaltung, die insbe¬ sondere aus den Figuren 3 und 5 deutlich zu erkennen ist: Sie wird gebildet aus einer kreisförmigen Zentralδffnung 530, 530' und von drei Peripherieöffnungen 531, 531', die die Zentralöff¬ nung 530, 530' nach außen erweitern und die in einer Ringzone 540, 540' liegen, die sich zwischen der Zentralδffnung 530, 530' und dem Ende der Leitung 52 erstreckt. Die Ringzone schließt mit der Hauptachse H einen Neigungswinkel * ein, der kleiner als 90 * ist und vorzugsweise zwischen 30° und 60° liegt: Je kleiner dieser Winkel ist, UJV.SO größer ist der Strahlkegel des abgespritzten Kraftstoffes.

Die Peripherieδffnungen 531, 531' sind symmetrisch zu Nebenach¬ sen N ausgebildet, die voneiander gleichen Winkelabstand ß von 120 * haben. Jede Peripherieδffnung 531, 531» ist am Ende be¬ grenzt durch ein halbkreisförmiges Endstück 5310, 5310' und zwei daran anschließende, einander gegenüberliegende Seitenrän¬ der 5311. Diese Seitenränder - gemäß FIG 3 gerade ausgeführt - von benachbarten Peripherieδffnungen schneiden sich jeweils in einem Punkt auf der kreisförmigen Zentralδffnung 530: Dadurch entstehen innerhalb der Ringzone 540 zwischen benachbarten Pe¬ ripherieδffnungen 531 etwa dreieckfδrmige Führungslappen 5401, durch die der Durchmesser der gesamten Düsenδffnung im Ver¬ gleich zu dem der Leitung 52 reduziert ist. Als Folge davon entstehen beim Abspritzen des Kraftstoffes je Peripherieδffnung ein Peripheriestrahl, der über ein schmales Verbindungsstück mit einem Zentralstrahl zusammenhängt, wie dies die FIG 7 und 8 zeigen. Die Oberfläche des daraus resultierenden Gesamtstrahles ist offensichtlich wesentlich größer als die eines kompakten Strahles mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt.

Gemäß FIG 2 und 3 ist der Ventilkδrper 5 und der Düsenkörper 54 mit Düsenöffnung 53 ein Stück und besteht - wegen der Beanspru¬ chung des Ventilsitzes 51 - aus rostfreiem Stahl. Im Gegensatz dazu ist gemäß Fig 4 bis 6 ein separater Düsenkörper 54', 54" vorgesehen, der vorzugsweise ein Druckgußteil (Zinkdruckguß) ist und sich einfach mit hoher Genauigkeit herstellen läßt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach FIG 4 und 5 ist die Düsenöff¬ nung 53' wieder von einer kreisförmigen Zentralöffnung 530' und drei von ihr radial nach außen sich erstreckenden Peripherieδff¬ nungen 531' gebildet, von denen jede am Ende ein halbkreisförmi¬ ges Endstück 5310' hat. Daran schließen sich Seitenränder 5311' an, die - im Gegensatz zum vorher beschriebenen Ausführungsbei¬ spiel - Kreisbogen darstellen. Der Radius jeder Peripherieöff¬ nung ist kleiner als im zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel, so daß zwischen den Seitenrändern 5311' benachbarte Peripherie¬ öffnungen 531' größere Führungslappen 540' entstehen.

Vorzugsweise nehmen die Führungslappen wenigstens 30 % der Flä¬ che der Ringzone ein, wobei die radiale Breite der Ringzone zwischen 20 % und 50 % des Radius der Leitung 52, 52' liegt.

Wenn - wie in FIG 1 bis 3 - Ventilkδrper 5 und Düsenkδrper 54 einstückig ausgebildet sind, läßt sich die Form dieses Teiles mit bekannten Fertigungstechniken realisieren: Der Ventilkörper kann gegossen oder kalt verformt werden. Besonders zweckmäßig ist eine Kombination beider Fertigungsschritte, wobei ein ge¬ gossener Ventilkδrper seine endgültige Form und die exakten Ab¬ messungen durch eine anschließende Kaltverformung erhält. Auch ist es möglich, einen Ventilkδrper mit durchgehender zylindri¬ scher Leitung mit Hilfe eines an der Düsenδffnung aufgesetzten Stempels plastisch zu formen, also Material aus dem Bereich um die Düsenöffnung in diese hinein zu drücken. Dabei ist zu be¬ denken, daß der Durchmesser der Leitung 52 in der Größenordnung von nur einem 1 mm liegt, die FIG 2 bis 6 also eine etwa 40-fache Vergrößerung der Wirklichkeit zeigen.

Am Einfachsten läßt sich eine hohe Genauigkeit mit einem separa¬ ten Düsenkörper 54', 54" aus Zinkdruckguß sicherstellen, der ge¬ mäß FIG 4 und 5 mittels eines Düsenrohres 541' und gemäß FIG 6 mittels exnes Düsenflansches 542" mit dem Ventilkδrper 5', 5" verbunden ist. Im erstgenannten Fall ist eine kraft- oder mate¬ rialschlüssige, im letztgenannten Fall eine formschlüssige Ver¬ bindung mittels eines Bördelrandes 50" vorgesehen.




 
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