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WO1998009069A1 - Fuel injection valve for internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection valve for internal combustion engine Download PDF

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Publication number
WO1998009069A1
WO1998009069A1 PCT/DE1997/001187 DE9701187W WO9809069A1 WO 1998009069 A1 WO1998009069 A1 WO 1998009069A1 DE 9701187 W DE9701187 W DE 9701187W WO 9809069 A1 WO9809069 A1 WO 9809069A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
fuel injection
shoulder
sealing surface
valve member
Prior art date
Application number
PCT/DE1997/001187
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Friedrich Boecking
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO1998009069A1 publication Critical patent/WO1998009069A1/en

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    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1873Valve seats or member ends having circumferential grooves or ridges, e.g. toroidal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure
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    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F02M2200/304Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means

Definitions

  • FIG. 5 shows a fourth exemplary embodiment, in which the shoulder 15 between the upper region 11 and the lower region 13 of the valve sealing surface 7 of the valve member 5 is curved inwards with a large radius 49 in the direction of the valve member axis.
  • the sealing edge 19 is arranged at the lower end of the curved shoulder 49, at the transition to the lower sealing surface area 13.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention pertains to a fuel injection valve for internal combustion engine, of which the valve element (5) is mounted axially displaceable inside a bore within the valve body, includes at its end next to the combustion chamber a valve sealing surface with which it cooperates through the valve tapered fitting surface (9) at the bore closed end of the valve body, located next to the combustion chamber. The valve tapered fitting surface of said valve element (5) is parted into two areas of different cone angles, defines a valve sealing edge (19) on the partition line and has in its area at least one injection opening (23) connected downstream to the sealing edge (19). For a more precise manufacture of the sealing fitting part, the valve element (5) is provided with a shoulder (15) between the sealing surface areas (11, 13) of different cone angles.

Description

Kraftstoffeinspritzventil für BrennkraftmaschinenFuel injection valve for internal combustion engines
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht von einem Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Patentanspruchs 1 aus. Bei einem derartigen, aus der US-PS 5,351,398 bekannten Kraftstoffeinspritzventil ist ein kolbenförmiges Ventilglied axial verschiebbar in einer Bohrung eines Ventilkörpers geführt . Das Ventilglied weist dabei an seinem brennraumseitigen Ende eine konische Ventildichtfläche auf, mit der es mit einer konischen Ventilsitzfläche am Ventilkörper zusammenwirkt, die am nach innen kragenden Ende der geschlossenen Ventilbohrung gebildet ist. Dabei ist die Ventildichtfläche am Ventilglied in zwei Bereiche mit unterschiedlichen Kegelwinkeln unterteilt, wobei an der Übergangskante zwischen den beiden Ventildichtflächenbereichen eine umlaufende Dichtkante gebildet ist, die dichtend an der Ventilsitzfläche anliegt und so einen stromaufwärts angrenzenden Druckraum bei geschlossenem Einspritzventil abdichtet. Stromabwärts von dieser Dichtkante ist wenigstens eine in den Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine mündende Einspritzöffnung in der Wand des Ventilkörpers vorgesehen, die von der Ventilsitzfläche abführt.The invention is based on a fuel injection valve for internal combustion engines according to the preamble of claim 1. In such a fuel injection valve known from US Pat. No. 5,351,398, a piston-shaped valve member is guided axially displaceably in a bore in a valve body. The valve member has a conical valve sealing surface at its combustion chamber end, with which it interacts with a conical valve seat surface on the valve body, which is formed at the inwardly projecting end of the closed valve bore. The valve sealing surface on the valve member is divided into two areas with different cone angles, a circumferential sealing edge being formed on the transition edge between the two valve sealing surface areas, which sealingly abuts the valve seat surface and thus seals an upstream pressure chamber when the injection valve is closed. Downstream of this sealing edge is at least one injection opening which opens into the combustion chamber of the internal combustion engine to be supplied provided in the wall of the valve body which leads away from the valve seat surface.
Dabei weist das bekannte Kraftstoffeinspritzventil der „Lochdüsen-Bauart" herstellungsbedingt den Nachteil auf, daß die Dichtkante häufig Toleranzabweichungen undThe known fuel injection valve of the “perforated nozzle type” has the disadvantage, due to the manufacturing process, that the sealing edge often has tolerance deviations and
Lageabweichungen aufweist, die neben einem ungenauen Schließen auch verschieden große Druckangriffsflächen an der Ventildichtfläche bilden, so daß die einzelnen Einspritzventile mit unterschiedlichen Hubgeschwindigkeiten öffnen.Has positional deviations, which in addition to inaccurate closing also form differently sized pressure application surfaces on the valve sealing surface, so that the individual injection valves open at different stroke speeds.
Dabei wirken sich diese relativ großen Toleranzabweichungen an der Dichtkante bei mit einem gemeinsamen Hochdrucksammeiraum (Common Rail) arbeitenden Einspritzsystemen besonders stark aus, da dieThese relatively large tolerance deviations on the sealing edge have a particularly strong effect in injection systems working with a common high-pressure accumulation chamber (common rail), since the
Sitzdurchmessertoleranz dort vollständig mit in die Toleranzkette der Einspritzmenge eingeht.There, the seat diameter tolerance is fully included in the tolerance chain of the injection quantity.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Dichtkante am Ventilglied sehr genau herstellbar und somit nur mit einer sehr kleinen Toleranz behaftet ist, was sich vorteilhaft auf die Zumessgenauigkeit der Einspritzmenge auswirkt. Dies wird dabei in konstruktiv einfacher Weise durch das Vorsehen eines Absatzes erreicht, durch den die beiden Ventildichtflächenbereiche mit unterschiedlichem Neigungswinkel voneinander getrennt sind.The fuel injection valve according to the invention for internal combustion engines with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the sealing edge on the valve member can be manufactured very precisely and is therefore only affected by a very small tolerance, which has an advantageous effect on the metering accuracy of the injection quantity. This is achieved in a structurally simple manner by providing a shoulder, by means of which the two valve sealing surface areas are separated from one another with different angles of inclination.
Dieser Absatz kann dabei alternativ zylindrisch, gekrümmt oder als Kombination von beidem ausgebildet sein. Die axiale Erstreckung des Absatzes ist so ausgebildet, daß der durch den Absatz und den sich anschließenden Dämpfungskegel gebildete Dämpfungsraum trotz der minimalen Toleranz am Sitzdurchmesser erhalten bleibt.This shoulder can alternatively be cylindrical, curved or a combination of both. The axial extent of the paragraph is designed so that the through the paragraph and the subsequent damping cone damping space formed is retained despite the minimal tolerance on the seat diameter.
Die Dichtkante kann dabei am unteren, brennraumseitigen oder am oberen Ende des Absatzes vorgesehen werden. Die Herstellung eines derartig ausgebildeten Ventilgliedes erfolgt in vorteilhafter Weise durch das nachträgliche Abschleifen der Ventildichtfläche auf das entsprechende Maß, bei dem ein Teil des axialen Absatzes mit abgetragen wird.The sealing edge can be provided on the lower, combustion chamber side or at the upper end of the paragraph. The manufacture of a valve member designed in this way is advantageously carried out by subsequently grinding the valve sealing surface to the corresponding dimension, in which part of the axial shoulder is also removed.
Besonders vorteilhaft wirkt sich die Verringerung der Sitzdurchmessertoleranz bei der Verwendung des Einspritzventils an Common Rail Einspritzsystemen aus, deren Zu eßgenauigkeit dadurch verbessert werden kann. Dies wird insbesondere an Einspritzventilen notwendig, bei denen die Schließkraft über eine Druckstange auf das Ventilglied übertragen wird, die an ihrer ventilgliedabgewandten Stirnseite einen hydraulischen Arbeitsraum begrenzt, der über ein Steuerventil mit dem Hochdruckspeicherraum des Common Rail oder einem Entlastungsraum verbindbar ist, wobei an den in Öffnungsrichtung am Ventilglied wirkenden Druckräumen ständig der Common Rail-Hochdruck ansteht.The reduction in the seat diameter tolerance has a particularly advantageous effect when using the injection valve on common rail injection systems, the accuracy of which can be improved as a result. This is particularly necessary on injectors in which the closing force is transmitted to the valve member via a push rod, which limits a hydraulic working chamber on its end facing away from the valve member, which can be connected via a control valve to the high-pressure storage chamber of the common rail or to a relief chamber, to which in The common rail high pressure is constantly present at the opening of the pressure chambers acting on the valve member.
Da dabei bei geschlossenem Einspritzventil ein quasistatisches Gleichgewicht zwischen den inSince a quasi-static balance between the in
Öffnungsrichtung wirkenden Angriffsflächen des Ventilgliedes und der in Schließrichtung wirkenden Stirnfläche der Druckstange gebildet ist, gehen mögliche Toleranzen an den nach Öffnungsbeginn wirksam werdenden Sitzflächen am Ventilglied vollständig in die Kraftbilanz des Systems ein und können den Öffnungshubverlauf wesentlich beeinflussen. Eine derartige negative Beeinflussung kann durch die erfindungsgemäß mögliche präzise Fertigung der Dichtkante am Ventilglied verhindert werden. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.The contact surfaces of the valve element acting in the opening direction and the end face of the push rod acting in the closing direction are fully included in the force balance of the system in the force balance of the system on the seating surfaces on the valve element which take effect after the opening has started and can significantly influence the course of the opening stroke. Such a negative influence can be prevented by the precise manufacture of the sealing edge on the valve member which is possible according to the invention. Further advantages and advantageous embodiments of the subject matter of the invention can be found in the description, the drawing and the patent claims.
Zeichnungdrawing
Sechs Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils für Brennkraftmaschinen sind in der Zeichnung dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert.Six embodiments of the fuel injection valve according to the invention for internal combustion engines are shown in the drawing and explained in more detail in the following description.
Es zeigen die Figur 1 ein erstes Ausfuhrungsbeispiel des Kraftstoffeinspritzventils in einem Längsschnitt, bei dem die Ventildichtflächenbereiche durch einen zylindrischen Steg voneinander getrennt sind, die Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Ventilsitzbereiches der Figur 1, die Figur 3 eine vereinfachte Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels, bei dem der Übergangsbereich zwischen den Ventildichtflächenabschnitten angeschrägt und zylindrisch verläuft, die Figur 4 ein drittes vereinfacht dargestelltes Ausfuhrungsbeispiel , bei dem der Übergang über einen Ringabsatz und einen zylindrischen Teil erfolgt, die Figur 5 ein viertes Ausführungsbeispiel in vereinfachter Darstellung, bei dem der Übergang mit einem großen Radius gekrümmt erfolgt, die Figur 6 ein fünftes1 shows a first exemplary embodiment of the fuel injection valve in a longitudinal section, in which the valve sealing surface areas are separated from one another by a cylindrical web, FIG. 2 shows an enlarged section of the valve seat area of FIG. 1, and FIG. 3 shows a simplified illustration of a second exemplary embodiment, in which the transition area between the valve sealing surface sections is chamfered and cylindrical, FIG. 4 shows a third embodiment shown in simplified form, in which the transition takes place via a ring shoulder and a cylindrical part, FIG. 5 shows a fourth embodiment in simplified representation, in which the transition takes place with a large radius 6 is a fifth
Ausführungsbeispiel, bei dem die Übergangsfläche als Kombination von Krümmung und Zylinder ausgebildet ist, die Figur 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel, bei dem die mit der Sitzfläche zusammenwirkende Dichtkante am oberen Ende des Übergangsabsatzes angeordnet ist und die Figur 8 eine Darstellung der Herstellung des Ventilgliedes gemäß den Figuren 1 und 2.Embodiment in which the transition surface is designed as a combination of curvature and cylinder, Figure 7 shows a sixth embodiment in which the sealing edge cooperating with the seat surface is arranged at the upper end of the transition shoulder and Figure 8 shows the manufacture of the valve member according to the figures 1 and 2.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Das in der Figur 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen weist einen zylindrischen Ventilkörper 1 auf, der mit seinem freien unteren Ende in einen nicht näher gezeigten Brennraum der zu versorgenden Brennkraftmaschine ragt. Im Ventilkörper 1 ist eine axiale Sackbohrung 3 vorgesehen, in der ein kolbenförmiges Ventilglied 5 axial verschiebbar geführt ist. Das Ventilglied 5 weist an seinem unteren, brennraumnahen Ende eine konische Ventildichtfläche 7 auf, mit der es zur Steuerung eines Einspritzquerschnittes mit einer konischen Ventilsitzfläche 9 am brennraumseitigen Ende des Ventilkörpers 1 zusammenwirkt, die am nach innen kragenden geschlossenen Ende der Bohrung 3 gebildet ist.Description of the embodiments The fuel injection valve for internal combustion engines shown in FIG. 1 has a cylindrical valve body 1, which projects with its free lower end into a combustion chamber (not shown in more detail) of the internal combustion engine to be supplied. An axial blind bore 3 is provided in the valve body 1, in which a piston-shaped valve member 5 is guided so as to be axially displaceable. The valve member 5 has at its lower end near the combustion chamber a conical valve sealing surface 7, with which it cooperates to control an injection cross section with a conical valve seat surface 9 at the combustion chamber end of the valve body 1, which is formed at the inwardly projecting closed end of the bore 3.
Dabei ist wie auch der Figur 2 in einem vergrößertenLike FIG. 2, this is an enlarged view
Ausschnitt aus der Figur 1 entnehmbar, die Ventildichtfläche 7 in einen oberen Bereich 11 und einen unteren Bereich 13 geteilt, die verschiedene Konuswinkel aufweisen und die durch einen Absatz 15 voneinander getrennt sind, der im ersten Ausfuhrungsbeispiel der Figuren 1 und 2 als zylinderförmiger Steg 17 ausgebildet ist. Dabei ist am Übergang zwischen dem als zylindrischer Steg 17 ausgebildeten Absatz 15 und dem unteren Bereich 13 der Ventildichtfläche 7 eine umlaufende Dichtkante 19 gebildet, die mit der Ventilsitzfläche 9 zusammenwirkt und einen in Strömungsrichtung oberhalb der Dichtkante 19 zwischen Ventilglied 5 und Bohrung 3 gebildeten Druckraum 21 abdichtet. In Strömungsrichtung des Kraftstoffes unterhalb der Dichtkante 19 ist wenigstens eine Einspritzöffnung 23 im Ventilkörper 1 vorgesehen, die von der Ventilsitzfläche 9 ausgehend in den Brennraum der Brennkraftmaschine mündet . Zwischen der Dichtkante 19 und dem oberen Ende des oberen Bereiches 11 der Ventildichtfläche 7 ist zwischen dem Ventilglied 5 und der Ventilsitzfläche 9 ein Raum gebildet, der während der Schließbewegung des Ventilgliedes 5 als Dämpfungsraum 24 wirkt, wobei die axiale Länge des Absatzes 15 so ausgelegt ist, daß die DampfungsWirkung trotz möglichst geringer axialer Erstreckung erhalten bleibt. Für eine möglichst gute Dämpfungswirkung weist dabei die obere Begrenzungskante des oberen Bereiches 11 bzw. des1, the valve sealing surface 7 divided into an upper region 11 and a lower region 13, which have different cone angles and which are separated from one another by a shoulder 15, which in the first exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2 is designed as a cylindrical web 17 is. In this case, a circumferential sealing edge 19 is formed at the transition between the shoulder 15 designed as a cylindrical web 17 and the lower region 13 of the valve sealing surface 7, which cooperates with the valve seat surface 9 and a pressure chamber 21 formed in the flow direction above the sealing edge 19 between the valve member 5 and the bore 3 seals. In the flow direction of the fuel below the sealing edge 19, at least one injection opening 23 is provided in the valve body 1, which opens from the valve seat surface 9 into the combustion chamber of the internal combustion engine. Between the sealing edge 19 and the upper end of the upper region 11 of the valve sealing surface 7, a space is formed between the valve member 5 and the valve seat surface 9, which during the closing movement of the valve member 5 as Damping chamber 24 acts, the axial length of paragraph 15 being designed so that the damping effect is retained despite the smallest possible axial extension. For the best possible damping effect, the upper boundary edge of the upper region 11 or the
Dampfungsräumes 24 einen möglichst geringen Abstand zur Wand der Ventilsitzfläche 9 auf.Damping room 24 on the smallest possible distance from the wall of the valve seat surface 9.
Die Dämpfwirkung, die ein Absenken der Nadelschließkraft zur Folge hat, wird dabei durch den Aufbau eines Druckpolsters im Raum 24 erreicht, das sich dort bei der hohen Schließhubgeschwindigkeit des Ventilgliedes 5 (Ventilnadel) aufbaut, wobei der Engspalt zwischen Ventilglied 5 und Ventilsitzfläche 9 als Drosselstelle wirkt.The damping effect, which results in a lowering of the needle closing force, is achieved by building up a pressure cushion in the space 24, which builds up there at the high closing stroke speed of the valve member 5 (valve needle), the narrow gap between the valve member 5 and the valve seat surface 9 as a throttle point works.
An seinem dem Ventilsitz 9 abgewandten Ende ragt das Ventilglied 5 über ein Druckstück 25 in einen Federraum 27, in den eine das Ventilglied 5 in Schließrichtung zum Ventilsitz 9 hin beaufschlagende Ventilfeder 29 eingesetzt ist, die über das Druckstück 25 am Ventilglied 5 angreift und sich andererseits in nicht näher gezeigter Weise an einem gehäusefesten Anschlag abstützt. Diese Ventilfeder 29 übernimmt dabei die Schließfunktion des Ventilgliedes 5 bei drucklosem System.At its end facing away from the valve seat 9, the valve member 5 projects via a pressure piece 25 into a spring chamber 27, into which a valve spring 29 is applied, which acts on the valve member 5 in the closing direction towards the valve seat 9, which acts on the valve member 5 via the pressure piece 25 and on the other hand is supported in a manner not shown on a stop fixed to the housing. This valve spring 29 assumes the closing function of the valve member 5 when the system is depressurized.
Die Kraftstoffhochdruckzufuhr an den Ventilsitz 9 erfolgt über eine das Einspritzventil axial durchdringende Druckleitung 31, die in den Druckraum 21 mündet und an die eine Einspritzleitung 33 angeschlossen ist, die von einem für mehrere Einspritzventile gemeinsamen Hochdrucksammeiraum (Common Rail) 35 abführt, wobei der in Öffnungsrichtung auf das Ventilglied 5 wirkende Druckraum 21 ständig mit dem Common Rail Hochdruck beaufschlagt ist. Der Hochdrucksammeiraum 35 wird dabei mittels einer Hochdruckpumpe 39 kontinuierlich über eine Förderleitung 41 mit Kraftstoff hohen Drucks aus einem Vorratstank 43 befüllt.The high-pressure fuel supply to the valve seat 9 takes place via a pressure line 31 which penetrates the injection valve axially, which opens into the pressure chamber 21 and to which an injection line 33 is connected, which leads away from a high-pressure collecting space (common rail) 35 common to a plurality of injection valves, the opening direction on the valve member 5 acting pressure chamber 21 is constantly acted upon by the common rail high pressure. The high-pressure accumulator 35 is continuously filled with high-pressure fuel from a storage tank 43 by means of a high-pressure pump 39 via a delivery line 41.
Zur Übertragung der Schließkraft auf das Ventilglied 5 ist dieses an seinem dem Ventilsitz 9 abgewandten Ende axial mit einer den Federraum 27 durchdringenden Druckstange 51 gekoppelt, die mit ihrer ventilgliedabgewandten Stirnfläche 53 in einen hydraulischen Arbeitsraum 55 ragt. Dieser Arbeitsraum 55 ist über eine Steuerleitung 57 mit der Einspritzleitung 33 verbunden, wobei dieTo transmit the closing force to the valve member 5, the latter is axially coupled at its end facing away from the valve seat 9 to a push rod 51 which penetrates the spring chamber 27 and which projects with its end face 53 facing away from the valve member into a hydraulic working chamber 55. This working space 55 is connected via a control line 57 to the injection line 33, the
Kraftstoffhochdruckzufuhr in den Arbeitsraum 55 über ein in die Steuerleitung 57 eingesetztes Steuerventil 37, vorzugsweise ein Magnetventil steuerbar ist. DieHigh-pressure fuel supply into the working space 55 can be controlled via a control valve 37 inserted into the control line 57, preferably a solenoid valve. The
Druckentlastung des Arbeitsraumes 55 zur Einleitung der Ventilgliedöffnungshubbewegung erfolgt dabei über eine nicht dargestellte Drosselstelle in einen Entlastungsraum, kann aber alternativ auch über ein als 3/2 Wegeventil ausgebildetes Steuerventil 37 erfolgen. Dabei kommen der präzisen Ausbildung der in Öffnungsrichtung am Ventilglied 5 wirkenden Druckangriffsflächen und der Stirnfläche 53 an der Druckstange 51 eine hohe Bedeutung zu, da diese den Öffnungszeitpunkt und Öffnungsverlauf des Ventilgliedes 5 wesentlich beeinflussen.Pressure relief of the working space 55 to initiate the valve member opening stroke movement takes place via a throttle point (not shown) into a relief space, but can alternatively also be effected via a control valve 37 designed as a 3/2 way valve. The precise design of the pressure application surfaces acting on the valve member 5 in the opening direction and the end face 53 on the push rod 51 are of great importance, since these have a significant influence on the opening time and the course of the opening of the valve member 5.
Die in den Figuren 3 bis 7 vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiele 2 bis 6 unterscheiden sich zum in der Figur 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel lediglich durch die Ausbildung des Absatzes 15 und die Anordnung der Dichtkante 19, so daß deren Beschreibung auf diese Einzelheiten beschränt ist.The exemplary embodiments 2 to 6 shown in simplified form in FIGS. 3 to 7 differ from the first exemplary embodiment shown in FIG. 2 only by the design of the shoulder 15 and the arrangement of the sealing edge 19, so that their description is limited to these details.
Dabei ist der Absatz 15 beim zweiten in der Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in einen untenliegenden zylinderförmigen Steg 17 und eine obenliegende Anschrägung 45 unterteilt, die unter Bildung einer den Dämpfungsraum 24 begrenzenden Kante in den oberen Dichtflächenbereich 11 übergeht. Die Dichtkante 19 ist am unteren brennraumseitigen Ende des Absatzes 15 bzw. des Stegbereiches 17 gebildet.Paragraph 15 in the second exemplary embodiment shown in FIG. 3 is at the bottom cylindrical web 17 and an upper bevel 45 divided, which merges into the upper sealing surface area 11 to form an edge delimiting the damping space 24. The sealing edge 19 is formed at the lower end of the shoulder 15 or the web area 17 on the combustion chamber side.
Beim in der Figur 4 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils ist der Übergang vom den Absatz 15 bildenden zylindrischen Ringsteg 17 zum oberen Bereich 11 der Ventildichtfläche 7 als Ringschulter 47 ausgebildet, wodurch der Dämpfungsraum 24 vergrößert werden kann. Die Dichtkante 19 ist erneut am unteren Ende des Steges 17, an dessen Übergang zum unteren Bereich 13 der Ventildichtfläche 7 vorgesehen.In the third exemplary embodiment of the fuel injection valve according to the invention shown in FIG. 4, the transition from the cylindrical annular web 17 forming the shoulder 15 to the upper region 11 of the valve sealing surface 7 is designed as an annular shoulder 47, as a result of which the damping space 24 can be enlarged. The sealing edge 19 is again provided at the lower end of the web 17, at its transition to the lower region 13 of the valve sealing surface 7.
Die Figur 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel, bei dem der Absatz 15 zwischen dem oberen Bereich 11 und dem unteren Bereich 13 der Ventildicht läche 7 des Ventilgliedes 5 mit einem großen Radius 49 in Richtung Ventilgliedachse einwärts gewölbt ausgebildet ist. Die Dichtkante 19 ist am unteren Ende des gewölbten Absatzes 49, am Übergang zum unteren Dichtflächenbereich 13 angeordnet.FIG. 5 shows a fourth exemplary embodiment, in which the shoulder 15 between the upper region 11 and the lower region 13 of the valve sealing surface 7 of the valve member 5 is curved inwards with a large radius 49 in the direction of the valve member axis. The sealing edge 19 is arranged at the lower end of the curved shoulder 49, at the transition to the lower sealing surface area 13.
Das in der Figur 6 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel ist eine Kombination der Figuren 2 und 5, wobei der Absatz 15 nunmehr in seinem oberen Bereich durch eine vom oberen Dichtflächenbereich 11 ausgehende gewölbte Fläche 49 gebildet ist, der im unteren Bereich in einen zylindrischen Abschnitt 17 übergeht, der sich bis an den unteren, brennraumnahen Dichtflächenbereich 13 erstreckt. Die Dichtkante 19 ist dabei am unteren Ende des Absatzes 15, am Übergang zwischen dem zylindrischen Steg 17 und dem Dichtflächenbereich 13 angeordnet. Beim sechsten in der Figur 7 dargestelltenThe fifth exemplary embodiment shown in FIG. 6 is a combination of FIGS. 2 and 5, the shoulder 15 now being formed in its upper region by a curved surface 49 starting from the upper sealing surface region 11, which merges into a cylindrical section 17 in the lower region, which extends to the lower sealing surface area 13 near the combustion chamber. The sealing edge 19 is arranged at the lower end of the shoulder 15, at the transition between the cylindrical web 17 and the sealing surface area 13. The sixth shown in Figure 7
Ausfuhrungsbeispiel ist der Absatz 15 analog zur Figur 5 als gewölbte Fläche 49 mit einem großen Radius ausgebildet. Die Dichtkante 19 ist nunmehr jedoch am oberen Ende des Absatzes 15, am Übergang zwischen der gewölbten Fläche 49 und dem oberen Dichtflächenbereich 11 angeordnet. Dabei ist die Winkeldifferenz zwischen der Ventilsitzfläche 9 und dem Dichtflächenbereich 11 am Ventilglied 5 jedoch noch ausreichend groß um einen wirksamen Dämpfungsraum 24 zu bilden.Exemplary embodiment, paragraph 15 is designed analogous to Figure 5 as a curved surface 49 with a large radius. However, the sealing edge 19 is now arranged at the upper end of the shoulder 15, at the transition between the curved surface 49 and the upper sealing surface region 11. However, the angle difference between the valve seat surface 9 and the sealing surface area 11 on the valve member 5 is still sufficiently large to form an effective damping space 24.
Die Figur 8 zeigt eine Herstellungsmöglichkeit des in der Figur 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels des Kraftstoffeinspritzventils. Dabei wird das Ventilglied 5 zunächst mit einem relativ langen zylindrischen Steg 17 und einem Übermaß am unteren Dichtflächenbereich 13 vorgeformt. Im Anschluß wird dann die untere Dichtfläche 13 auf das Fertigmaß abgeschliffen, wobei zugleich der zylindrische Stege 17 gekürzt wird, so daß sich die entstehende Dichtkante 19 sehr genau fertigen l ßt.FIG. 8 shows a production possibility of the first exemplary embodiment of the fuel injection valve shown in FIG. 2. The valve member 5 is first preformed with a relatively long cylindrical web 17 and an oversize at the lower sealing surface area 13. Then the lower sealing surface 13 is ground to the finished size, at the same time the cylindrical webs 17 are shortened, so that the sealing edge 19 that is produced can be manufactured very precisely.
Mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen ist es somit in konstruktiv einfacher Weise möglich, den Dichtsitz am Ventil bis auf etwa 3μm genau zu fertigen, ohne dabei auf den Dämpfungsraum verzichten zu müssen, was die Zumeßgenauigkeit am Einspritzventil erheblich verbessert. Dabei ist die erfindungsgemäße Ausbildung eines Absatzes zwischen zwei Dichtflächenbereichen am Ventilglied an Einspritzventilen der Sackloch- und der Sitzlochdüsenbauart möglich. With the fuel injection valve for internal combustion engines according to the invention, it is thus possible in a structurally simple manner to manufacture the sealing seat on the valve to an accuracy of approximately 3 μm without having to do without the damping space, which considerably improves the metering accuracy on the injection valve. The formation according to the invention of a shoulder between two sealing surface areas on the valve member on injection valves of the blind hole and seat hole type is possible.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem in einer Bohrung (3) eines Ventilkörpers (1) axial verschiebbaren Ventilglied (5) , das an seinem dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugewandten Ende eine konische Ventildichtfläche (7) aufweist, mit der es mit einer konischen Ventilsitzfläche (9) am brennraumseitigen geschlossenen Ende der Bohrung (3) des Ventilkörpers (1) zusammenwirkt, wobei die konische Ventildichtfläche (7) am Ventilglied (5) in zwei unterschiedliche Kegelwinkel aufweisende Bereiche geteilt ist, an deren Übergang eine Ventildichtkante (19) gebildet ist, sowie mit wenigstens einer Einspritzöffnung (23) in dem sich stromabwärts an die Dichtkante (19) anschließenden Bereich der Ventilsitzfläche (9), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den jeweils einen unterschiedlichen Kegelwinkel aufweisenden Ventildichtflächenbereichen (11,13) ein Absatz (15) am Ventilglied (5) vorgesehen ist.1.Fuel injection valve for internal combustion engines with a valve member (5) which is axially displaceable in a bore (3) of a valve body (1) and which has at its end facing the combustion chamber of the internal combustion engine a conical valve sealing surface (7) with which it is connected to a conical valve seat surface ( 9) interacts at the closed end of the bore (3) of the valve body (1) on the combustion chamber, the conical valve sealing surface (7) on the valve member (5) being divided into two areas having different cone angles, at the transition of which a valve sealing edge (19) is formed, and with at least one injection opening (23) in the region of the valve seat surface (9) which adjoins the sealing edge (19) downstream, characterized in that between the valve sealing surface regions (11, 13) each having a different cone angle, a shoulder (15) on the valve member (5) is provided.
2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absatz (15) als zylindrischer Ringsteg (17) ausgebildet ist. (Fig. 3,4,6) 2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the shoulder (15) is designed as a cylindrical ring web (17). (Fig. 3,4,6)
3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absatz (15) als einwärts gewölbte Fläche (49) ausgebildet ist. (Fig.7)3. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the shoulder (15) is designed as an inwardly curved surface (49). (Fig.7)
4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absatz (15) zunächst als gewölbte Fläche (49) ausgebildet ist und sich dann in Strömungsrichtung folgend über einen zylindrischen Abschnitt (17) fortsetzt. (Fig. 6)4. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the shoulder (15) is initially designed as a curved surface (49) and then continues in the flow direction following over a cylindrical portion (17). (Fig. 6)
5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkante (19) stromabwärts am unteren Ende des Absatzes (15) an dessen Übergang zum unteren Ventildichtflächenbereich (13) angeordnet ist.5. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the sealing edge (19) is arranged downstream at the lower end of the shoulder (15) at its transition to the lower valve sealing surface area (13).
6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkante (19) stromaufwärtswärts am oberen Ende des Absatzes (15) an dessen Übergang zum oberen Ventildichtflächenbereich (11) angeordnet ist.6. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the sealing edge (19) is arranged upstream at the upper end of the shoulder (15) at its transition to the upper valve sealing surface area (11).
7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (5) mit seiner Mantelfläche zwischen der Dichtkante (19) und einer den oberen Dichtflächenbereich (11) begrenzenden Übergangskante zum zylindrischen Schaft des Ventilgliedes (5) , einen7. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the valve member (5) with its outer surface between the sealing edge (19) and an upper sealing surface region (11) delimiting transition edge to the cylindrical stem of the valve member (5), one
Dämpfungsraum (24) im Ventilsitzkegel (9) des Ventilkörpers (1) begrenzt.Damping space (24) in the valve seat cone (9) of the valve body (1) limited.
8. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil über eine8. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the injection valve via a
Einspritzleitung (33) mit einem Hochdrucksammeiräum (35) verbunden ist, von dem sämtliche Einspritzleitungen (33) der einzelnen Einspritzventile abführen und der von einer Hochdruckpumpe (39) mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff befüllt wird. Injection line (33) is connected to a high-pressure collection chamber (35), from which all the injection lines (33) of the individual injection valves lead away and which is filled with high-pressure fuel by a high-pressure pump (39).
9. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Vent-ilglied (5) in Schließrichtung von einer Druckstange (51) beaufschlagt wird, deren ventilgliedabgewandte Stirnfläche (53) in einen Arbeitsraum (55) ragt, der über eine zusteuerbare Steuerleitung (57) mit dem Hochdrucksammeiraum (35) verbindbar ist.9. Fuel injection valve according to claim 8, characterized in that the valve member (5) is acted upon in the closing direction by a push rod (51) whose end face remote from the valve member (53) protrudes into a working space (55) via a controllable control line (57 ) can be connected to the high-pressure collecting space (35).
10. Verfahren zum Herstellen eines Kraf stoffeinspritzventils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (5) zunächst mit einem Übermaß am unteren Ventildichtflächenbereich (13) und mit einem axial langen Absatz (15) gefertigt wird und daß anschließend das Übermaß am unteren Ventildichtflächenbereich (13) unter Abtragung und Verkürzung des Absatzes (15) auf das gewünschte Maß abgeschliffen wird. (Fig. 8) 10. A method of manufacturing a Kraf fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the valve member (5) is initially made with an oversize at the lower valve sealing surface area (13) and with an axially long shoulder (15) and that the oversize at the lower valve sealing surface area (13) is abraded and reduced to paragraph (15) to the desired size. (Fig. 8)
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