EP2280160A2 - Kraftstoffeinspritzventil mit erhöhter Kleinmengenfähigkeit - Google Patents

Kraftstoffeinspritzventil mit erhöhter Kleinmengenfähigkeit Download PDF

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EP2280160A2
EP2280160A2 EP10164578A EP10164578A EP2280160A2 EP 2280160 A2 EP2280160 A2 EP 2280160A2 EP 10164578 A EP10164578 A EP 10164578A EP 10164578 A EP10164578 A EP 10164578A EP 2280160 A2 EP2280160 A2 EP 2280160A2
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EP
European Patent Office
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valve
seat
needle
throttle
fuel injection
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10164578A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2280160A3 (de
Inventor
Andreas Rau
Frank-Ulrich Rueckert
Gerhard Suenderhauf
Werner Teschner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2280160A2 publication Critical patent/EP2280160A2/de
Publication of EP2280160A3 publication Critical patent/EP2280160A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
    • F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
    • F02M45/08—Injectors peculiar thereto
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/28—Details of throttles in fuel-injection apparatus

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection valve for internal combustion engines with a valve body in which a bore is worked out, which is delimited at one end by a valve seat from which at least one injection channel goes off, and with a valve needle, which is arranged longitudinally displaceably in the bore and at its valve seat facing the end has a valve seat surface with which it cooperates to open and close the at least one injection channel with the valve seat and formed between the valve needle and the wall of the bore pressure chamber which can be filled with fuel under pressure, wherein between the valve body and the valve needle is arranged a throttle.
  • Such a fuel injection valve is out of WO 2004/057180 A1 known.
  • This fuel injection valve has a valve body in which a valve needle is arranged to be longitudinally displaceable.
  • the valve needle has a guide portion which is mounted in the valve body.
  • the guide section is followed by a pressure shoulder defining a bore filled with fuel.
  • the bore is penetrated by a needle body of the valve needle, wherein the needle body end has a valve seat surface.
  • a pressure surface is incorporated, which is connected at installation of the valve needle to the valve seat via a throttle with the pressure chamber.
  • the invention is based on the object to provide a fuel injection valve, which works robustly at high injection rates (main injection), but can also reliably ensure especially small injection rates (pilot injection).
  • the arrangement of the throttle between the seat and the seat valve seat is achieved that at small strokes and high fluid velocities a pressure drop below the effective throttle area is set. Due to its geometric position, this leads to a reduction in the needle force. As a result, the injection rate is reduced compared to an embodiment without the throttle and, as a result, the pilot injection rate or the pilot injection quantity is reduced. Lower pilot injection quantities offer combustion advantages.
  • the throttle is integrated into the seat heel.
  • the presence of the seat heel is essential for the adjustment of the throttle effect desired according to the invention.
  • the seat heel is designed as a stepped seat heel and the throttle designed as a transversely to the direction of movement of the valve needle aligned constriction between the valve needle and the valve body.
  • the throttle can be adjusted very precisely.
  • a precisely defined zero stroke is adjustable when resting on the valve seat valve needle, which determines the free cross-sectional area of the throttle. It is essential that the throttle is always fully open (with respect to the throttle function) when the valve needle is resting on the valve seat. It is therefore not an additional seat to avoid the associated wear and drift problem.
  • a small opening stroke of the valve needle and high fluid velocities a lower dynamic pressure (pressure drop) occurs behind the throttle, which leads to a lowering of the characteristic needle force.
  • the seat heel is designed as a Schrägsitzabsatz and the throttle is incorporated as at least approximately parallel to the valve seat aligned constriction in the seat heel. It is possible to realize the Schrägsitzabsatz by appropriate design of the valve body or the valve needle. As a result, the production cost can be reduced.
  • the throttle is integrated directly into the valve seat.
  • the valve needle adjacent to a seating area of the valve seat surface at least on the hole-side end of the valve body side facing a reduced needle angle.
  • the throttle effect according to the invention is achieved by this configuration.
  • the seat angle and the apex angle of the valve needle and the valve body is reduced.
  • the free area between the valve needle and the valve seat surface is only slightly changed during a small needle stroke, so that together with the reduced needle angle results in the desired pressure drop and thus the advantage of a low injection rate in a pilot injection.
  • the seat angle and the apex angle of the valve needle and the valve body is less than 59 °, preferably between 29 ° and 49 °.
  • the wall thickness of the valve body is simultaneously increased, which is in terms of the strength at high Railley in the range of for example 3000 bar advantage.
  • the seating area is a conical section surface or alternatively an annular surface.
  • a tapered portion surface is advantageous in terms of durability, while in an annular surface, the throttle effect is more precisely adjustable.
  • FIG. 1 shows the injection-side end portion of a fuel injection valve.
  • the fuel injection valve has a valve body 1 in which a bore 2 is incorporated. On the injection-side end of the valve body 1, this has a valve seat 3, which opens into a blind hole 4. From the blind hole 4 go from injection ducts 5, is injected via the fuel, in particular diesel fuel in the respective associated combustion chamber of the internal combustion engine.
  • a valve needle 6 is arranged longitudinally displaceable.
  • the valve needle 6 is mounted in a non-illustrated region of the fuel injection valve with a guide portion in the valve body 1.
  • a pressure shoulder also not shown, of which the valve needle 6 is arranged to form a pressure chamber 7 spaced from the bore 2 in the valve body 1.
  • the pressure chamber 7 is supplied via a suitable supply fuel under pressure.
  • the valve needle 6 has a valve seat surface 8, which prevents the supply of fuel from the pressure chamber 7 in the blind hole 4.
  • the fuel injection valve has a seat 9 between the pressure chamber 7 and the valve seat 3 or the valve seat surface 8.
  • the seat heel is designed as a stepped seat paragraph 9a.
  • a throttle 10 is incorporated, which is formed by recessed into the seat heel 9 constrictions 11a, 11b.
  • the throttle 10 is dimensioned such that it still leaves a flow cross section when the fuel injection valve is closed. With small strokes of the valve needle 6 and high fluid velocities, a pressure drop below the throttle area-that is to say in the region toward the valve seat 3 -is set.
  • A is a reactor with A D ; A stroke with A H and P throttle with p D designated.
  • FIG. 3a is a small opening stroke of the valve needle 6 and in FIG. 3b a large opening stroke of the valve needle 6 is shown.
  • the needle force F N is shown via the needle stroke N H at high pressures.
  • the solid curve shows the needle force, which results without throttle 10, while the dashed curve represents the conditions that result when using the throttle 10 according to the invention. At low pressures, the effect of the throttle 10 weakens, which is desirable in the idle range.
  • the injection rate ER over the injection time E Z is shown. It can be seen that in the region of the pre-injection shown on the left by the throttle 10, a reduced pre-injection quantity (represented by the dashed curve) is achieved.
  • the main injection quantity (shown on the right side of the diagram) remains unchanged. For example, with 10 ⁇ m zero stroke, the injection quantity is about 1.0mm 3 per stroke, with 60 ⁇ m zero stroke it is about 1.2mm 3 per stroke. The small quantity capability can thus be improved by about 20% in this example.
  • the main injection quantity remains constant.
  • FIGS. 5a and 5b show a seat paragraph 9, which is formed as a Schrägsitzabsatz 9b. It is in FIG. 5a the constriction 11 b incorporated in the valve body 1 in the upper region of the valve seat 3, while in the FIG. 5b the valve seat 3 is formed in the region of the throttle 10 in a straight line and the constriction 11a is arranged in the region of the valve needle-side oblique seating shoulder 9b.
  • any combination not shown, are possible within the scope of the invention.
  • FIG. 6a shows in a blind hole a valve needle 6, which has a valve seat surface 8, which is designed as an annular surface 12. Only in the region of the annular surface 12, a sealed connection to the valve seat 3 is made in the closed state of the valve needle 6.
  • the valve needle 6 each have a reduced needle angle.
  • the seat angle of the valve needle 6 in the area of annular surface 12 and the needle angle and the apex angle of the valve body 1 are compared to the FIGS. 1 to 3 and 5 illustrated embodiments smaller, preferably configured in the range between 29 ° and 49 °. It is important here that the seat diameter remains the same as in the previous embodiments. The opening pressure thus remains the same. The seat length is thereby increased, whereby the throttling increases.
  • FIG. 6b a corresponding embodiment is shown in a seat hole nozzle.
  • the position of the annular surface 12 is displaced in the direction of the seat 9.
  • the entire throttle range of the seat is extended.
  • the seat thus additionally assumes the function of the throttle 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilkörper 1, in dem eine Bohrung 2 ausgearbeitet ist, die an einem Ende von einem Ventilsitz 3 begrenzt ist, von dem zumindest ein Einspritzkanal 5 abgeht, und mit einer Ventilnadel 6, die in der Bohrung 2 längsverschiebbar angeordnet ist und die an ihren dem Ventilsitz 3 zugewandten Ende eine Ventilsitzfläche 8 aufweist, mit der sie zum Öffnen und Schließen des wenigstens einen Einspritzkanals 5 mit dem Ventilsitz 3 zusammenwirkt und mit einem zwischen der Ventilnadel 6 und der Wand der Bohrung 2 ausgebildeten Druckraum 7, der mit Kraftstoff unter Druck befüllbar ist, wobei zwischen dem Ventilkörper 1 und der Ventilnadel 6 eine Drossel 10 angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird ein Kraftstoffeinspritzventil bereitgestellt, welches bei großen Einspritzraten robust arbeitet, aber auch insbesondere kleine Einspritzraten zuverlässig gewährleisten kann. Dies wird dadurch erreicht, dass das Kraftstoffeinspritzventil benachbart zu dem Ventilsitz 3 einen Sitzabsatz 9, 9a, 9b aufweist und das die Drossel 10 zwischen dem Ventilsitz 3 und dem Sitzabsatz 9, 9a, 9b angeordnet ist.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilkörper, in dem eine Bohrung ausgearbeitet ist, die an einem Ende von einem Ventilsitz begrenzt ist, von dem zumindest ein Einspritzkanal abgeht, und mit einer Ventilnadel, die in der Bohrung längsverschiebbar angeordnet ist und die an ihren dem Ventilsitz zugewandten Ende eine Ventilsitzfläche aufweist, mit der sie zum Öffnen und Schließen des wenigstens einen Einspritzkanals mit dem Ventilsitz zusammenwirkt und mit einem zwischen der Ventilnadel und der Wand der Bohrung ausgebildeten Druckraum, der mit Kraftstoff unter Druck befüllbar ist, wobei zwischen dem Ventilkörper und der Ventilnadel eine Drossel angeordnet ist.
    • Stand der Technik
  • Ein derartiges Kraftstoffeinspritzventil ist aus der WO 2004/057180 A1 bekannt. Dieses Kraftstoffeinspritzventil weist einen Ventilkörper auf, in dem eine Ventilnadel längsverschiebbar angeordnet ist. Die Ventilnadel weist einen Führungsabschnitt auf, der in dem Ventilkörper gelagert ist. An den Führungsabschnitt schließt eine Druckschulter an, die eine mit Kraftstoff gefüllte Bohrung begrenzt. Die Bohrung wird von einem Nadelkörper der Ventilnadel durchdrungen, wobei der Nadelkörper endseitig eine Ventilsitzfläche aufweist. In diese Ventilsitzfläche ist eine Druckfläche eingearbeitet, die bei Anlage der Ventilnadel auf den Ventilsitz über eine Drossel mit dem Druckraum verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung sollen Schwankungen des Einspritzzeitpunktes verhindert werden, die durch Druckschwingungen im Druckraum hervorgerufen werden. Auftretende Druckschwingungen werden gedämpft, so dass der Kraftstoffdruck, der effektiv auf die Druckfläche wirkt, deutlich geringere Druckschwankungen aufweist als der Druck in dem Druckraum.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Kraftstoffeinspritzventil bereitzustellen, welches bei großen Einspritzraten (Haupteinspritzung) robust arbeitet, aber auch insbesondere kleine Einspritzraten (Voreinspritzung) zuverlässig gewährleisten kann.
    • Vorteile der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Kraftstoffeinspritzventil benachbart zu dem Ventilsitz einen Sitzabsatz aufweist und das die Drossel zwischen dem Ventilsitz und dem Sitzabsatz angeordnet ist. Dieser Ausgestaltung liegt zunächst einmal die Erkenntnis zu Grunde, dass sich prinzipbedingt am Injektor ein Dilemma aus Robustheit gegenüber Mengenschwankungen und Kleinmengenfähigkeit ergibt. Bei der Abstimmung bestehen, neben weiteren Forderungen, die Prämisse, dass der Injektor so robust auf Toleranzlagen und Drift reagiert, dass die Einspritzmengen und Raten über die Laufzeit möglichst unverändert bleiben. Im Gegensatz dazu besteht aber die Forderung, dass bei der Voreinspritzung auch bei hohen Raildrücken kleine Mengen realisiert werden können. Diese Anforderungen konkurrieren miteinander. Durch die Anordnung der Drossel zwischen dem Sitzabsatz und dem Ventilsitz wird erreicht, dass bei kleinen Hüben und großen Fluidgeschwindigkeiten ein Druckeinbruch unterhalb der wirksamen Drosselfläche eingestellt wird. Durch ihre geometrische Lage führt dies zu einer Absenkung der Nadelkraft. Dadurch wird die Einspritzrate gegenüber einer Ausgestaltung ohne die Drossel reduziert und im Ergebnis die Voreinspritzrate beziehungsweise die Voreinspritzmenge reduziert. Geringere Voreinspritzmengen bieten verbrennungstechnische Vorteile.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Drossel in den Sitzabsatz integriert. Dabei ist bei allen Ausgestaltungen das Vorhandensein des Sitzabsatzes für die Einstellung der erfindungsgemäß gewünschten Drosselwirkung wesentlich.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Sitzabsatz als Stufensitzabsatz ausgebildet und die Drossel als quer zu der Bewegungsrichtung der Ventilnadel ausgerichtete Verengung zwischen der Ventilnadel und dem Ventilkörper ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung lässt sich die Drossel sehr präzise einstellen. So ist bei auf dem Ventilsitz aufliegender Ventilnadel ein genau definierter Nullhub einstellbar, der die freie Querschnittsfläche der Drossel bestimmt. Wesentlich ist, dass die Drossel bei auf dem Ventilsitz aufliegender Ventilnadel immer (bezüglich der Drosselfunktion) vollständig geöffnet ist. Es handelt sich somit nicht um einen zusätzlichen Sitz zur Vermeidung der damit verbundenen Verschleiß- und Driftproblematik. Bei einem kleinen Öffnungshub der Ventilnadel und hohen Fluidgeschwindigkeiten stellt sich hinter der Drossel ein geringerer dynamischer Druck (Druckeinbruch) ein, der zu einer Absenkung der charakteristischen Nadelkraft führt. Diese verminderte Nadelkraft tritt aber - wie gewünscht - nur bei kleinem Nadelhub und hohen Fluidgeschwindigkeiten auf (damit erfolgt eine Wirkung nur bei kleinen Mengen), während bei einem großen Nadelhub die Drossel zumindest angenähert unwirksam ist und dementsprechend die Einspritzrate bei der Haupteinspritzung nicht beeinflusst wird. Die Leerlaufmenge wird bei kleinen Drücken und niedrigen Fluidgeschwindigkeiten weniger beeinflusst.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sitzabsatz als Schrägsitzabsatz ausgebildet und die Drossel ist als zumindest angenähert parallel zu dem Ventilsitz ausgerichtete Verengung in den Sitzabsatz eingearbeitet. Dabei ist es möglich, den Schrägsitzabsatz durch entsprechende Ausgestaltung des Ventilkörpers oder der Ventilnadel zu realisieren. Dadurch kann der Herstellungsaufwand reduziert werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist die Drossel direkt in den Ventilsitz integriert. Durch diese Ausgestaltung wird die Anzahl der zu bearbeitenden Flächen reduziert.
  • Dabei weist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Ventilnadel benachbart zu einem Sitzbereich der Ventilssitzfläche zumindest auf der dem lochseitigen Ende des Ventilkörper zugewandten Seite einen verkleinerten Nadelwinkel auf. Grundsätzlich wird durch diese Ausgestaltung die erfindungsgemäße Drosselwirkung erreicht. Zusätzlich wird vorteilhaft der Sitzwinkel und der Spitzenwinkel der Ventilnadel und des Ventilkörpers verkleinert. Dadurch wird bei einem geringen Nadelhub die freie Fläche zwischen der Ventilnadel und der Ventilsitzfläche nur geringfügig verändert, so dass sich zusammen mit dem verkleinerten Nadelwinkel der gewünschte Druckabfall und somit der Vorteil einer geringen Einspritzrate bei einer Voreinspritzung ergibt. Bei dieser Ausgestaltung beträgt der Sitzwinkel und der Spitzenwinkel der Ventilnadel und des Ventilkörpers weniger als 59°, vorzugsweise zwischen 29° und 49°. Dadurch wird gleichzeitig die Wandstärke des Ventilkörpers erhöht, was in Bezug auf die Festigkeit bei hohen Raildrücken im Bereich von beispielsweise 3000 bar von Vorteil ist.
  • In weiterer Ausgestaltung ist der Sitzbereich eine Kegelabschnittsfläche oder aber alternativ eine Ringfläche. Eine Kegelabschnittsfläche ist in Hinblick auf die Dauerhaltbarkeit vorteilhaft, während bei einer Ringfläche die Drosselwirkung genauer einstellbar ist.
    • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiele näher beschrieben sind.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    den einspritzseitigen Endbereich eines Kraftstoffeinspritzventils in einer ersten Ausführungsform,
    Figur 2
    eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung aus Figur 1,
    Figur 3a, 3b
    in einer Gegenüberstellung einen kleinen und einen großen Öff- nungshub der Ventilnadel des Kraftstoffeinspritzventils,
    Figur 4
    Diagramme zur Nadelkraft und Einspritzrate des Kraftstoffein- spritzventils bei hohen Drücken und hohen Fluidgeschwindigkei- ten,
    Figur 5a, 5b
    Ausführungsbeispiele mit in einen Schrägsitzabsatz integrierter Drossel und
    Figur 6a, 6b
    Ausführungsbeispiele mit in den Ventilsitz integrierter Drossel
  • Figur 1 zeigt den einspritzseitigen Endbereich eines Kraftstoffeinspritzventils. Das Kraftstoffeinspritzventil weist einen Ventilkörper 1 auf in dem eine Bohrung 2 eingearbeitet ist. Auf dem einspritzseitigen Ende des Ventilkörpers 1 weist dieser einen Ventilsitz 3 auf, der in ein Sackloch 4 mündet. Von dem Sackloch 4 gehen Einspritzkanäle 5 ab, über die Kraftstoff, insbesondere Dieselkraftstoff in den jeweils zugeordneten Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
  • In der Bohrung 2 ist eine Ventilnadel 6 längsverschiebbar angeordnet. Die Ventilnadel 6 ist in einem nicht dargestellten Bereich des Kraftstoffeinspritzventils mit einem Führungsabschnitt in dem Ventilkörper 1 gelagert. An diesem Führungsabschnitt schließt eine ebenfalls nicht dargestellte Druckschulter an, von der die Ventilnadel 6 unter Bildung eines Druckraums 7 beabstandet zu der Bohrung 2 in dem Ventilkörper 1 angeordnet ist. Dem Druckraum 7 wird über eine geeignete Zuführung Kraftstoff unter Druck zugeführt. Endseitig und im geschlossenen Zustand des Kraftstoffeinspritzventils zusammenwirkend mit dem Ventilsitz 3 weist die Ventilnadel 6 eine Ventilsitzfläche 8 auf, die die Kraftstoffzufuhr von dem Druckraum 7 in das Sackloch 4 unterbindet.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil weist zwischen dem Druckraum 7 und dem Ventilsitz 3 bzw. der Ventilsitzfläche 8 einen Sitzabsatz 9 auf. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist der Sitzabsatz als Stufensitzabsatz 9a ausgebildet. In dem Stufensitzabsatz 9a ist eine Drossel 10 eingearbeitet, die durch in den Sitzabsatz 9 eingelassene Verengungen 11a, 11b gebildet ist. Die Drossel 10 ist so bemessen, dass diese bei geschlossenem Kraftstoffeinspritzventil noch einen Strömungsquerschnitt frei lässt. Bei kleinen Hüben der Ventilnadel 6 und großen Fluidgeschwindigkeiten wird ein Druckeinbruch unterhalb der Drosselfläche - also im Bereich zu dem Ventilsitz 3 hin - eingestellt. Dies führt zu einer Absenkung der Nadelkraft FNadel, die sich als Summe der Spitzenkraft FSpitze (FS) und der Drosselkraft FDrossel (FD) ergibt. Diese verringerte Nadelkraft stellt sich nur bei geringem Hub der Ventilnadel 6 und hohen Fluidgeschwindigkeiten ein, während bei großem Hub die Nadelkraft unverändert (gegenüber einer Ausbildung des Sitzabsatzes 9 ohne Drossel 10) verbleibt.
  • Figur 2 zeigt in einer vergrößerten Ausschnittsdarstellung aus Figur 1 die im Bereich des Sitzabsatzes 9 sich ergebenden geometrischen Ausgestaltungen. Der Nullhub a der Drossel 10 und der Nadelhub b der Ventilnadel 6 ergeben die freie Querschnittsfläche der Drossel 10. Es ergeben sich mit den dargestellten geometrischen Ausgestaltungen die folgenden Beziehungen.
    • AHub = (Nullhub + Nadelhub) * Π * d
    • ADrossel = (Nadeldurchmesser2 - Zylinderabsatz2) * Π/4
    • FDrossel = pDrossel * ADrossel
  • In der Zeichnung sind ADrossel mit AD; AHub mit AH und PDrossel mit pD bezeichnet.
  • In Figur 3a ist ein kleiner Öffnungshub der Ventilnadel 6 und in Figur 3b ein großer Öffnungshub der Ventilnadel 6 dargestellt.
  • In dem oberen Diagramm der Figur 4 ist die Nadelkraft FN über den Nadelhub NH bei hohen Drücken dargestellt. Die durchgezogene Kurve zeigt die Nadelkraft, die sich ohne Drossel 10 ergibt, während die strichlinierte Kurve die Verhältnisse wiedergibt, die sich beim Einsatz der erfindungsgemäßen Drossel 10 ergeben. Bei niedrigen Drücken schwächt sich die Wirkung der Drossel 10 ab, was im Leerlaufbereich erwünscht ist. In dem unteren Diagramm der Figur 4 ist die Einspritzrate ER über der Einspritzzeit EZ dargestellt. Erkennbar ist, dass im Bereich der links dargestellten Voreinspritzung durch die Drossel 10 eine verringerte Voreinspritzmenge (dargestellt durch die strichlinierte Kurve) erzielt wird. Die Haupteinspritzmenge (rechts in dem Diagramm dargestellt) bleibt unverändert. Beispielsweise liegt bei 10µm Nullhub die Einspritzmenge bei ca. 1,0mm3 pro Hub, bei 60µm Nullhub liegt sie bei ca. 1,2mm3 pro Hub. Die Kleinmengenfähigkeit kann damit bei diesem Beispiel um ca. 20% verbessert werden. Die Haupteinspritzmenge bleibt hierbei konstant.
  • Die Figuren 5a und 5b zeigen einen Sitzabsatz 9, der als Schrägsitzabsatz 9b ausgebildet ist. Dabei ist in Figur 5a die Verengung 11b in den Ventilkörper 1 im oberen Bereich des Ventilsitzes 3 eingearbeitet, während bei der Figur 5b der Ventilsitz 3 ist in den Bereich der Drossel 10 gradlinig ausgebildet ist und die Verengung 11a im Bereich des ventilnadelseitigen Schrägsitzabsatzes 9b angeordnet ist. Selbstverständlich sind hier im Rahmen der Erfindung auch beliebige nicht dargestellte Kombinationen möglich.
  • Die Figuren 6a und 6b zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die Drossel 10 in den Ventilsitz 3 integriert sind. Figur 6a zeigt bei einer Sacklochdüse eine Ventilnadel 6, die eine Ventilsitzfläche 8 aufweist, die als Ringfläche 12 ausgebildet ist. Nur im Bereich der Ringfläche 12 ist im geschlossenen Zustand der Ventilnadel 6 eine dichte Verbindung zu dem Ventilsitz 3 hergestellt. Im Bereich zu dem Sackloch 4 und auch zu dem Sitzabsatz 9 weist die Ventilnadel 6 jeweils einen verkleinerten Nadelwinkel auf. Der Sitzwinkel der Ventilnadel 6 im Bereich Ringfläche 12 und der Nadelwinkel sowie der Spitzenwinkel des Ventilkörpers 1 sind gegenüber den Figuren 1 bis 3 und 5 dargestellten Ausführungen kleiner, vorzugsweise im Bereich zwischen 29° und 49° ausgestaltet. Wichtig ist hierbei, dass der Sitzdurchmesser gegenüber den in den vorherigen Ausführungsbeispielen gleich bleibt. Der Öffnungsdruck bleibt somit gleich. Die Sitzlänge wird dadurch aber erhöht, wodurch die Drosselung zunimmt.
  • In Figur 6b ist ein entsprechendes Ausführungsbeispiel bei einer Sitzlochdüse dargestellt. Um den Öffnungsdruck des Kraftstoffeinspritzventils konstant zu halten ist die Position der Ringfläche 12 in Richtung zu dem Sitzabsatz 9 verlagert. Hierdurch wird der gesamte Drosselbereich des Sitzes verlängert. Der Sitz übernimmt damit zusätzlich die Funktion der Drossel 10.

Claims (9)

  1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einem Ventilkörper (1), in dem eine Bohrung (2) ausgearbeitet ist, die an einem Ende von einem Ventilsitz (3) begrenzt ist, von dem zumindest ein Einspritzkanal (5) abgeht, und mit einer Ventilnadel (6), die in der Bohrung (2) längsverschiebbar angeordnet ist und die an ihren dem Ventilsitz (3) zugewandten Ende eine Ventilsitzfläche (8) aufweist, mit der sie zum Öffnen und Schließen des wenigstens einen Einspritzkanals (5) mit dem Ventilsitz (3) zusammenwirkt und mit einem zwischen der Ventilnadel (6) und der Wand der Bohrung (2) ausgebildeten Druckraum (7), der mit Kraftstoff unter Druck befüllbar ist, wobei zwischen dem Ventilkörper (1) und der Ventilnadel (6) eine Drossel (10) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffeinspritzventil benachbart zu dem Ventilsitz (3) einen Sitzabsatz (9) aufweist und das die Drossel (10) zwischen dem Ventilsitz (3) und dem Sitzabsatz (9) angeordnet ist.
  2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (10) in den Sitzabsatz (9) integriert ist.
  3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzabsatz (9) als Stufensitzabsatz (9a) ausgebildet und die Drossel (10) als quer zu der Bewegungsrichtung der Ventilnadel (6) ausgerichtete Verengung (11a, 11b) zwischen der Ventilnadel (6) und dem Ventilkörper (1) ausgebildet ist.
  4. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzabsatz (9) als Schrägsitzabsatz (9b) ausgebildet und die Drossel (10) als zumindest angenähert parallel zu dem Ventilsitz (3) ausgerichtete Verengung (11a, 11b) ausgebildet ist.
  5. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (10) in den Ventilsitz (3) integriert ist.
  6. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (6) benachbart zu einem Sitzbereich der Ventilsitzfläche (8) zumindest auf der dem lochseitigen Ende des Ventilkörpers (1) zugewandten Seite einen verkleinerten Nadelwinkel aufweist.
  7. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzwinkel (13) und der Spitzenwinkel (14) der Ventilnadel (6) und des Ventilkörpers (1) kleiner als 59° ist, vorzugsweise zwischen 29° und 49° beträgt.
  8. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzbereich eine Kegelabschnittsfläche ist.
  9. Kraftstoffeinspritzventil nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Sitzbereich eine Ringfläche (12) ist.
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