FUEL INJECTOR VALVE FOR A COMBUSTION ENGINE

Abstract: 1. Fuel-injection valve for internal combustion engines, with a valve needle (3) which opens under the action of the fuel pressure, in the direction of the fuel flow, counter to the force of a closing spring (7), and an induction coil (37) which is installed inside the valve support (18, 18') and can be connected to an evaluating circuit (46), a conducting body (8), composed of a material which can be magnetised, such as soft iron, and coupled to the valve needle (3), projecting into the magnetic field which is generated by the induction coil (37)8 this conducting body (8) influencing the magnetic flux through the induction coil (37) as a function of the position of the valve needle (3), characterised by the following features : (a) the induction coil (37) is located on a supporting body (17, 43) which is made of a material which can be magnetised, such as soft iron, and which is inserted into the valve support (18, 18') ; (b) on the side remote from the valve needle (3), the supporting body (17, 43) is connected to the valve support (18, 18'), which is likewise composed of a material which can be magnetised, the connection being such that magnetic conduction is obtained ; (c) at the end facing the valve needle (3), the supporting body (17, 43) is sealed and magnetically screened with respect to the valve support (18, 18') by means of a separating body (19) which is composed of a magnetically non-conducting material ; (d) the supporting body (17, 43) contains a fuel inlet bore (28), and (e) the end face (15) of the supporting body (17, 43) which faces the valve needle (3) forms, with the conducting body (8), an axial air-gap (14) in the magnetic circuit, this air-gap being variable with the position of the valve needle.

Description: Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Kraftstoffeinspritzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Der Spritzbeginn einer Kraftstoffeinspritzanlage wird genau nur an dem Kraftstoffeinspritzventil selbst gemessen. Aus diesem Grunde werden erhebliche Aufwendungen gemacht, um Geber zu ent- wickeln, die sich unmittelbar an dem Kraftstoffeinspritz- ventil befinden. Aufgrund der schlanken Bauweise und der geringen Hübe der beweglichen Teile in dem Ventil ist es sehr viel schwieriger, an dem Kraftstoffeinspritzventil selbst als beispielsweise an der Einspritzpumpe den Spritzbeginn zu messen. Bei einem bekannten, gemäss der Gattung des Hauptanspruchs ausgestatteten Einspritzventil ist eine Induktionsspule in einem vom Kraftstoff gefüllten Innenraum des Kraftstoffeinspritzventils getrennten Raum angeordnet, wobei die Ventilnadel eine mit einem Permanentmagneten versehene Verlängerung aufweist, die durch eine Buchse aus dem kraftstoffgefüllten Innenraum in den Kernbereich der Induktionsspule geführt wird. Ein Hauptproblem ist dabei die Abdichtung und die Baugrösse des Kraftstoffeinspritzventils. Vorteile der -Erfindung Das erfindungsgemässe Kraftstoffeinspritzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, dass es sich ohne Änderung der äusseren Form und der Abmessungen serienmässiger Kraftstoffeinspritzventile verwirklichen lasse. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzventils möglich. Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der Beschreibung näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Schnittes eines sich nach aussen unter Kraftstoffdruckeinwirkung öffnenden Kraftstoffeinspritzventils und Fig. 2 eine demgegenüber abgewandelte Ausführungsform. Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Fig. 1 ist ein Kraftstoffeinspritzventil im Längsschnitt dargestellt mit einem Ventilkörper 2, dem eine nach aussen öffnende Ventilnadel 7 zugeordnet ist. Zwischen einem flanschartig ausgestalteten Teil 4 des Ventilkörpers und einem Federteller in Form einer Anschlag hülse 5 ist eine Druckfeder 7 eingespannt, durch die die Ventilnadel in Schliessstellung gehalten wird. Dazu ist die Anschlaghülse 5 über einen Haltering 8 mit dem kopfartig ausgebildeten Ende 9 der Ventilnadel gekoppelt. Der Ventilnadelkopf 9 wird dabei durch eine nicht weiter dargestellte Einführbohrung durch den;-Haltering durchgeführt und nach der Durchführung in eine Einraststellung gebracht. Der Haltering 8 ragt über den Ventilnadelkopf 9 hinaus und bildet dort einen Ring 11, dessen Stirnfläche 12 senkrecht zur Achse der Ventilnadel 3 liegt und einen parallelen Spalt 14 mit der Stirnseite 15 eines sich anschliessenden Anschlussstutzens 17 bildet. Dieses ist in einen hülsenförmigen Ventilträger 18 eingeschraubt und liegt am äusseren Rand der Stirnseite 15 über einen Distanzring 19 dicht an einer Schulter 20 an der Innenseite des Ventilträgers an, so dass zwischen Flanschteil 4 und Stirnseite 15 ein kraftstoffgefüllter Innenraum 22 dicht eingeschlossen wird. Der Ventilkörper 2 wird dabei über den Flanschteil 4 mittels einer Überwurfmutter 23 dicht auf die Stirnseite des Ventilträgers 18 gepresst. Damit die Rechtwinkeligkeit der Lage des Halterings bzw. der Stirnfläche zur Achse der Ventilnadel gewährleistet ist, weist die Anschlaghülse 5 ein Führungsteil 25 auf, das ein Passstück 26 der Ventilnadel umfasst. Der Anschlussstutzen weist in üblicher Ausgestaltung ein Anschlussgewi-nde 27 zum Anschluss einer Hochdruckrohrleitung und eine Zulaufbohrung 28 auf, die an der Stirnseite 15 des Anschlussstutzens in den Innenraum 22 mündet. Der gesamte Anschlussstutzen 17 ist aus magnetisierbarem Material wie Weicheisen hergestellt und ist über ein Einschraubgewinde 35 mit dem Ventilträger 18 verbunden. Im Bereich zwischen Einschraubgewinde 35 und Distanzring 19, der aus magnetisch nicht leitendem Material gefertigt ist, ist in einer Ausnehmung 36 am Umfang des Anschlussstutzens 17 eine Induktionsspule 37 angeordnet, deren Anschlussdrähte 38 durch eine im Bereich des Einschraubgewindes 35 im Anschlussstutzen vorgesehene Nut 39 nach aussen geführt wird. Durch die beschriebene Ausgestaltung des KraSstoffein- spritzventils wird bei Erregung der Induktionsspule durch einen konstanten Strom von einer für sich bekannten Konstantstromquelle einer Auswerteeinrichtung 46, die hier nicht weiter dargestellt werden braucht, ein magnetischer Fluss erzeugt. Dieser führt unter Bildung eines magnetischen Kreises vom Anschlussstutzen über den Ventilträger 18 und von diesem geleitet die Induktionsspule 37 aussen umfassend weiter über den Ventilkörper, die Ventilnadel 3, den Haltering 8 und den Spalt 14 wieder zurück zum Anschlussstutzen 17. Sehr wesentlich ist weiterhin, dass der Magnetfluss auch mit kürzerer Verbindung über den zwischen dem Haltering und dem diesen radial umgebenden Ventilträger gebildeten engen Spalt 40 zum Haltering 8 gelangt. Wird ausgehend von der Schliessstellung der Ventilnadel dem Innenraum 22 unter Druck Kraftstoff zugeführt, so dass sich die Ventilnadel 3 axial verschiebt und Kraftstoff am Ventilkörper austreten kann, so vergrössert sich der Spalt 14, so dass der Widerstand im magnetischen Kreis vergrössert und eine Magnetflussänderung erzeugt wird. Diese bewirkt eine entsprechende Induktionsspannung in der Induktionsspule 37, die über die Anschlussdrähte mit der Auswerteeinrichtung verbunden ist. Der hier vorgesehene Haltering bietet die Möglichkeit, eine relativ grosse, vom magnetischen Fluss durchdrungene Fläche zu verwirklichen. Bei dieser Ausgestaltung des Kraftstoffeinspritzventils können in einfacher Weise die äusseren Abmessungen von serienmässigen Kraftstoff-Einspritzventilen ohne Nadelhubgeber bzw. Spritzbeginngeber beibehalten werden. Die Ausgestaltung ermöglicht die Ausbildung eines definiert verlaufenden magnetischen Kreises. Im Bereich des variablen Spaltes 14, dessen Breite die Stellung der Ventilnadel kennzeichnet, ist der Magnetfluss durch den Distanz4 ring 19, der gleichzeitig als Dichtring dient, radial vom Haltering 8 abgeschirmt, so dass die Anderung des Magnetflusses im wesentlichen ausschliesslich durch die Ventilnadelbewegung bzw. den Haltering 8 erfolgt. Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Abweichend davon ist hier das Anschlussstück 17 und der Ventilträger 18 gemäss Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in einem Stück vereint, als Ventilträger 18', so dass das Einschraubgewinde 35 bei-Fig. 1 entfällt. Dieser Ventilträger 18' ist ganz aus magnetisch leitendem Material, z. B. Weicheisen, hergestellt und ist in gleicher Weise hülsenförmig ausgestaltet, wobei das eine Ende auf den Flanschteil 4 des Ventilkörpers aufsitzt, der mit dem Flanschteil 4 mit Hilfe einer mit dem Ventilträger 18' verschraubten Überwurfmutter 33 gehalten wird. Im Innern des Ventilträgers wird somit in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Innenraum 22 gebildet, in den die Ventilnadel 3 mit dem Haltering 8 hineinragt. Anschlussseitig weist der Ventilträger 18' eine Längsbohrung 42 auf, in die ein etwa stabförmiger Einsatz 43 aus ebenfalls magnetisch leitendem Material eingesetzt ist. Das dem Innenraum 22 zugewandte Ende des Einsatzeils ist radial von einem Distanzring 19' umgeben, der abgestuft auch den Ring 11 des.Halterings 8 radial berührungslos umschliesst und aus magnetisch nicht leitendem Material besteht. In analoger Weise zum Anschlussstutzen 17 schliesst der Einsatz 43 zusammen mit dem Distanzring 19' den Innenraum 22 an dem dem Ventilkörper 2 gegenüberliegenden Ende stirnseitig ab, wobei die Stirnfläche 15' unter Bildung eines Spalts 14 senkrecht zur Achse der Ventilnadel bzw. parallel zur Stirnfläche 12 des Halterings 8 liegt. Am anschlussseitigen Ende und am innenraumseitigen Ende des Einsatzes 43 ist der Einsatz 43 jeweils mit dem Ventilträger 18' dicht verbunden, wobei die dichte Verbindung z. B. durch Elektronenstrahlschweissung hergestellt werden kann. Am innenraumseitigen Ende des Einsatzes erfolgt der dichte Verschluss des Innenraums, z. B. durch Verschweissen des Distanzrings 19' mit dem Einsatz einerseits und dem Ventilträger 18' andererseits. Zwischen den Schweissstellen am Einsatz 43 ist am Aussenumfang des Einsatzteils 43 wiederum die Induktionsspule 37 angeordnet, wobei die Anschlussdrähte 38 der Induktionsspule über einen im Ventilträger 18' vorgesehenen Durchbruch 45 nach aussen geführt werden. Im Innern des Einsatzstücks verläuft die Zulaufbohrung 28. Das beschriebene Kraftstoffeinspritzventil hat im wesentlichen gleiche Eigenschaften wie das im vorstehenden Beispiel beschriebene Ventil. Vorteilhafterweise entfallen hier das Einschraubgewinde und die Einpassung eines Distanzringes 19 sowie die Abdichtung des Innenraumes 22 an dieser Stelle. Das Kraftstoffventil ist insgesamt leichter zu fertigen und zusammenzubauen, wobei die Abdichtprobleme z. B. durch Elektronenschweissen beherrschbar sind.

Claims: Ansprüche 1. Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einer entgegen der Kraft einer Schliessfeder unter Einwirkung des Kraftstoffdruckes öffnenden Ventilnadel und mit wenigstens einer ortsfest und an eine Auswertes-chaltung anschliessbaren Induktionsspule, in deren Kernbereich wenigstens ein Magnetfluss wirksam ist, wobei der Magnetfluss durch die Induktionsspule in Abhängigkeit von der Stellung der Ventilnadel änderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsspule (37)auf auf einem mit dem Ventilträger (18, 18') verbundenen Trägerkörper (17, 43) aus magnetisierbarem Material wie Weicheisen angeordnet ist und mit einem Erreger strom zur Erzeugung eines Magnetflusses versorgbar ist, dessen magnetischer Kreis über den Trägerkörper, den Ventilträger (18) des Kraftstoffeinspritzventils und einem durch den Hub der Ventilnadel (3) änderbaren Spalt (14) zum Trägerkörper hin schliessbar ist, wobei zur magnetischen Trennung zwischen Ventilträger und spaltseitigem Ende des Trä gersorpers ein diesen radial umgebender Trennkörper (19' aus magnetisch nicht leitendem Material vorgesehen ist. 2. Eraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (17, 43) wenigstens zum Teil den Innenraum (22) des Kraftstoffeinspritzventils stirnseitig verschliesst und die Kraftstoff- zulaufbohrung (28) enthält und die Grenzfläche (15) des Trägerkörpers zum Innenraum senkrecht zur Hubrichtung der Ventilnadel (3) liegt und dass die Ventilnadel mit einem Teil (8) verbunden ist, dessen eine Stirnseite (12' mit der Grenzfläche (15) des Trägerkörpers einen parallelen Spalt (14) bildet. 3. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper als Einsatz (43) auf der Kraftstoffanschlussseite des Ventilträgers (18' vorgesehen ist. 4. raftstoffeinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper als in den Ven ti'.räger (18) einschraubbarer Anschraubstutzen (17) ausbebildet ist.

Inventors: HOFMANN, KARL, KACZYNSKI, BERNHARD, DIPL.-ING., KOPSE, ODON, DIPL.-ING., Kopsé, Odon, Dipl.-Ing.
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1981
Main classification: F02M51
IPC codes: F02M65, F02M51, F02M61