DE3724545A1

DE3724545A1 - FUEL INJECTION NOZZLE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DE3724545A1
Application number: DE19873724545
Authority: DE
Inventors: Karl Ing Grad Hofmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-07-24
Filing date: 1987-07-24
Publication date: 1989-02-02
Also published as: JPS6436975A; KR890002535A; EP0300198A1

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse für Brenn kraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Einspritzdüsen dieser Gattung haben den Vorteil, daß durch das Fehlen eines Rest luftspaltes ein deutlicher ausgeprägtes Signal erzielbar ist als bei jenen Ausführungen, bei denen wegen Fehlens eines elastischen Feder elementes ein durch Fertigungstoleranzen bedingter Restluftspalt in Kauf genommen werden muß. Besonders vorteilhaft ist es, daß bereits der Anfangsluftspalt sehr klein gehalten werden kann, so daß der Anker schon dann an den Magnetkern anschlägt, wenn die Ventilnadel beispielsweise erst ein Viertel oder ein Achtel ihres gesamten Öffnungshubes zurückgelegt hat. Dadurch ist sichergestellt, daß die auf kürzeste Zeit zusammengedrängte Signalgabe tatsächlich am Anfang des Öffnungshubes und am Ende des Schließhubes der Ventilnadel er folgt.The invention relates to a fuel injector for combustion Engines according to the type of the main claim. Injectors this genus have the advantage that due to the lack of a rest air gap a more pronounced signal can be achieved than with those designs where due to the lack of an elastic spring element a residual air gap in due to manufacturing tolerances Purchase must be made. It is particularly advantageous that already the initial air gap can be kept very small so that the Anchor strikes the magnetic core when the valve needle for example, only a quarter or an eighth of their total Opening stroke. This ensures that the signaling compressed into the shortest possible time actually at the beginning of the opening stroke and at the end of the closing stroke of the valve needle follows.

Bei einer bekannten Einspritzdüse der eingangs genannten Gattung (DE-A1 31 37 761) wirkt das in Düsenachsrichtung elastisch zusammen drückbare Federelement auf den verschiebbar gelagerten Magnetkern ein und ist in einer Kammer des Düsenhalters untergebracht, welche zwischen der Induktionsspule und dem anschlußseitigen Stirnende des Düsenhalters angeordnet ist. Bei dieser Ausführung wird der eingangs geschilderte Vorteil einer verbesserten Signalgabe durch einen er höhten Platzbedarf in Achsrichtung der Einspritzdüse erkauft, was insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn die elektrischen Anschluß kontakte der Induktionsspule ebenfalls axial angeordnet und die da hin führenden Signalleitungen annähernd in gleicher Richtung aus dem Düsenhalter herausgeführt sein sollen.In a known injector of the type mentioned (DE-A1 31 37 761) interacts elastically in the nozzle axis direction pushable spring element on the slidably mounted magnetic core and is housed in a chamber of the nozzle holder, which between the induction coil and the terminal end of the Nozzle holder is arranged. In this version, the input described advantage of improved signaling by a he bought more space in the axial direction of the injection nozzle, what is particularly important when the electrical connection contacts of the induction coil are also arranged axially and there leading signal lines approximately in the same direction from the Nozzle holder should be led out.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß für das elastisch zusammendrückbare Federelement ein zwischen der Induktionsspule und dem anschlußseitigen Stirnende des Düsenhalters liegender Raum nicht benötigt wird, so daß der Düsenhalter entweder in Achsrichtung kürzer bemessen oder der nicht benötigte Raum für die Unterbringung der Anschlußelemente der Induktionsspule genutzt werden kann. Durch den Wegfall einer starren Verbindung zwischen der Ventilnadel bzw. einem Druckstück und dem Anker ist ferner erreicht, daß das Führungsspiel des Ankers in einem Rückschlußteil des magnetischen Kreises der Induktionsspule kleiner als bisher bemessen werden kann, was sich ebenfalls positiv auf die Signalbildung auswirkt.The arrangement according to the invention with the characterizing features of The main claim has the advantage that for the elastic compressible spring element between the induction coil and not the space on the end face of the nozzle holder is required so that the nozzle holder either in the axial direction shorter or the space that is not required for the accommodation the connection elements of the induction coil can be used. By the elimination of a rigid connection between the valve needle or a pressure piece and the anchor is also achieved that Guide play of the armature in a back yoke part of the magnetic Circle of the induction coil can be dimensioned smaller than before, which also has a positive effect on signal formation.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch mög lich.The measures listed in the subclaims provide for partial refinements of the arrangement according to the main claim possible Lich.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing represents and explained in more detail in the following description. It demonstrate

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel und Fig. 1 shows a longitudinal section through the embodiment and

Fig. 2 vergrößert eine Variante der Einspritzdüse nach Fig. 1. FIG. 2 enlarges a variant of the injection nozzle according to FIG. 1.

Description of the embodiment

Die Einspritzdüse nach dem Ausführungsbeispiel hat einen Düsenhalter 10, gegen den eine Zwischenplatte 11 und ein Düsenkörper 12 durch eine Überwurfmutter 13 gespannt sind. Im Düsenkörper 12 sind eine Führungsbohrung 14 zur Aufnahme einer Ventilnadel 15 und ein Ventil sitz 16 gebildet, der mit einem Dichtkegel 17 an der Ventilnadel 15 zusammenwirkt. An den Dichtkegel 17 schließt sich ein im Durchmesser größerer, in der Führungsbohrung 14 gleitender Nadelschaft 18 und ein Druckzapfen 19 an. Auf dem Druckzapfen 19 sitzt ein Druckstück 20 auf, welches mit einem nach unten weisenden Ringkragen den Druck zapfen 19 mit dem erforderlichen Bewegungsspiel umgreift. Die zwischen Nadelschaft 18 und Druckzapfen 19 an der Ventilnadel 15 ge bildete Ringschulter 21 ist bei auf dem Ventilsitz 16 aufsitzender Ventilnadel 15 um das Maß h von der Zwischenplatte 11 entfernt, welches dem von der Zwischenplatte 11 begrenzten Gesamthub der Ven tilnadel 15 entspricht.The injection nozzle according to the exemplary embodiment has a nozzle holder 10 , against which an intermediate plate 11 and a nozzle body 12 are clamped by a union nut 13 . In the nozzle body 12 , a guide bore 14 for receiving a valve needle 15 and a valve seat 16 are formed, which cooperates with a sealing cone 17 on the valve needle 15 . Connected to the sealing cone 17 is a needle shaft 18 , which is larger in diameter and slides in the guide bore 14, and a pressure pin 19 . On the pressure pin 19 , a pressure piece 20 is seated, which, with a ring collar pointing downward, engages around the pressure pin 19 with the required play. The between the needle shaft 18 and pressure pin 19 on the valve needle 15 ge formed shoulder 21 is at the valve seat 16 seated valve needle 15 by the dimension h from the intermediate plate 11 , which corresponds to the total stroke of the intermediate plate 11 limited by Ven tilnadel 15 .

Im Düsenhalter 10 sind ein stirnseitig offener Federraum 22 mit einer Schulter 23 und eine im Durchmesser kleinere Sackbohrung 24 ausgespart. In den Federraum 22 sind eine mit einem magnetisch lei tenden Gehäuse 25 versehene Induktionsspule 26, eine Platte 27 und eine Schließfeder 28 für die Ventilnadel 15 eingesetzt. Die Schließ feder 28 greift am Druckstück 20 an und stützt sich über die Platte 27, das Gehäuse 25 und einen Ringflansch 29 eines die Induktions spule 26 durchsetzenden Magnetkerns 30 an der Schulter 23 des Düsen halters 10 ab. Dadurch wird gleichzeitig die Induktionsspule 26 schüttelsicher an der Schulter 23 festgehalten und die Platte 27 an den offenen Stirnrand des Gehäuses 25 angedrückt.In the nozzle holder 10 , a spring space 22 open at the end with a shoulder 23 and a blind bore 24 with a smaller diameter are recessed. In the spring chamber 22 are provided with a magnetically conductive housing 25 induction coil 26 , a plate 27 and a closing spring 28 for the valve needle 15 . The closing spring 28 engages the pressure piece 20 and is supported on the plate 27 , the housing 25 and an annular flange 29 of an induction coil 26 passing through the magnetic core 30 on the shoulder 23 of the nozzle holder 10 . As a result, the induction coil 26 is simultaneously held firmly against the shoulder 23 and pressed against the plate 27 against the open end edge of the housing 25 .

Das Gehäuse 25 und der Magnetkern 30 samt Ringflansch 29 bestehen aus Weicheisen und bilden Abschnitte eines magnetischen Kreises, welcher auch über einen ebenfalls aus Weicheisen bestehenden Anker 32 und einen zwischen diesem und dem Magnetkern 30 in Schließ stellung der Ventilnadel 15 gebildeten Luftspalt führt. Der Anker 32 ist im Gehäuse 25 exakt verschiebbar geführt und mit der Ventilnadel 15 über einen Mitnehmerbolzen 33 gekoppelt, der fest mit dem Druck stück 20 verbunden ist. Mit seinem oberen Stirnende taucht der dort mit einem Ringbund 34 versehene Mitnehmerbolzen 33 in eine Kammer 35 des Ankers 32 ein, deren Eingangsöffnung mit einem den Ringbund 34 untergreifenden Kragen 36 versehen ist. In dem zwischen Mitnehmer bolzen 33 und Schließfeder 28 gebildeten Ringraum ist eine Schrau bendruckfeder 38 angeordnet, die sich am Druckstück 20 abstützt und am Kragen 36 des Ankers 32 angreift. In Schließstellung der Ventil nadel 15 drückt die Schraubendruckfeder 38 den Kragen 36 an den Ringbund 34 des Mitnehmerbolzens 33 an.The housing 25 and the magnetic core 30 together with the annular flange 29 consist of soft iron and form sections of a magnetic circuit, which also has an armature 32 also consisting of soft iron and an air gap formed between this and the magnetic core 30 in the closed position of the valve needle 15 . The armature 32 is guided in the housing 25 in an exactly displaceable manner and is coupled to the valve needle 15 via a driving pin 33 which is firmly connected to the pressure piece 20 . With its upper front end, the driving pin 33 provided there with an annular collar 34 plunges into a chamber 35 of the armature 32 , the inlet opening of which is provided with a collar 36 which engages under the annular collar 34 . In the pin 33 formed between the driver and the closing spring 28 , a screw pressure spring 38 is arranged, which is supported on the pressure piece 20 and engages the collar 36 of the armature 32 . In the closed position of the valve needle 15 , the helical compression spring 38 presses the collar 36 against the annular collar 34 of the driving bolt 33 .

Der Anfangsluftspalt zwischen dem Anker 32 und dem Magnetkern 33 ist wesentlich kleiner bemessen als der Öffnungshub der Ventilnadel 15. Die Tiefe der Kammer 35 im Anker 32 ist so bemessen, daß das axiale Bewegungsspiel des Ringbundes 34 in der Kammer 32 größer als die Differenz zwischen dem Öffnungshub der Ventilnadel 15 und dem An fangsluftspalt zwischen Anker 32 und Magnetkern 30 ist.The initial air gap between the armature 32 and the magnetic core 33 is dimensioned much smaller than the opening stroke of the valve needle 15 . The depth of the chamber 35 in the armature 32 is such that the axial movement of the collar 34 in the chamber 32 is greater than the difference between the opening stroke of the valve needle 15 and the initial air gap between the armature 32 and the magnetic core 30 .

Der zugeführte Kraftstoff gelangt über Bohrungen 40 und 41 im Düsen halter 10 in eine stirnseitige Ringnut 42 der Zwischenplatte 11 und von dort weiter über eine Bohrung 43 in der Zwischenplatte 11, eine Ringnut 44 und eine Bohrung 45 im Düsenkörper 12 in einen Druckraum 46, welcher die Ventilnadel 15 im Bereich einer Druckschulter 47 um gibt. Vom Druckraum 46 gelangt der Kraftstoff durch das Ventil 16, 17 in eine Spritzöffnung 48 und von dort in die Brennkammer des Motors. Die über den Führungsspalt der Ventilnadel 15 in den Feder raum 22 gelangende Leckölmenge kann über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Leckölkanal in einen ebenfalls nicht sichtbaren Anschlußstutzen für eine externe Leckölleitung abgeführt werden.The fuel supplied passes through holes 40 and 41 in the nozzle holder 10 in an end annular groove 42 of the intermediate plate 11 and from there through a hole 43 in the intermediate plate 11 , an annular groove 44 and a bore 45 in the nozzle body 12 in a pressure chamber 46 , which the valve needle 15 in the area of a pressure shoulder 47 around. From the pressure chamber 46 , the fuel passes through the valve 16 , 17 into a spray opening 48 and from there into the combustion chamber of the engine. The amount of leakage oil reaching the spring space 22 via the guide gap of the valve needle 15 can be discharged via a leakage oil channel, not shown in the drawing, into a connection piece for an external leakage oil line, likewise not visible.

Die Induktionsspule 26 ist über Anschlußmittel 49 und ein Anschluß kabel 50 an eine Gleichstromquelle und eine Einrichtung zur Aus wertung der im Betrieb in der Induktionsspule induzierten und sich einer angelegten Gleichspannung überlagernden Spannungen ange schlossen. Unmittelbar nach Beginn des Öffnungshubes wird der An fangsluftspalt auf den Wert 0 verkürzt, so daß sich genau zur richtigen Zeit eine deutlich ausgeprägte sprunghafte Änderung des magnetischen Flusses und der resultierenden Spannung ergibt. Beim weiteren Hub der Ventilnadel 15 verschiebt sich der Ringbund 34 in der Kammer 35 des Ankers 32 nach oben, wobei die Schraubendruckfeder 38 entsprechend axial zusammengedrückt wird. Beim Schließhub bleibt der Anker 32 durch die Schraubendruckfeder 38 zunächst am Magnetkern 30 angelegt, bis der Ringbund 34 auf den Kragen 36 aufsetzt und da nach den Anker 32 schleppend in die Ausgangsstellung zurückzieht. Beim Abheben des Ankers 32 vom Magnetkern 30 wird der Auswerte schaltung wiederum ein deutlich ausgeprägtes Signal zugeführt.The induction coil 26 is connected via connecting means 49 and a connecting cable 50 to a direct current source and a device for evaluating the voltages induced in operation in the induction coil and a DC voltage superimposed on it. Immediately after the opening stroke begins, the initial air gap is shortened to the value 0, so that there is a clearly pronounced sudden change in the magnetic flux and the resulting voltage at exactly the right time. As valve needle 15 moves further, collar 34 moves upward in chamber 35 of armature 32 , helical compression spring 38 being correspondingly axially compressed. During the closing stroke, the armature 32 initially remains in contact with the magnetic core 30 by means of the helical compression spring 38 until the ring collar 34 is seated on the collar 36 and then slips back into the initial position after the armature 32 . When the armature 32 is lifted from the magnetic core 30 , the evaluation circuit is again supplied with a distinct signal.

Bei der Variante nach Fig. 2 ist ein in Düsenachsrichtung elastisch zusammendrückbares Federelement 52 in der Kammer 35 des Ankers 32 angeordnet, so daß eine den Mitnehmerbolzen 33 umgebende Schrauben druckfeder entfällt.In the variant according to FIG. 2, an elastically compressible in Düsenachsrichtung spring element 52 is disposed of the armature 32 in the chamber 35, so that the driving pins 33 surrounding bolts omitted pressure spring.

Claims

1. Fuel injection nozzle for internal combustion engines, with a nozzle body, in which a valve seat is formed and a valve needle is slidably mounted, which is acted upon by a closing spring and opposite thereto by the fuel pressure and moves against the flow direction of the fuel during the opening stroke, and also with a nozzle holder, on which the nozzle body is clamped and which has a chamber for receiving the closing spring and one of the needle or needle speed-dependent signaling induction coil, which is provided with a central opening at least partially filling its core against which one of the Valve needle-influenced armature moves during the opening stroke, with the initial air gap being matched to the valve needle stroke in such a way that the armature comes into contact with the magnetic core at the end of the stroke of the valve needle, and a spring element that is elastically deformable in the nozzle axial direction has a size of the initial air gap s exceeds the overstroke of the armature, characterized in that the spring element ( 38 , 52 ) which is elastically deformable in the nozzle axis direction is arranged between the valve needle ( 15 ) and the armature ( 32 ) and this with the valve needle ( 15 ) via a playful towing connection ( 34 , 36 ) is coupled.

2. Injection nozzle according to claim 1, characterized in that the towing connection ( 34 , 36 ) between the valve needle ( 15 ) and armature ( 32 ) is formed on an axial shoulder ( 36 ) on the armature ( 32 ) and this shoulder ( 36 ) overlapping Counter shoulder ( 34 ) on an extending through the closing spring ( 28 ) of the valve needle ( 15 ) through it, with the valve needle ( 15 ) to and fro with slave bolts ( 33 ).

3. Injection nozzle according to claim 2, characterized in that the driving pin ( 33 ) with an annular collar ( 34 ) projects into a chamber ( 35 ) in the armature ( 32 ), the inlet opening of which surrounds a collar ( 36 ) engaging under the annular collar ( 34 ) is.

4. Injection nozzle according to claim 2 or 3, characterized in that the spring element which is elastically deformable in the nozzle axis direction surrounds the driving pin ( 33 ), on the one hand on the valve needle ( 15 ) or a pressure piece ( 20 ) serving for closing pressure transmission, and on the other Valve needle ( 15 ) facing end of the armature ( 32 ) supporting helical compression spring ( 38 ).

5. Injection nozzle according to claim 3, characterized in that the elastically deformable in the nozzle axis direction spring element ( 52 ) in the chamber ( 35 ) of the armature ( 32 ) is arranged.