<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer einen Dichtkegel aufweisenden, Spritzöffnungen steuernden und entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffes sowie entgegen einer Schliesskraft öffnenden Düsennadel und mit einem die Düsennadel aufnehmenden Düsenkörper, in welchem die Düsennadel radial geführt ist, wobei die im Düsenkörper geführte Mantelfläche der Nadel in Längsrichtung der Nadel verlaufende Ausnehmungen aufweist, welche durch in Längsrichtung der Nadel verlaufende, die Nadel im Düsenkörper führende Rippen begrenzt sind und den Druckraum mit dem konischen Nadelsitz verbinden.
Aus der DE-OS 1526734 ist bereits eine Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt-
EMI1.1
bunden. Es sind weiters bereits Kraftstoffeinspritzdüsen, beispielsweise aus der DE-OS 2710217, bekanntgeworden. Bei derartigen Kraftstoffeinspritzdüsen wird beim Schliessen der Düsennadel aus einem Sackloch Kraftstoff verdrängt, wobei Ausführungen bekannt sind, bei welchen die Düsennadel nach Aufsitzen auf dem Ventilsitz das Sacklochvolumen vom Brennraum abschliesst.
Für die Kohlenwasserstoffemission ist in diesem Fall nur mehr das Volumen der Spritzöffnungen, nicht aber die Summe aus Spritzlochvolumen und Sacklochvolumen massgeblich. Es wird zwar angestrebt, das Restsacklochvolumen so klein wie möglich zu halten, jedoch ist es fertigungstechnisch nahezu ausgeschlossen, eine sacklochfreie Düse der eingangs genannten Art herzustellen. Sowohl die Dichtfläche der Düsennadel als auch die Nadelsitzfläche müssen feinbearbeitet werden, wobei hiezu eine Begrenzung der jeweiligen Flächen erforderlich ist. Es sind Ausbildungen derartiger Kraftstoffeinspritzdüsen bekannt, bei welchen die Spritzöffnungen im Sackloch beginnen, jedoch haben diese Ausbildungen den Nachteil, dass das Sacklochvolumen einen negativen Einfluss auf die Kohlenwasserstoffemission zur Folge hat.
Bei den bekannten Ausbildungen dieser Art war die Düsennadel zwischen dem Nadelsitz und dem Druckraum, in welchem die Kraftstoffleitung mündet, in keiner Weise geführt. Die Führung der Düsennadel erfolgte lediglich über eine relativ kurze Länge oberhalb der Kraftstoffzuführung durch den Düsennadelschaft, wodurch die frei vorstehende Düsennadel zu Schwingungen neigte. Derartige Nadelschwingungen hatten eine ungleichmässige Kraftstoffverteilung an den Spritzöffnungen zur Folge.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, derartige Schwingungen der Düsennadel bei der eingangs genannten Konstruktion zu vermeiden und das Nachtropfverhalten zu verbessern. Die Erfindung besteht hiebei im wesentlichen darin, dass, wie an sich bekannt, der Nadelsitz den Druckraum von einem im Düsenkörper angeordneten Sackloch trennt, wobei die Spritzöffnungen vom Nadelsitz ausgehen, und dass die im Düsenkörper geführte Mantelfläche der Nadel die sich vom Druckraum bis zum Nadelsitz erstreckenden Ausnehmungen aufweist, wobei der kleinste Kerndurchmesser der Düsennadel im Bereich der Ausnehmungen grösser oder gleich dem Durchmesser des die Spritz- öffnungen aufweisenden Nadelsitzes ist. Durch die Führung im Düsenkörper werden Schwingungen der Düsennadel vermieden.
Dadurch, dass sich die Ausnehmungen vom Druckraum bis zum Nadelsitz über die gesamte Länge der Düsennadel erstrecken, ist die Düsennadel durch die die Ausnehmungen begrenzenden Rippen im Düsenkörper über ihre gesamte Länge geführt.
Die Düsennadel wird durch den bei der Einspritzung auftretenden Brennstoffdruck, welcher entgegen der üblicherweise durch eine Feder bewirkten Schliesskraft die Düsennadel vom Nadelsitz abhebt, vom Nadelsitz abgehoben. Der Düsennadelschaft weist einen grösseren Durchmesser auf als die Düsennadel und der Brennstoffdruck wirkt hiebei auf den Absatz zwischen Düsenschaft und Düsennadel. Gemäss der Erfindung ist die Anordnung vorzugsweise so getroffen, dass die dem Nadelsitz zugewendeten freien Stirnflächen der die Ausnehmungen begrenzenden Rippen unter einem Winkel zur Achse der Düsennadel auslaufen, welcher kleiner ist als der Winkel, welchen die Erzeugenden des Nadelsitzes mit der Achse der Düsennadel einschliessen, oder bei auf dem Nadelsitz aufsitzender Düsennadel in Abstand vom Nadelsitz liegen.
Durch die Ausbildung der Rippen wird der Querschnitt der Düsennadel vergrössert und die Differenzfläche zwischen dem Querschnitt der Düsennadel und dem Querschnitt des Düsennadelschaftes wird daher verkleinert, so dass auch die auf den Absatz des Düsennadelschaftes wirkende Kraft verkleinert wird. Dadurch,
<Desc/Clms Page number 2>
dass nun ein Abstand zwischen dem Nadelsitz und den die Düsennadel führenden Rippen besteht, wirkt nun der Brennstoffdruck auch auf die Stirnflächen der Rippen, so dass dadurch die Fläche, auf welche der Brennstoffdruck im Öffnungssinn der Düsennadel wirkt, vergrössert wird und jedenfalls nicht kleiner wird als bei den bekannten Düsen.
Gemäss der Erfindung ist aber der kleinste Kerndurchmesser der Düsennadel grösser oder gleich dem Durchmesser des die Spritzöffnungen aufweisenden Nadelsitzes, so dass bei am Nadelsitz aufsitzender Düsennadel die Spritzöffnungen sicher angeschlossen werden.
In den Zeichnungen ist die Erfindung schematisch veranschaulicht. Fig. l zeigt eine bekannte Kraftstoffeinspritzdüse mit Düsennadel im Axialschnitt durch den Düsenkörper. Fig. 2 und 3 zeigen eine erfindungsgemässe Ausführungsform. Hiebei zeigt Fig. 2 einen Axialschnitt nach Linie II-II der Fig. 3 und Fig. 3 einen Querschnitt nach Linie III-III der Fig. 2.
In Fig. 1 ist der Düsenkörper mit-l-bezeichnet. In einem Druckraum --2-- mündet die Kraftstoffleitung --3--. Der im Druckraum --2-- aufgebaute Druck wirkt auf die Ringflä- che --4-- der Düsennadel --5-- im Öffnungssinn, so dass die Spritzöffnungen --6-- freigegeben werden. Der Hub der Düsennadel ist hiebei mit a bezeichnet. Die Führung der Düsennadel --5-- erfolgt bei den bekannten Konstruktionen lediglich über eine Länge b, so dass es über den gesamten Bereich c der Düsennadel zur Ausbildung von Schwingungen kommen kann.
Bei der Ausbildung nach Fig. 2 wurden die Bezugszeichen der Fig. 1 beibehalten. Die Mantel- fläche --7-- der Düsennadel --5-- weist von in Längsrichtung der Nadel verlaufenden Rippen --8-- begrenzte Rillen --9-- auf, wie dies deutlich in Fig. 3 dargestellt ist. Die Rippen verlaufen zur Sitzfläche --10-- über den Endbereich --11-- unter einem spitzeren Winkel zur Achse --12-- der Düsennadel aus als der Winkel a der Erzeugenden --13-- des Nadelsitzes --10--. Der kleinste Kerndurchmesser d der Düsennadel ist wie sich aus Fig. 2 und 3 ergibt, höchstens gleich dem Durchmesser des Nadelsitzes.
Die Düsennadel --5-- ist hiebei wie in Fig. 3 deutlich dargestellt ist, im Bereich der Rippen --8-- an der Innenfläche --14-- des Düsenkörpers --1-- in radialer Richtung geführt, so dass Schwingungen vermieden werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer einen Dichtkegel aufweisenden, Spritzöffnungen steuernden und entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffes sowie entgegen einer Schliesskraft öffnenden Düsennadel und mit einem die Düsennadel aufnehmenden Düsenkörper, in welchem die Düsennadel radial geführt ist, wobei die im Düsenkörper geführte Mantelfläche der Nadel in Längsrichtung der Nadel verlaufende Ausnehmungen aufweist, welche durch in Längsrichtung der Nadel verlaufende, die Nadel im Düsenkörper führende Rippen begrenzt sind und den Druckraum mit dem konischen Nadelsitz verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass, wie an sich bekannt, der Nadelsitz (10) den Druckraum (2) von einem im Düsenkörper (1) angeordneten Sackloch trennt, wobei die Spritzöffnungen (6) vom Nadelsitz (10)
ausgehen, und dass die im Düsenkörper (1) geführte Mantelfläche (7) der Nadel (5) die sich vom Druckraum (2) bis zum Nadelsitz (10) erstreckenden Ausnehmungen (9) aufweist, wobei der kleinste Kerndurchmesser (d) der Düsennadel (5) im Bereich der Ausnehmungen (9) grösser oder gleich dem Durchmesser des die Spritzöffnungen (6) aufweisenden Nadelsitzes (10) ist.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a fuel injection nozzle for internal combustion engines with a nozzle cone having a sealing cone, controlling spray openings and opening against the flow direction of the fuel and against a closing force, and with a nozzle body receiving the nozzle needle, in which the nozzle needle is guided radially, the nozzle body being guided in the nozzle body Has lateral surface of the needle in the longitudinal direction of the needle recesses which are bounded by ribs running in the longitudinal direction of the needle, the needle in the nozzle body and connect the pressure chamber with the conical needle seat.
DE-OS 1526734 a device of the type mentioned is already known
EMI1.1
bound. Furthermore, fuel injection nozzles, for example from DE-OS 2710217, have already become known. With such fuel injection nozzles, fuel is displaced from a blind hole when the nozzle needle is closed, designs being known in which the nozzle needle closes off the blind hole volume from the combustion chamber after it has been seated on the valve seat.
In this case, only the volume of the spray openings is decisive for the hydrocarbon emission, but not the sum of the spray hole volume and the blind hole volume. Although the aim is to keep the residual blind hole volume as small as possible, it is almost impossible in terms of production technology to produce a blind hole-free nozzle of the type mentioned at the beginning. Both the sealing surface of the nozzle needle and the needle seat surface have to be finished, for which purpose a limitation of the respective surfaces is required. Designs of such fuel injection nozzles are known in which the spray openings begin in the blind hole, but these designs have the disadvantage that the blind hole volume has a negative influence on the hydrocarbon emission.
In the known designs of this type, the nozzle needle was in no way guided between the needle seat and the pressure chamber in which the fuel line opens. The nozzle needle was only guided over a relatively short length above the fuel supply through the nozzle needle shaft, as a result of which the freely protruding nozzle needle tended to vibrate. Such needle vibrations resulted in an uneven fuel distribution at the spray openings.
The invention now aims to avoid such vibrations of the nozzle needle in the construction mentioned at the beginning and to improve the dripping behavior. The invention essentially consists in the fact that, as is known per se, the needle seat separates the pressure chamber from a blind hole arranged in the nozzle body, the spray openings originating from the needle seat, and that the lateral surface of the needle guided in the nozzle body extends from the pressure chamber to the needle seat extending recesses, the smallest core diameter of the nozzle needle in the region of the recesses being greater than or equal to the diameter of the needle seat having the injection openings. The guidance in the nozzle body prevents vibrations of the nozzle needle.
Because the recesses extend from the pressure chamber to the needle seat over the entire length of the nozzle needle, the nozzle needle is guided over its entire length by the ribs delimiting the recesses in the nozzle body.
The nozzle needle is lifted from the needle seat by the fuel pressure which occurs during the injection and which, contrary to the closing force usually caused by a spring, lifts the nozzle needle from the needle seat. The nozzle needle shaft has a larger diameter than the nozzle needle and the fuel pressure acts on the heel between the nozzle shaft and the nozzle needle. According to the invention, the arrangement is preferably such that the free end faces of the ribs delimiting the recesses facing the needle seat end at an angle to the axis of the nozzle needle which is smaller than the angle which the generators of the needle seat form with the axis of the nozzle needle. or with the nozzle needle seated on the needle seat at a distance from the needle seat.
The configuration of the ribs increases the cross section of the nozzle needle and the difference in area between the cross section of the nozzle needle and the cross section of the nozzle needle shaft is therefore reduced, so that the force acting on the shoulder of the nozzle needle shaft is also reduced. Thereby,
<Desc / Clms Page number 2>
that there is now a distance between the needle seat and the ribs guiding the nozzle needle, the fuel pressure now also acts on the end faces of the ribs, so that the area to which the fuel pressure acts in the opening direction of the nozzle needle is increased and in any case does not become smaller than with the known nozzles.
According to the invention, however, the smallest core diameter of the nozzle needle is greater than or equal to the diameter of the needle seat having the spray openings, so that the spray openings are securely connected when the nozzle needle is seated on the needle seat.
The invention is illustrated schematically in the drawings. Fig. L shows a known fuel injector with a nozzle needle in axial section through the nozzle body. 2 and 3 show an embodiment according to the invention. 2 shows an axial section along line II-II of FIG. 3 and FIG. 3 shows a cross section along line III-III of FIG. 2.
In Fig. 1, the nozzle body is denoted by -l. The fuel line --3-- opens into a pressure chamber --2--. The pressure built up in the pressure chamber --2-- acts on the ring surface --4-- of the nozzle needle --5-- in the opening direction, so that the spray openings --6-- are released. The stroke of the nozzle needle is designated a here. In the known constructions, the nozzle needle --5-- is only guided over a length b, so that vibrations can occur over the entire area c of the nozzle needle.
2, the reference numerals of FIG. 1 have been retained. The lateral surface --7-- of the nozzle needle --5-- has grooves --9-- bounded by ribs --8-- running in the longitudinal direction of the needle, as is clearly shown in FIG. 3. The ribs run to the seat --10-- over the end area --11-- at a more acute angle to the axis --12-- of the nozzle needle than the angle a of the generatrix --13-- of the needle seat --10-- . The smallest core diameter d of the nozzle needle is, as is apparent from FIGS. 2 and 3, at most equal to the diameter of the needle seat.
The nozzle needle --5-- is shown in FIG. 3, in the area of the ribs --8-- on the inner surface --14-- of the nozzle body --1-- in the radial direction, so that vibrations be avoided.
PATENT CLAIMS:
1.Fuel injection nozzle for internal combustion engines with a nozzle cone having a sealing cone, controlling spray openings and opening counter to the direction of flow of the fuel and against a closing force, and with a nozzle body receiving the nozzle needle, in which the nozzle needle is guided radially, the lateral surface of the needle guided in the nozzle body in Has recesses extending in the longitudinal direction of the needle, which are delimited by ribs extending in the longitudinal direction of the needle and guiding the needle in the nozzle body and connecting the pressure chamber to the conical needle seat, characterized in that, as is known per se, the needle seat (10) connects the pressure chamber ( 2) from a blind hole arranged in the nozzle body (1), the spray openings (6) from the needle seat (10)
and that the lateral surface (7) of the needle (5) guided in the nozzle body (1) has the recesses (9) which extend from the pressure chamber (2) to the needle seat (10), the smallest core diameter (d) of the nozzle needle ( 5) in the region of the recesses (9) is greater than or equal to the diameter of the needle seat (10) having the spray openings (6).