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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur vorübergehenden Unterbrechung des Druckaufbaues bei einer Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen, welche eine in einem Düsenkörper geführte, mit einer Druckfeder belastete, Düsenöffnungen steuernde Düsennadel aufweist, welche nach einem definierten Hub der Düsennadel einen federbeiasteten, im Düsenkörper angeordneten Ausweichkörper von seinem Dichtsitz anhebt, wobei der Ausweichkörper in einer Führungsbohrung von seinem Dichtsitz bis zu einem Anschlag, durch den Pumpenhochdruck an einer Druckangriffsflache des Ausweichkörpers beaufschlagt, unter Freigabe eines Ausweichvolumens für den Kraftstoff verschiebbar geführt ist,
und wobei die vom Pumpenhochdruck beaufschlagte Druckangriffsfläche des Ausweichkörpers in Schliessstellung des Ausweichkörpers an seinem Dichtsitz klein im Vergleich mit jener nach dem Abheben des Ausweichkörpers von seinem Dichtsitz ist.
Durch die Steuerung des Hubverlaufs der Düsennadel einer Kraftstoffeinspritzdüse wird die Kraftstoffeinspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine, beispielsweise in eine Vor- und Haupteinspritzung unterteilt, womit der Verbrennungsablauf positiv beeinflusst werden kann und insbesondere der Schadstoffausstoss und das Verbrennungsgeräusch reduziert werden. Sobald der Druck im Einspritzsystem eine durch die Vorspannkraft sowie die beaufschlagte Fläche des Ausweichkörpers definierte Grösse überschreitet, wird ein Ausweichvolumen freigegeben, was zu einem vorübergehenden Druckabbau im Einspritzsystem und damit nach einem anfänglichen Öffnen der Einspritzdüse zur Voreinspritzung zu einem zwischenzeitlichen Schliessen bzw. zu einem Stufenhubverlauf der Düsennadel der Einspritzdüse führt.
Aufgrund der sich schlagartig vergrössernden Angriffsfläche des von seinem Dichtsitz abhebenden Ausweichkörpers, wird dieser sehr rasch in seine Endstellung verschoben, wodurch der Druckabfall in relativ kurzer Zeit erfolgt.
Nach dem Stillstehen des Ausweichkörpers bleibt das Ausweichvolumen konstant, wodurch bei fortgesetzter Förderung durch die Einspritzpumpe ein neuerlicher Druckanstieg im Hochdruckbereich der Einspritzdüse erfolgt, was schliesslich zur Haupteinspritzung führt.
Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 3 344 396 A 1 bekannt. Gemäss dieser bekannten Lösung Ist vorgesehen, dass die Düsennadel ständig selbst oder über Zwischenglieder mit dem Ausweichkolben in Verbindung steht. Nachteiligerweise muss bei den bekannten Ausführungen die Düsennadel bereits bei geringster Bewegung den Ausweichkörper entgegen den Druck seiner Schliessfedern anheben. Dabei werden Präzision und Reproduzierbarkeit der Voreinspritzung verschlechtert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art auf konstruktiv einfache Weise so zu verbessern, dass der Offnungsbeginn des Ausweichkörpers vom Pumpenhochdruck weitgehend unabhängig ist und dass insbesondere im unteren Drehzahlbereich bei kleinen Einspritzmengen der gewünschte Einspritzverlauf realisiert werden kann.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass die Düsennadel erst nach definiertem Hub mit einem Ansatz des Ausweichkörpers zusammenwirkt und diesen dadurch unter Freigabe des Ausweichvolumens von seinem Dichtsitz am Düsenkörper abhebt, wobei die Druckangriffsfiä- che des Ausweichkörpers in der Schliessstellung des Ausweichkörpers überwiegend in einem durch den Berührungsbereich des Dichtsitzes vom Pumpenhochdruck hydraulisch getrennten Bereich radial ausserhalb oder innerhalb vom Berührungsbereich des Dichtsitzes liegt.
Der Ausweichkörper hebt somit zwangsgesteuert nach einem definierten Hub der Düsennadel von seinem Dichtsitz ab, wodurch schlagartig eine grosse Angriffsfläche vom Pumpenhochdruck beaufschlagt wird, der Ausweichkörper in seine Endstellung verschoben und dadurch ein definiertes Ausweichvolumen abgesteuert wird, was zu einer Unterbrechung im Druckaufbau führt. Während dieses definierten Nadelhubes erfolgt die Voreinspritzung, wobei nach Absteuerung des Ausweichvolumens der dadurch bewirkte Druckabfall im System zum Schliessen bzw. in Abhängigkeit von der Grösse des Ausweichvolumens zu einem Stufenhubverlauf der Düsennadel führt, und zwar so lange, bis der für die Haupteinspritzung notwendige Druckpegel wieder erreicht ist.
Die den Ausweichkörper belastende Feder und die in Schliessstellung des Ausweichkörpers vom Pumpenhochdruck beaufschlagte Fläche müssen so aufeinander abgestimmt sein, dass der Öffnungsdruck des Ausweichkörpers über dem der Düsennadel liegt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Lösung liegt auch darin, dass sich der Dichtsitz des Ausweichkörpers im Düsenkörper befindet.
In einer Weiterbildung einer erfindungsgemässen Einrichtung, bei der der Ausweichkörper als Schiebehülse ausgebildet ist, und bei der der das Ausweichvolumen aufnehmende Ringraum mit
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dem Pumpenhochdruck In Verbindung steht, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass der Dichtsitz der Schiebehülse im Bereich des inneren Umfanges der Stirnfläche der Schiebehülse liegt und dass die Verbindung des das Ausweichvolumen aufnehmenden Ring- raumes mit dem Pumpenhochdruck über Anflächungen am Schaft der Düsennadel oder einen vom
Schaft und dem Düsenkörper begrenzten Ringspalt erfolgt.
Der unter Hochdruck stehende Kraftstoff gelangt dabei über die Anflächungen am Schaft der Düsennadel bis in den Bereich der Stirnfläche der Schiebehülse, welche vorerst noch im Bereich ihres inneren Umfangs auf dem Dichtsitz im Düsenkörper aufliegt. Dabei kann die Druckangriffsfläche in Schliessstellung praktisch beliebig klein gehalten werden. Sofort nach dem von der Düsennadel gesteuerten Abheben der Schiebe- hülse von ihrem Dichtsitz wird die gesamte Stirnfläche der Schiebehülse mit Pumpenhochdruck beaufschlagt.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung, bei der der Ausweichkörper als Schiebehülse ausgebildet ist, und bei der der das Ausweichvolumen aufnehmende Ringraum mittels einer Bohrung mit einer Pumpenhochdruck führenden Leitung verbunden ist, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass der Dichtsitz der Schiebehülse im Bereich des äusseren Umfanges der Stirnfläche der Schiebehülse liegt. Bei dieser Ausgestaltung entfallen die Anflächungen am Schaft der Düsennadel. Der sich nach dem Abheben der Schiebehülse vergrö- ssernde Ringraum weist bei dieser Ausführungsform eine vom äusseren Umfang der Schiebehülse im Bereich ihrer Stirnfläche ausgehende Bohrung direkt in eine Pumpenhochdruck führende Leitung des Einspritzsystems auf.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der maximale Hub der Düsennadel durch Anlage eines von der die Düsennadel belastenden Druckfeder beaufschlagten, mit der Düsennadel zusammenwirkenden Druckstiftes an einem Anschlag im Federraum des Düsenhalters definiert ist. Dabei ist der maximale Hub der Düsennadel vom maximalen Hub des Ausweichkörpers abhängig, wodurch die Grösse des abgesteuerten Volumens im wesentlichen durch die Wahl der Grösse der Stirnfläche der Schiebehülse bestimmt werden kann.
Ist es jedoch notwendig, den Hub der Düsennadel vom Hub des Ausweichkörpers bzw. der Schiebehülse unabhängig zu gestalten, so kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der maximale Hub der Düsennadel durch Anlage eines von der Druckfeder beaufschlagten, mit der Düsennadel zusammenwirkenden Druckstiftes an einem Anschlag im Federraum definiert ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungbeispiele näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Axialschnitt durch die erfindungsgemässe Einrichtung, Fig. 2 ein Detail eines anderen Ausführungsbeispieles in gleicher Schnittdarstellung und Fig. 3,4 und 5 Diagramme zur Darstellung der Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung.
Die in Fig. 1 dargestellte Einspritzdüse weist einen Düsenkörper 1 mit einer Bohrung 2 auf, in welcher die Düsennadel 3 im Bereich ihres Schaftes 4 axial geführt ist.
Ober einen mit einem Fortsatz 5 der Düsennadel 3 zusammenwirkenden Druckstift 6, welcher ein Federlager 7 für eine Druckfeder 8 aufweist, wird die Düsennadel 3 mit der nötigen Schliesskraft beaufschlagt. Die Druckfeder 8 und ihr nicht dargestelltes Gegenlager befinden sich im Leckölraum 9, welcher im Düsenhalter 10 angeordnet ist.
Im Bereich des dem Leckölraum 9 zugewandten Schaftendes 11 der Düsennadel 3 befindet sich in einer Erweiterung 12 der Bohrung 2 im Düsenkörper 1 ein als Schiebehülse 13'ausgebildeter Ausweichkörper 13, welcher den Schaft 4 der Düsennadel 3 koaxial umschliesst.
An ihrer dem Leckölraum 9 zugewandten Seite weist die Schiebehülse 13'einen ringförmigen Ansatz 14 auf, der mit dem Schaftende 11 zusammenwirkt und vom Fortsatz 5 der Düsennadel 3 durchsetzt wird.
Die Schiebehülse 13'gleitet somit einerseits am Schaft 4 der Düsennadel 3 und andererseits an der zylindrischen Mantelfläche der Erweiterung 12 der Bohrung 2 und wird, beaufschlagt von der Kraft einer Feder 16, welche sich über eine an einem Absatz 17 im Leckölraum 9 anliegende Lochscheibe 18 abstützt, in der Schliessstellung der Düsennadel 3 gegen einen Dichtsitz 19 in der Erweiterung 12 im Düsenkörper 1 gedrückt. Die Lochscheibe 18 unterteilt somit den Leckölraum 9 in den die Druckfeder 8 für die Düsennadel 3 aufnehmenden Federraum 8'und den die Feder 16 beinhaltenden Federraum 16'.
Bei geschlossener Düsennadel 3 und am Absatz 19 der Erweiterung 12 anliegender Schiebe-
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hülse 13'weist das Schaftende 11 zum ringförmigen Ansatz 14 der Schiebehülse 13'einen einen definierten Hub 20 bestimmenden Abstand auf.
Die Schiebehülse 13'liegt in Schliessstellung mit dem inneren Umfang ihrer kreisringförmigen Stirnfläche 21 am Dichtsitz 19 der Erweiterung 12 auf. Die Grösse des abgesteuerten Ausweichvolumens ist vom Offnungsgrad der Schiebehülse 13'abhängig, wobei sich ein durch die Erweiterung 12 und deren Dichtsitz 19 sowie durch den Schaft 4 der Düsennadel 3 und der Stirnfläche 21 der Schiebehülse 13'begrenzter Ringraum 22 bildet. Der Ringraum 22 steht über Anflächungen 23 am Schaft 4 der Düsennadel 3, welche sich von einem ringförmigen Druckraum 24 am einspritzseitigen Ende 15 des Schaftes 4 bis in den stirnseitigen Bereich der Schiebehülse 13'erstrecken, mit dem Pumpenhochdruck in Verbindung.
Ausgehend von dem ringförmigen Druckraum 24 im Düsenkörper 1, führt ein von der Bohrung 2 und der Düsennadel 3 begrenzter Ringspalt 25 zu den hier nicht dargestellten Düsenöffnungen im einspritzseitigen Teil des Düsenkörpers. Der Ringspalt 25 entsteht durch den hier im Vergleich zum Schaft 4 verminderten Durchmesser der Düsennadel 3. Die Zuleitung des Kraftstoffes zum Druckraum 24 und in weiterer Folge über den Ringspalt 25 zu den Düsenöffnungen, erfolgt über eine schräg durch den Düsenkörper 1 verlaufende Hochdruckleitung 26, die direkt in einen Leitungsabschnitt 27 einmündet, der sich in einer zwischen dem Düsenkörper 1 und dem Düsenhalter 10 angeordneten Zwischenplatte 28 befindet und seinerseits mit dem Leitungsabschnitt 29 im Düsenhalter 10 fluchtet.
Der maximale Hub 30 der Düsennadel 3 wird durch einen mit dem Druckstift 6 zusammenwirkenden Anschlag 31 im Federraum 8'definiert. Es ist jedoch auch möglich, den maximalen Hub der Düsennadel 3 durch die Anlage der Schiebehülse 13'an einem Anschlag 32 an der Zwischenplatte 28 zu begrenzen, welcher Anschlag 32 auch den maximalen Hub 37 der Schiebehülse 13' festgelegt.
Eine Bohrung 33, die im Düsenkörper und im Düsenhalter je in einem Sackloch endet, dient vermittels eines nicht dargestellten Stiftes zur Lagezentrierung des Düsenhalters 10 und der Zwischenplatte 28 mit dem Düsenkörper 1.
Bei dem In Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, wo gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, liegt die Schiebehülse 13 in Schliessstellung im Bereich des äusseren Umfanges der Stirnfläche 21 am Dichtsitz 19 der Erweiterung 12 auf. Die dichte Anlage im Bereich des äusseren Umfanges wird durch eine konische Ausbildung des Dichtsitzes 19 und der Stirnfläche 21 erreicht, wobei die Erzeugende der Stirnfläche einen Winkel a und jene der konischen Fläche des Dichtsitzes 19 einen Winkel a'mit der Achse 34 der Düsennadel 3 einschliesst, wobei a' < a ist.
Im Bereich der Stirnfläche 21 befindet sich in der Erweiterung 12 eine ringförmige Nut 35, weiche durch eine Bohrung 36 mit der schräg durch den Düsenkörper 1 führenden Hochdruckleitung 26 verbunden ist. Nach dem zwangsgesteuerten Abheben der Schiebehülse 13'wird deren Stirnfläche 21 über die Bohrung 36 und die ringförmige Nut 35 mit Pumpenhochdruck beaufschlagt.
Anhand der in Fig. 3 und 4 dargestellten Diagramme wird in idealisierter Form die Arbeitsweise der Einrichtung nach den Fig. 1 und 2 erläutert. Der Hub der Düsennadel 3 bzw. jener der Schiebehülse 13'ist dabei in Abhängigkeit von der Zeit t aufgetragen, wobei die der Düsennadel 3 entsprechende Kurve mit I und die der Schiebehülse 13'zuordenbare Kurve mit 11 bezeichnet ist.
Sobald der Druck im Einspritzsystem über den Öffnungsdruck der Düsennadel ansteigt, hebt diese-wie im Diagramm Fig. 3 dargestellt - von ihrem Dichtsitz entsprechend der Teilkurve a von I ab und die Voreinspritzung beginnt. Zum Zeitpunkt t1 erreicht das Schaftende 15 der Düsennadel 3 nach definiertem Hub 20 den ringförmigen Ansatz 14 der Schiebehülse 13', wodurch diese von Ihrem Dichtsitz 19 abhebt und beaufschlagt vom Pumpenhochdruck entsprechend der Teilkurve f von ! i öffnet.
Aufgrund des Druckabfalls schliesst die Düsennadel (Teilkurve b) und bleibt geschlossen - entsprechend Teilkurve c-bis nach vollständigem Öffnen der Schiebehülse 13'zum Zeitpunkt t2 (Teilkurve g von 11) der Druck im Einspritzsystem so weit ansteigt, dass die Düsennadel entsprechend der Teilkurve d bis zu ihrem maximalen Hub 30 öffnet und die Haupteinspritzung erfolgt (Teilkurve e).
Wird nun die Feder 16 der Schiebehülse 13'stärker vorgespannt, sodass der Öffnungsdruck der Schiebehülse wesentlich grösser ist als jener der Düsennadel, so kann man erreichen - wie in Fig. 4 dargestellt - dass nach dem Öffnen der Düsennadel zur Voreinspritzung die Schiebehülse
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nicht sofort aufgesteuert wird, sondern diese erst zu einem späteren Zeitpunkt ts geöffnet werden kann, wenn der Pumpenhochdruck entsprechend angestiegen ist. Dadurch wird im Verlauf der Einspritzdüse ein mit e'bezeichnetes Plateau erreicht, was einer Verlängerung der Voreinspritzung entspricht. Der maximale Hub der Schiebehülse 13'wird dann zu einem späteren Zeitpunkt 4 erreicht.
Im Extremfall kann durch die Verlängerung der Voreinspritzung im unteren Drehzahlbereich die gesamte Einspritzmenge während des definierten Nadelhubes 20 eingespritzt werden.
Eine weitere Steuermöglichkeit der Düsennadel ist in Fig. 5 dargestellt. Wird das von der Schiebehülse 13'abgesteuerte Schluckvolumen so klein gehalten, dass der Einspritzdruck nicht unter den Schliessdruck der Düsennadel fällt, so ist ein Stufenhubverlauf entsprechend den Teilkurven a, e', d, e von i ohne zwischenzeitliches Schliessen der Düsennadel möglich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur vorübergehenden Unterbrechung des Druckaufbaues bei einer Kraftstoff- einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, welche eine in einem Düsenkörper geführte, mit einer Druckfeder belastete, Düsenöffnungen steuernde Düsennadel aufweist, welche nach einem definierten Hub der Düsennadel einen federbelasteten, im Düsenkörper angeordne- ten Ausweichkörper von seinem Dichtsitz anhebt, wobei der Ausweichkörper in einer Füh- rungsbohrung von seinem Dichtsitz bis zu einem Anschlag, durch den Pumpenhochdruck an einer Druckangriffsfläche des Ausweichkörpers beaufschlagt, unter Freigabe eines
Ausweichvolumens für den Kraftstoff verschiebbar geführt ist,
und wobei die vom Pum- penhochdruck beaufschlagte Druckangriffsfläche des Ausweichkörpers in Schliessstellung des Ausweichkörpers an seinem Dichtsitz klein im Vergleich mit jener nach dem Abheben des Ausweichkörpers von seinem Dichtsitz ist, dadurch gekennzeichnet, dass die
Düsennadel (3) erst nach definiertem Hub (20) mit einem Ansatz (14) des Ausweichkör- pers (13) zusammenwirkt und diesen dadurch unter Freigabe des Ausweichvolumens von seinem Dichtsitz (19) am Düsenkörper (1) abhebt, wobei die Druckangriffsfläche des Aus- weichkörpers (13) in der Schliessstellung des Ausweichkörpers (13) überwiegend in einem durch den Berührungsbereich des Dichtsitzes (19) vom Pumpenhochdruck hydraulisch getrennten Bereich radial ausserhalb oder innerhalb vom Berührungsbereich des Dichtsit- zes (19)
liegt.
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The invention relates to a device for temporarily interrupting the pressure build-up in a fuel injection nozzle for internal combustion engines, which has a nozzle needle guided in a nozzle body, loaded with a compression spring and controlling nozzle openings, which, after a defined stroke of the nozzle needle, has a spring-loaded alternative body arranged in the nozzle body from its sealing seat lifts, the evasive body being displaceably guided in a guide bore from its sealing seat to a stop, acted upon by the high pressure of the pump on a pressure application surface of the evasive body, with the release of an evasive volume for the fuel,
and wherein the pressure application surface of the evasive body acted upon by the high-pressure pump is small in its closed position of the evasive body in comparison with that after the evasive body has been lifted from its seal seat.
By controlling the course of the stroke of the nozzle needle of a fuel injection nozzle, the fuel injection into the combustion chamber of the internal combustion engine is divided, for example into a pre-injection and a main injection, which can have a positive influence on the combustion process and in particular reduce pollutant emissions and combustion noise. As soon as the pressure in the injection system exceeds a size defined by the pretensioning force and the area of the evacuation body, an evasive volume is released, which leads to a temporary reduction in pressure in the injection system and thus after an initial opening of the injection nozzle for pre-injection, for an interim closure or for a step stroke the nozzle needle of the injection nozzle.
Due to the abruptly increasing attack surface of the evasive body lifting off its sealing seat, it is moved very quickly into its end position, as a result of which the pressure drop takes place in a relatively short time.
After the idle body has come to a standstill, the alternate volume remains constant, which means that if the injection pump continues to deliver it, there is a renewed pressure increase in the high-pressure region of the injection nozzle, which ultimately leads to the main injection.
A device of the type mentioned is known for example from DE 3 344 396 A1. According to this known solution, it is provided that the nozzle needle is constantly connected to the evasive piston itself or via intermediate members. Disadvantageously, in the known designs, the nozzle needle must raise the deflecting body against the pressure of its closing springs even with the slightest movement. The precision and reproducibility of the pre-injection are deteriorated.
The object of the present invention is to improve a device of the type mentioned at the outset in a structurally simple manner in such a way that the beginning of the opening of the evasive body is largely independent of the high pump pressure and that, in particular in the lower speed range, the desired injection profile can be achieved with small injection quantities.
This is achieved according to the invention in that the nozzle needle only interacts with a shoulder of the evasive body after a defined stroke and thereby lifts the latter from its sealing seat on the nozzle body with the release of the evasive volume, the pressure attack surface of the evasive body predominantly in one in the closed position of the evasive body by the contact area of the sealing seat from the high pressure pump hydraulically separated area radially outside or inside of the contact area of the sealing seat.
After a defined stroke of the nozzle needle, the evasive body lifts from its sealing seat, which suddenly causes a large area of attack from the high pump pressure, displaces the evasive body into its end position and, as a result, a defined evasive volume is deactivated, which leads to an interruption in the pressure build-up. The pre-injection takes place during this defined needle stroke, whereby after the evasive volume has been deactivated, the pressure drop in the system caused by it to close or, depending on the size of the evasive volume, leads to a step stroke progression of the nozzle needle until the pressure level required for the main injection occurs again is reached.
The spring loading the deflecting body and the surface acted upon by the high-pressure pump in the closed position of the evading body must be matched to one another in such a way that the opening pressure of the evading body lies above that of the nozzle needle. Another advantage of the solution according to the invention is that the sealing seat of the evasive body is located in the nozzle body.
In a further development of a device according to the invention, in which the evasive body is designed as a sliding sleeve, and in which the annular space accommodating the evasive volume also
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The pump high pressure is connected, according to a further feature of the invention, that the sealing seat of the sliding sleeve lies in the region of the inner circumference of the end face of the sliding sleeve and that the connection of the annular space receiving the escape volume with the pump high pressure via flats on the shaft of the nozzle needle or one from
Shaft and the nozzle body limited annular gap takes place.
The high-pressure fuel passes through the flats on the shaft of the nozzle needle into the area of the end face of the sliding sleeve, which initially still rests on the sealing seat in the nozzle body in the area of its inner circumference. The pressure application area can be kept practically arbitrarily small in the closed position. Immediately after the sliding sleeve, controlled by the nozzle needle, lifts off its sealing seat, high pressure is applied to the entire end face of the sliding sleeve.
In a further development of the device according to the invention, in which the escape body is designed as a sliding sleeve, and in which the annular space receiving the escape volume is connected by means of a bore to a high-pressure pump line, according to a further feature of the invention it is provided that the sealing seat of the sliding sleeve in Area of the outer circumference of the end face of the sliding sleeve. In this embodiment, the flats on the shaft of the nozzle needle are eliminated. In this embodiment, the annular space that increases after the sliding sleeve is lifted has a bore that starts from the outer circumference of the sliding sleeve in the region of its end face and leads directly into a line of the injection system that leads to high pump pressure.
In an advantageous development of the invention, it is provided that the maximum stroke of the nozzle needle is defined by the abutment of a pressure pin, which is loaded by the compression spring loading the nozzle needle and cooperates with the nozzle needle, against a stop in the spring chamber of the nozzle holder. The maximum stroke of the nozzle needle is dependent on the maximum stroke of the deflecting body, as a result of which the size of the volume that is discharged can essentially be determined by the choice of the size of the end face of the sliding sleeve.
If, however, it is necessary to make the stroke of the nozzle needle independent of the stroke of the deflecting body or the sliding sleeve, it can be provided in a further embodiment of the invention that the maximum stroke of the nozzle needle interacts with the nozzle needle by engaging one of the compression springs Push pin is defined on a stop in the spring chamber.
The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. 1 shows an axial section through the device according to the invention, FIG. 2 shows a detail of another exemplary embodiment in the same sectional view, and FIGS. 3, 4 and 5 show diagrams to illustrate the mode of operation of the device according to the invention.
The injection nozzle shown in FIG. 1 has a nozzle body 1 with a bore 2, in which the nozzle needle 3 is axially guided in the region of its shaft 4.
The necessary closing force is applied to the nozzle needle 3 via a pressure pin 6, which cooperates with an extension 5 of the nozzle needle 3 and has a spring bearing 7 for a pressure spring 8. The compression spring 8 and its counter bearing, not shown, are located in the leak oil chamber 9, which is arranged in the nozzle holder 10.
In the area of the shaft end 11 of the nozzle needle 3 facing the leakage oil chamber 9, in an extension 12 of the bore 2 in the nozzle body 1 there is an evasive body 13 designed as a sliding sleeve 13 ′, which coaxially surrounds the shaft 4 of the nozzle needle 3.
On its side facing the leak oil chamber 9, the sliding sleeve 13 ′ has an annular extension 14, which cooperates with the shaft end 11 and is penetrated by the extension 5 of the nozzle needle 3.
The sliding sleeve 13 'thus slides on the one hand on the shaft 4 of the nozzle needle 3 and on the other hand on the cylindrical outer surface of the extension 12 of the bore 2 and is acted upon by the force of a spring 16, which rests on a perforated disk 18 which bears against a shoulder 17 in the leak oil chamber 9 supports, pressed in the closed position of the nozzle needle 3 against a sealing seat 19 in the extension 12 in the nozzle body 1. The perforated disk 18 thus divides the leakage oil chamber 9 into the spring chamber 8 'which receives the compression spring 8 for the nozzle needle 3 and the spring chamber 16' which contains the spring 16.
With the nozzle needle 3 closed and the sliding
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sleeve 13 'has the shaft end 11 to the annular extension 14 of the sliding sleeve 13' at a distance 20 defining a defined stroke.
In the closed position, the sliding sleeve 13 ′ rests on the sealing seat 19 of the extension 12 with the inner circumference of its circular end face 21. The size of the deflected evasive volume depends on the degree of opening of the sliding sleeve 13 ', an annular space 22 being defined by the extension 12 and its sealing seat 19 and by the shaft 4 of the nozzle needle 3 and the end face 21 of the sliding sleeve 13'. The annular space 22 is connected to the high-pressure pump by means of flats 23 on the shaft 4 of the nozzle needle 3, which extend from an annular pressure space 24 at the injection-side end 15 of the shaft 4 into the front area of the sliding sleeve 13 '.
Starting from the annular pressure chamber 24 in the nozzle body 1, an annular gap 25 bounded by the bore 2 and the nozzle needle 3 leads to the nozzle openings (not shown here) in the injection-side part of the nozzle body. The annular gap 25 results from the reduced diameter of the nozzle needle 3 compared to the shaft 4. The fuel is supplied to the pressure chamber 24 and subsequently via the annular gap 25 to the nozzle openings via a high-pressure line 26 which runs obliquely through the nozzle body 1 opens directly into a line section 27, which is located in an intermediate plate 28 arranged between the nozzle body 1 and the nozzle holder 10 and in turn is aligned with the line section 29 in the nozzle holder 10.
The maximum stroke 30 of the nozzle needle 3 is defined by a stop 31 cooperating with the pressure pin 6 in the spring chamber 8 ′. However, it is also possible to limit the maximum stroke of the nozzle needle 3 by the sliding sleeve 13 ′ resting against a stop 32 on the intermediate plate 28, which stop 32 also defines the maximum stroke 37 of the sliding sleeve 13 ′.
A bore 33, which ends in a blind hole in the nozzle body and in the nozzle holder, is used by means of a pin (not shown) for centering the position of the nozzle holder 10 and the intermediate plate 28 with the nozzle body 1.
In the embodiment shown in FIG. 2, where the same components are provided with the same reference numerals, the sliding sleeve 13 lies in the closed position in the region of the outer circumference of the end face 21 on the sealing seat 19 of the extension 12. The tight contact in the area of the outer circumference is achieved by a conical design of the sealing seat 19 and the end face 21, the generatrix of the end face enclosing an angle α and that of the conical surface of the sealing seat 19 an angle a ′ with the axis 34 of the nozzle needle 3 , where a '<a.
In the area of the end face 21 there is an annular groove 35 in the extension 12, which is connected by a bore 36 to the high-pressure line 26 leading obliquely through the nozzle body 1. After the positively controlled lifting of the sliding sleeve 13 ′, the end face 21 is acted upon by pump high pressure via the bore 36 and the annular groove 35.
The operation of the device according to FIGS. 1 and 2 is explained in idealized form with the aid of the diagrams shown in FIGS. 3 and 4. The stroke of the nozzle needle 3 or that of the sliding sleeve 13 'is plotted as a function of the time t, the curve corresponding to the nozzle needle 3 being designated I and the curve which can be assigned to the sliding sleeve 13' being designated 11.
As soon as the pressure in the injection system rises above the opening pressure of the nozzle needle, the needle lifts - as shown in the diagram in FIG. 3 - from its sealing seat in accordance with the partial curve a of I and the pre-injection begins. At time t1, the shaft end 15 of the nozzle needle 3 reaches the annular extension 14 of the sliding sleeve 13 'after a defined stroke 20, whereby it lifts off from its sealing seat 19 and is acted upon by the high pressure of the pump in accordance with the partial curve f of! i opens.
Due to the drop in pressure, the nozzle needle closes (sub-curve b) and remains closed - in accordance with sub-curve c-bis after the sliding sleeve 13 'has completely opened at time t2 (sub-curve g of 11), the pressure in the injection system rises to such an extent that the nozzle needle corresponds to sub-curve d opens up to its maximum stroke 30 and the main injection takes place (sub-curve e).
If the spring 16 of the sliding sleeve 13 'is now pretensioned so that the opening pressure of the sliding sleeve is significantly greater than that of the nozzle needle, it can be achieved - as shown in FIG. 4 - that after opening the nozzle needle for pre-injection, the sliding sleeve
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is not opened immediately, but can only be opened at a later time ts when the high pump pressure has increased accordingly. As a result, a plateau designated e 'is reached in the course of the injection nozzle, which corresponds to an extension of the pre-injection. The maximum stroke of the sliding sleeve 13 ′ is then reached at a later point in time 4.
In extreme cases, by extending the pre-injection in the lower speed range, the entire injection quantity can be injected during the defined needle stroke 20.
Another control option for the nozzle needle is shown in FIG. 5. If the swallowing volume controlled by the sliding sleeve 13 'is kept so small that the injection pressure does not fall below the closing pressure of the nozzle needle, a step stroke progression according to the partial curves a, e', d, e of i is possible without the nozzle needle closing in the meantime.
PATENT CLAIMS:
1. Device for temporarily interrupting the pressure build-up in a fuel injection nozzle for internal combustion engines, which has a nozzle needle which is guided in a nozzle body and loaded with a compression spring and which controls nozzle openings and which, after a defined stroke of the nozzle needle, has a spring-loaded alternative body of arranged in the nozzle body raises its sealing seat, the deflecting body in a guide bore from its sealing seat to a stop, acted upon by the high pressure of the pump on a pressure application surface of the deflecting body, with the release of a
Evasive volume for the fuel is guided,
and wherein the pressure application surface of the evasive body acted upon by the high-pressure pump in the closed position of the evasive body at its sealing seat is small in comparison with that after the evacuating body has been lifted from its sealing seat, characterized in that the
Nozzle needle (3) only interacts with an extension (14) of the evacuation body (13) after a defined stroke (20) and thereby lifts the evacuation volume from its sealing seat (19) on the nozzle body (1), with the pressure application area of the out - Soft body (13) in the closed position of the deflecting body (13) predominantly in a region which is hydraulically separated from the high-pressure pump by the contact area of the sealing seat (19), radially outside or inside of the contact area of the sealing seat (19)
lies.