Brennstoff Einspritz-Ventil. Es sind Brennstoffeinspritzventile be kannt, die mit einer Speicherung des Brenn stoffes arbeiten. Die Speicherung kann dabei unter einem federbelasteten, vom Brennstoff angehobenen Kolben erfolgen, sie kann auch einfach durch Zusammendrücken mittels der Eigenelastizität der Speicherkammer und des Brennstoffes, der in der Nähe der Brenn- stoffeinspritzstelle gelagert wird, geschehen.
Es ist ferner bekannt, dass das vorzeitige Anheben der Nadel durch den Druck des von der Pumpe kommenden Brennstoffes verhin dert wird, wobei dieser Brennstoffdruck auf das dem Nadelsitz entgegengesetzte Ende (oberes Ende) der in üblicher Weise einge schliffenen Nadel wirkt. Hierbei erfolgt die Freigabe der Einspritzung durch eine Druck entlastung der Brennstoffzuleitung und da mit eine Entlastung des obern Endes der Na del.
Der Druck des einzuspritzenden Brenn stoffes hebt nun die Nadel etwas an, die Ein- spritzurig kann erfolgen und dauert so lange, bis der Druck des gespeicherten Brennstoffes soweit abgesunken ist, dass die die Nadel be- lastende Schliessfeder die Nadel im Gleich gewicht mit dem absinkenden Öldruck schliesst. Selbstverständlich muss dafür ge sorgt werden, dass die die Einspritzung aus lösende Druckentlastung auf der Nadelober seite nicht auch den Speicherraum nach der Brennstoffzuleitung hin entlastet.
Es ist zu diesem Zwecke üblich, zwischen dem Verrie gelungsraum beim obern Nadelende und dem Speicherraum zum Beispiel ein Rückschlag ventil einzubauen oder aber statt dieses Rückschlagventils eine so enge Drossel öffnung zwischen den genannten Räumen einzuschalten, dass bei Entlastung des Ver- riegelungsraumee nur eine sehr langsame, die Einspritzung nicht wesentlich beeinflussende Entlastung des Speicherraumes durch die Drosselöffnung erfolgt.
Die im vorstehenden beschriebenen be kannten Anordnungen weisen eine Reihe von Nachteilen auf.
Zunächst nimmt der Verriegelungsraum auf der Aussenseite der Nadel wegen der dort befindlichen Schliessfeder unverhältnismässig grosse Abmessungen an. Das darin befind liche Ölvolumen muss nach jeder Entlastung wieder von Null an auf Einspritzdruck ge bracht werden, wofür eine grosse Brennstoff menge von der Pumpe zusätzlich zu fördern ist; sie kann bei kleinen Ausführungen das Vielfache der Brennstoffeinspritzmenge errei chen. Ferner sind die Undichtigkeitsverluste längs des eingeschliffenen Nadelschaftes be sonders bei Benzinbetrieb beträchtlich.
Schliesslich sind auch die schon erwähn ten Rücke tromverluste bei Verwendung einer Drosselöffnung je nach Ausführung des Ven tils nicht so gering, dass sie nicht den Betrieb ungünstig beeinflussen könnten.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Beseitigung aller dieser Nahteile. Erfindungsgemäss wird die die Brenn stoffnadel schliessende Sperrfeder in dem zur Speicherung des Brennstoffes vorgesehenen Raum angeordnet, wobei diese Feder an dem dem Nadelsitz zugekehrten Ende der mit ein- gesehliffenem Schaft versehenen Nadel an greift.
Die Brennstoffnadel arbeitet zweckmässig mit Hubbegrenzung, die durch ein die Zu leitung des Brennstoffes in den Akkumulier raum abzuschliessen ermöglichendes Ventil gebildet ist.
Für den Fall, dass ausser dem Speicher raum noch ein Verriegelungsraum vorhanden und zwischen diesen Räumen nicht ein Rück schlagventil, sondern eine Drosselöffnung vorgesehen ist, wird diese Drosselöffnung derart angeordnet, dass sie während der Ein spritzung, das ist bei angehobener Nadel, durch die als Ventil ausgebildete Hubbegren zung der Nadel von der Brennstoffleitung abgetrennt ist.
Damit wird nicht nur eine ausserordent liche Verringerung des Rückstromverlustes erreicht, indem Rückströmung nur in dem kurzen Zeitmoment der Anhebung der Nadel möglich ist, sondern darüber hinaus noch der folgenden Schwierigkeit begegnet: Bei Akkumulierventilen mit reiner Flüs- sigkeitsakkumulierung ist als Nachteil be kannt, dass das Verhältnis zwischen Leerlauf und Vollastmenge rd. 1 zu 6 ist und damit wegen der linearen Kompressibilität des Brennstoffes, der Druckanstieg über den ver bleibenden Schliessdruck der Nadel im Akku mulierraum bei Leer- und Vollaut sich wie 1 zu 6 verhält. Das führt entweder (bei relativ kleinem Akkumulierraum) zu sehr hohen Brennstoffdrücken bei Vollast, oder bei relativ grossem Akkumulierraum zu sehr geringem Druckanstieg beim Leerlauf.
Dieser geringe Druckanstieg bei Leerlauf genügt aber nicht, um den Unterschied zwischen Schliess- und Öffnungsdruck der Nadel zu überwinden. (Vergl. Dr. Ing. G. Eichelberg: Leber die Mittel zur kompressorlosen Brenn stoffeinspritzung. V. D. I. Zeitschrift. Bd. 70, Nr. 32, 7. August 1926, Seite 1079 usw.) Durch die Verlegung der Drosselöffnung wie oben gezeigt, wird eine zusätzliche Brennstoffmenge dem Akkumulierraum ent nommen und wird durch die Drosselöffnung zurückströmen, und zwar nur während der Anhub- und Schliesszeit der Nadel, jedoch rieht bei angehobener ( geöffneter) Nadel.
Diese Rückströmung entspricht demnach nicht der Einspritzzeit der Nadel, sondern ist angenähert bei Voll- und Leerlast gleich gross. Wenn beispielsweise Rückströmmenge gleich Leerlaufeinspritzmenge angenommen wird, so verhalten sich die total zu speichern den Mlengen bei Leer- und Vollast wie 1 + 1 zu 6 + 1, al#zo wie ? zu 7 und nicht mehr -'e 1 zu t;. Die Gefahr des Aussetzers des Einspritzens bei Teillast kann damit behoben werden.
In der beiliegenden Zeichnung ist nun in Fig. ? der Clegenstand der Erfindung in einem Beispiel näher veranschaulicht. wäh rend in Fil-. 1 zum besseren Verständnis eine bekannte Ausfiilirungsform eines Brennstoff- einspritzventil.s dargestellt ist.
Bei der bekannten Ausführung nach Fi,g. 1 wird dem Ventil 1 durch die Leitung Brennstoff zugeführt. Der Akkumulier raum 5 wird durch die Leitung 2 gefüllt. Über Leitung 4 gelangt der Brennstoff in den Rauni I>. Es kann nun ein Rückschlag- ventil 8 vorgesehen sein, das sieh bei Druck- enilastung in der Brennstoffleitung sofort schliesst, oder aber es kann unter Wegfall des direkt in den Raum 5 mündenden Zweiges der Leitung 2 der Raum 6 mit dem Akku mulierraum 5 durch eine Drosselöffnung 7 verbunden sein.
Die Schliessfeder 8 liegt im Verriegelungsraum 6. Die Arbeitsweise die ser Ausführung ist bekannt und die Nach teile wurden bereits eingangs erwähnt.
Das erfindungsgemässe Ausführungsbei spiel nach Fig. 2 zeigt nun die Anordnung der Schliessfeder 8 im Akkumulierraum 5. Die Drosselöffnung 7 führt von dem Akku mulierraum 5 zu der im Ventilgehäuse vor handenen Bohrung für die Nadel 9. Wird die Nadel 9 gehoben, dann schliesst deren oberes Ende am Ende des Anhubes die Zu leitung 2 ventilartig ab, so dass auch die Drosselöffnung 7 von der Brennstoffzulei tung abgeschlossen wird.
Als Verriegelungsraum ist hier der im Ventilkörper liegende Teil der Zuleitung 2 und der über der Nadel befindliche obere Teil der Bohrung für die Nadel 9 anzusehen. Bei angehobener Nadel ist die Drosselöffnung 7 von der entlasteten Brennstoffzuleitung abgetrennt.
Die Wirkungsweise dieses erfindungsge mäss ausgebildeten Brennstoffeinspritzventils ist kurz folgende: Üer Leitung 2 tritt der Brennstoff zu nächst in den obern Teil der Bohrung für die Nadel 9. Die Nadel 9 liegt auf ihrem Sitz auf. Über die Drosselöffnung 7 tritt nun der Brennstoff in den Akkumulierraum 5. Durch eine Druckentlastung in der Brennstoffzu leitung wird nun die Nadel 9 gehoben, wobei diese die Drosselöffnung 7 von der Brenn stoffleitung abschliesst. Durch die Öffnungen 11 wird der Brennstoff bei gehobener Nadel 9 eingespritzt. Sobald nun der Druck im Akkumulierraum 5 genügend abgesunken ist, kehrt die Nadel 9 durch die Spannung der Schliessfeder 8 auf den Sitz zurück.
Damit ist die Verbindung Brennstoffzuleitung, Drosselöffnung, Akkumulierraum wieder offen und der letztere wird wieder gefüllt, bis durch eine neue Druckentlastung in der Brennstoffzuleitung der Vorgang sich wieder holt.
Die gezeigte Anordnung der Drossel öffnung 7 ist ausserordentlich wichtig. So wäre beispielsweise eine Drosselöffnung ge mäss 10 sehr nachteilig, weil ein Abschluss bei gehobener Nadel nicht erfolgt.
Es liegt im Wesen der Erfindung, dass mannigfache Ausführungsformen angegeben werden können, ohne dass der Erfindungs gedanke verlassen wird.
So könnte beispielsweise die feine Dros selbohrung durch einen andern Verbindungs weg, durch Nuten und dergleichen oder auch durch blosse Undichtheit des an sich einge schliffenen Nadelschaftes ersetzt werden.
Fuel injection valve. There are fuel injectors be known that work with a storage of the fuel. The storage can take place under a spring-loaded piston lifted by the fuel, it can also be done simply by compressing by means of the inherent elasticity of the storage chamber and the fuel that is stored near the fuel injection point.
It is also known that the premature lifting of the needle is prevented by the pressure of the fuel coming from the pump, this fuel pressure acting on the end opposite the needle seat (upper end) of the needle that is ground in the usual way. In this case, the injection is released by relieving the pressure on the fuel supply line and relieving the upper end of the needle.
The pressure of the fuel to be injected now lifts the needle a little, the injection can take place and lasts until the pressure of the stored fuel has dropped so far that the closing spring loading the needle balances the needle with the falling one Oil pressure closes. Of course, it must be ensured that the pressure relief that triggers the injection on the upper side of the needle does not also relieve the storage space after the fuel supply line.
For this purpose, it is customary to install a check valve between the locking space at the upper end of the needle and the storage space, for example, or instead of this check valve to switch on such a narrow throttle opening between the spaces mentioned that only a very slow one when the pressure is removed from the locking space , the injection does not significantly affect the relief of the storage space through the throttle opening.
The known arrangements described above have a number of disadvantages.
First of all, the locking space on the outside of the needle takes on disproportionately large dimensions because of the closing spring located there. The oil volume in it must be brought back to injection pressure from zero after each discharge, for which a large amount of fuel must also be delivered by the pump; in small versions, it can reach a multiple of the fuel injection quantity. Furthermore, the leakage losses along the ground needle shaft are considerable, especially when running on gasoline.
Finally, depending on the design of the valve, the already mentioned return current losses when using a throttle opening are not so small that they cannot adversely affect operation.
The present invention enables the elimination of all of these proximal parts. According to the invention, the locking spring closing the fuel needle is arranged in the space provided for storing the fuel, this spring engaging the end of the needle provided with the sunk shaft facing the needle seat.
The fuel needle works expediently with a stroke limiter, which is formed by a valve which enables the fuel to be fed into the accumulator space.
In the event that in addition to the storage space there is still a locking space and not a non-return valve, but a throttle opening is provided between these spaces, this throttle opening is arranged in such a way that it is during the injection, that is when the needle is raised, through the as Valve-trained stroke limitation of the needle is separated from the fuel line.
This not only achieves an extraordinary reduction in the backflow loss, in that backflow is only possible during the brief instant when the needle is raised, but also counteracts the following difficulty: In accumulator valves with pure liquid accumulation, the disadvantage is that that Ratio between idling and full load volume approx. 1 to 6 and therefore, due to the linear compressibility of the fuel, the pressure increase over the remaining closing pressure of the needle in the accumulator mulierraum with empty and full volume behaves like 1 to 6. This leads either (with a relatively small accumulation space) to very high fuel pressures at full load, or with a relatively large accumulation space in a very small pressure increase during idling.
However, this slight increase in pressure when idling is not sufficient to overcome the difference between the closing and opening pressure of the needle. (See Dr. Ing. G. Eichelberg: Leber die means for compressorless fuel injection. VDI Zeitschrift. Vol. 70, No. 32, August 7, 1926, page 1079, etc.) By relocating the throttle opening as shown above an additional amount of fuel is taken from the accumulation space and will flow back through the throttle opening, only during the lifting and closing time of the needle, but when the needle is raised (opened).
This return flow therefore does not correspond to the injection time of the needle, but is approximately the same at full and empty load. If, for example, the return flow quantity is assumed to be the same as the idle injection quantity, then the total quantities to be stored behave like 1 + 1 to 6 + 1 at idle and full load, al # zo how? to 7 and no more -'e 1 to t ;. The risk of the injection dropping out at part load can thus be eliminated.
In the accompanying drawing, FIG. the position of the invention illustrated in more detail in an example. while in Fil-. 1 shows a known embodiment of a fuel injector for better understanding.
In the known embodiment according to Fi, g. 1 fuel is supplied to valve 1 through the line. The accumulator space 5 is filled through line 2. The fuel reaches the Rauni I> via line 4. A non-return valve 8 can now be provided, which closes immediately when there is pressure in the fuel line, or with the elimination of the branch of the line 2 opening directly into the space 5, the space 6 with the accumulator space 5 can pass through a Throttle opening 7 be connected.
The closing spring 8 is located in the locking space 6. The operation of the water version is known and the after parts were already mentioned.
The inventive Ausführungsbei game according to FIG. 2 now shows the arrangement of the closing spring 8 in the accumulator space 5. The throttle opening 7 leads from the accumulator space 5 to the hole in the valve housing for the needle 9. If the needle 9 is lifted, the upper one closes At the end of the end of the lift, the supply line 2 from valve-like, so that the throttle opening 7 is closed off by the fuel supply line.
The part of the supply line 2 located in the valve body and the upper part of the bore for the needle 9 located above the needle are to be regarded as the locking space. When the needle is raised, the throttle opening 7 is separated from the relieved fuel supply line.
The mode of operation of this fuel injector designed according to the invention is briefly as follows: Via line 2, the fuel first enters the upper part of the bore for the needle 9. The needle 9 rests on its seat. Via the throttle opening 7, the fuel now enters the accumulation space 5. By relieving the pressure in the fuel supply line, the needle 9 is now lifted, which closes the throttle opening 7 from the fuel line. The fuel is injected through the openings 11 with the needle 9 raised. As soon as the pressure in the accumulator space 5 has dropped sufficiently, the needle 9 returns to the seat due to the tension of the closing spring 8.
The connection between the fuel supply line, the throttle opening and the accumulator space is thus open again and the latter is filled again until the process is repeated through a new pressure relief in the fuel supply line.
The shown arrangement of the throttle opening 7 is extremely important. For example, a throttle opening according to FIG. 10 would be very disadvantageous because there is no closure when the needle is raised.
It is in the essence of the invention that various embodiments can be specified without departing from the inventive concept.
For example, the fine Dros selbohrung could be replaced by another connection, by grooves and the like, or by mere leakage of the needle shaft that is ground in itself.