CH293235A - Liquid-controlled injection valve. - Google Patents

Liquid-controlled injection valve.

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CH293235A
CH293235A CH293235DA CH293235A CH 293235 A CH293235 A CH 293235A CH 293235D A CH293235D A CH 293235DA CH 293235 A CH293235 A CH 293235A
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CH
Switzerland
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needle
seat
injection valve
liquid
controlled injection
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Application number
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German (de)
Inventor
Gmbh Robert Bosch
Original Assignee
Gmbh Robert Bosch
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/10Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2700/00Supplying, feeding or preparing air, fuel, fuel air mixtures or auxiliary fluids for a combustion engine; Use of exhaust gas; Compressors for piston engines
    • F02M2700/07Nozzles and injectors with controllable fuel supply
    • F02M2700/074Injection valve actuated by fuel pressure for pressurised fuel supply

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

  

  Flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil.    Die Erfindung bezieht sieh auf ein flüssig  keitsgesteuertes Einspritzventil für     Brenn-          kraftmasehinen,    mit einer in der     Strömungs-          riehtung    des Kraftstoffes, entgegen dem  Druck einer Schliessfeder öffnenden Ventil  nadel, die mit ihrer an der     zuflussseitigen    Na  delstirn befindlichen, nur einen Teil derselben  bildenden, also schmalen Sitzfläche, in der  Schliessstellung die     Zuflussbohrung    abschliesst.  



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zu  Grunde, ein den Kraftstoff gut zerstäubendes       Einspritzventil    zu erhalten. Diese Aufgabe ist       bei        Einspritzventilen    der genannten Bauart       dadurch    schon gelöst worden, dass hinter der  Nadelstirn am     Nadelsehaft    ein Tauchkolben  vorgesehen ist, dessen den     Mündungsquer-          schnitt    der     Zulaufbohrung    übersteigender  Querschnitt sofort nach Abheben der Nadel  von ihrem Sitz dem Kraftstoff so lange eine       zusätzliehe        Angriffsfläehe    darbietet,

   als der       Tauehkolben    seine Führung beim Hubspiel       noch    nicht verlassen hat. Diese Lösung erfor  dert jedoch eine genaue Passung und     Bemes-          sinig    des     Tauehkolbens    und ist, deshalb teuer.

         lein    ebenfalls gut zerstäubendes, jedoch in der  Herstellung einfacheres und damit billigeres       Einspritzventil    erhält man, wenn gemäss der  Erfindung zwischen dem die Sitzfläche um  gebenden Teil der Nadelstirn und seiner     Ge-          genfläelie    ein so kleiner Drosselspalt vorgese  hen ist, dass der den Drosselspalt nach Ab  lieben der Nadel vom Sitz durchströmende  Kraftstoff auf den die Sitzfläche umgebenden    Teil der Stirnfläche infolge der Drosselwir  kung eine die     öffnungsbewegung    der Nadel  beschleunigende, zusätzliche Kraft ausübt.  



  In der Zeichnung sind zwei     Ausführiuigs-          beispiele    des     Erfindungsgegenstandes    dar  gestellt.  



       Fig.l    zeigt das erste Beispiel im Längs  schnitt.  



       Fig.    2 stellt einen Ausschnitt aus     Fig.    1 in  stark vergrössertem Massstab dar und       Fig.    3 den entsprechenden Ausschnitt für  das zweite Beispiel.  



  In einem Ventilkörper 1 gleitet eine Ven  tilnadel 2, die in der     gezeichneten    Stellung  durch eine Schliessfeder 3 gegen einen Nippel  4 gedrückt wird. Dabei liegt die Nadel 2 mit  ihrer Sitzfläche 5     (Fig.    2) an der am Nippel 4  vorgesehenen Gegensitzfläche 6 in einer radia  len Breite s an und schliesst die durch den  Nippel führende     Zulaufbohrung    7 an ihrer       Mündung    mit Durchmesser     d,    ab. Die Gegen  fläche 6 ist eben und senkrecht zur Nadelachse  angeordnet. Der die Sitzfläche 6 umgebende  Teil der Nadelstirn, die Fläche 8, bildet mit  der Gegenfläche 6 einen im Querschnitt keil  förmigen Drosselspalt 9 mit Keilwinkel a.

   An  die Stirnfläche schliesst ein im Durchmesser  abgesetzter Nadelteil 10 mit Durchmesser d2  an, der eine Querbohrung 11 enthält. Diese  führt zu einer axialen Bohrung 12, die in eine  die Schliessfeder 3 aufnehmende, ebenfalls  axiale Bohrung 13 der Ventilnadel mündet.  Die     Ventilnadel    gleitet in einer Bohrung 14      des Ventilkörpers 1, die um den Nadelhub lt  länger ist als die Ventilnadel. Von der Boh  rung 14 führt ein Kanal 15 zu     Spritz-          löchern    16.  



  Der durch die nicht dargestellte Einspritz  pumpe geförderte Kraftstoff drückt auf einen  Kreisausschnitt mit. Durchmesser     dl    der Na  delstirn     und    hebt die Nadel von der Gegen  fläche 6 zunächst um einen kleinen Hubteil  ab. Da die Einspritzpumpe genügend rasch  Kraftstoff     nachfördert,    entsteht beim Durch  fliessen des Kraftstoffes durch den Drossel  spalt 9 nur ein geringer, nach aussen zuneh  mender Druckabfall, so dass nun die im     öff-          nungssinn    an der Nadel angreifende Kraft  infolge der erheblich grösseren, dem Kraftstoff  gebotenen Angriffsfläche mit Durchmesser<I>d2</I>  wesentlich grösser ist.

   Der Durchmesser d2 ist  etwa dreimal so gross als der Durchmesser<B>dl,</B>  die Sitzbreite s beträgt nur etwa 0,5 mm. Dies  hat zur Folge, dass die Nadelbewegung sehr  stark beschleunigt wird, wodurch der Durch  flussquerschnitt am Nadelsitz rasch vergrössert  wird, was zu einem Abfallen des     hydraulischen     Druckes auf den Schliessdruck und dadurch  zum Schliessen des Ventils führt. Dieser Vor  gang wiederholt sieh mehrere Male während  des gesamten Einspritzvorganges und erzeugt  ein hörbares  Schnarren  des     Einspritzventils     als Zeichen eines eine gute     Zerstäubung    her  beiführenden     Zerhaekens    des Einspritzvor  ganges.  



  Ein um so besseres Ergebnis wird erzielt,  je kleiner der Spalt 9, also der Winkel a, ge  macht wird. Befriedigende Ergebnisse erhält.  man noch bei einem Spalt, dessen Winkel     u     = 3  ist. Die untere Grenze des Spaltwinkels  ist. durch die wirtschaftlich noch tragbare Fer  tigungsgenauigkeit gegeben und     liegt    etwa bei  =0 10'.  



  Das zweite Beispiel     (Fig.    3) unterscheidet  sich vom ersten nur durch die Ausbildung des  Drosselspaltes 9. Der die Sitzfläche 5 um  gebende Teil der Nadelstirn ist hier gegenüber  der Sitzfläche um das Mass     a    abgesetzt.. Auch  in diesem Fall erhält man ein um so besseres  Ergebnis, je kleiner das Mass     a    gemacht. wird.  Die untere     Grenze    ist wie beim ersten Beispiel    durch die wirtschaftlich noch tragbare Ferti  gungsgenauigkeit gegeben und liegt etwa bei       ca   <I>=</I> 0,05 mm. Die obere Grenze, bei der noch  ein befriedigendes Ergebnis erzielt. wird, ist  eine Spaltbreite     a    = 0,2 mm.  



  In beiden Beispielen gelten die grossen  Werte der Spaltbreite für grössere und die.  kleineren Werte für kleinere radiale Spalt  längen. Die Spaltbreite gleich Null, das heisst  die Sitzbreite S = 1/2     (d2-dl)    zu machen,       würde    unwirtschaftlich hohe Fertigungskosten  mit. sieh bringen, weil eine vollständige Auf  lage auf dieser grossen Sitzbreite notwendig  wäre, um die beabsichtigte Wirkung einiger  massen zu erreichen. Diese ergibt. sich aber nur  dann, wenn die nach dem Abheben der Nadel  wirksame Fläche grösser ist als vor dem Ab  heben.

   Aber selbst bei einer derart breiten  Sitzfläche wird die beabsichtigte Wirkung  nicht sicher erreicht, weil beim Schliessvorgang       Kraftstoffspuren    zwischen Nadelsitzfläche  und Gegenfläche zurückbleiben und das dichte  Aufsitzen verhindern.     L7m    die beabsichtigte  Wirkung bei der beschriebenen Ventilbauart  mit Sicherheit zu erreichen, ist es daher not  wendig, einerseits die Sitzbreite nicht zu gross  (höchstens 0,7 mm) zu machen und anderseits  den anschliessenden Spalt eng genug zu gestal  ten, dass sieh beim Durchquetschen des Kraft  stoffes noch eine ausreichend     grosse,    im Öff  nungssinn wirkende zusätzliche Kraft ergibt.



  Liquid-controlled injection valve. The invention relates to a liquid-controlled injection valve for internal combustion engines, with a valve needle which opens in the direction of flow of the fuel against the pressure of a closing spring and which, with its needle face on the inflow side, forms only part of the same narrow seat, in the closed position the inflow hole closes.



  The invention is based on the object of obtaining an injection valve which atomizes the fuel well. This object has already been achieved in injection valves of the type mentioned in that a plunger is provided behind the needle face on the needle shaft, the cross section of which, which exceeds the opening cross section of the inlet bore, presents the fuel with an additional attack surface immediately after the needle is lifted from its seat,

   when the rope piston has not yet left its lead during the lifting play. This solution, however, requires a precise fit and size of the rope piston and is therefore expensive.

         An injection valve that also atomizes well, but is simpler to manufacture and therefore cheaper, is obtained if, according to the invention, such a small throttle gap is provided between the part of the needle face that surrounds the seat and its counter-surface that the throttle gap is loved by Ab The fuel flowing through the needle from the seat exerts an additional force which accelerates the opening movement of the needle on the part of the end face surrounding the seat surface as a result of the Drosselwir effect.



  Two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing.



       Fig.l shows the first example in longitudinal section.



       FIG. 2 shows a section from FIG. 1 on a greatly enlarged scale and FIG. 3 shows the corresponding section for the second example.



  In a valve body 1 a Ven tilnadel 2 slides, which is pressed by a closing spring 3 against a nipple 4 in the position shown. The needle 2 lies with its seat 5 (Fig. 2) on the opposite seat 6 provided on the nipple 4 in a radia len width s and closes the inlet hole 7 leading through the nipple at its mouth with diameter d. The counter surface 6 is arranged flat and perpendicular to the needle axis. The part of the needle face surrounding the seat surface 6, the surface 8, forms with the counter surface 6 a throttle gap 9 with a wedge angle a which is wedge-shaped in cross section.

   A needle part 10, which is offset in diameter, has a diameter d2 and contains a transverse bore 11, adjoins the end face. This leads to an axial bore 12 which opens into a likewise axial bore 13 of the valve needle which receives the closing spring 3. The valve needle slides in a bore 14 of the valve body 1, which is longer than the valve needle by the needle stroke lt. A channel 15 leads from the bore 14 to spray holes 16.



  The fuel delivered by the injection pump, not shown, also presses on a section of a circle. Diameter dl of the Na delstirn and lifts the needle from the counter surface 6 initially by a small stroke. Since the injection pump delivers fuel quickly enough, when the fuel flows through the throttle gap 9, there is only a slight, outwardly increasing pressure drop, so that the force acting on the needle in the opening direction is now due to the considerably greater force offered by the fuel Attack surface with diameter <I> d2 </I> is much larger.

   The diameter d2 is about three times as large as the diameter <B> dl, </B> the seat width s is only about 0.5 mm. This has the consequence that the needle movement is accelerated very strongly, as a result of which the flow cross-section at the needle seat is rapidly increased, which leads to a drop in the hydraulic pressure to the closing pressure and thus to the closing of the valve. This process is repeated several times during the entire injection process and generates an audible rattle of the injection valve as a sign that the injection process is hooked up, causing good atomization.



  The smaller the gap 9, that is to say the angle α, the better the result is achieved. Receives satisfactory results. one still has a gap with an angle u = 3. The lower limit of the gap angle is. given by the economically viable manufacturing accuracy and is around = 0 10 '.



  The second example (Fig. 3) differs from the first only in the formation of the throttle gap 9. The part of the needle face that gives the seat 5 is offset here from the seat by the amount a the smaller the dimension a, the better the result. becomes. As in the first example, the lower limit is given by the economically viable manufacturing accuracy and is around about 0.05 mm. The upper limit at which a satisfactory result is still achieved. is a gap width a = 0.2 mm.



  In both examples, the large values of the gap width apply to the larger and the. smaller values for smaller radial gap lengths. Making the gap width equal to zero, that is, the seat width S = 1/2 (d2-dl), would result in uneconomically high production costs. See, because a full support on this large seat width would be necessary to achieve the intended effect of some masses. This results. but only if the effective area after lifting the needle is larger than before lifting.

   However, even with such a wide seat surface, the intended effect is not reliably achieved because, during the closing process, traces of fuel remain between the needle seat surface and the counter surface and prevent the seat from being seated tightly. In order to achieve the intended effect with the valve design described with certainty, it is therefore necessary on the one hand not to make the seat width too large (at most 0.7 mm) and on the other hand to make the subsequent gap narrow enough that you can see when the Fuel still gives a sufficiently large additional force acting in the opening sense.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil für Brennkraftmaschinen, mit. einer in der Strö- mungsriehtung des Kraftstoffes, entgegen dem Druck einer Schliessfeder öffnenden Ventil nadel, die mit ihrer an der zuflussseitigen Na delstirn befindlichen, nur einen Teil derselben bildenden Sitzfläche in der Schliessstellung die Zuflussbohrung abschliesst, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen dem die Sitz fläche umgebenden Teil der Nadelstirn und seiner Gegenfläche ein so kleiner Drosselspalt vorgesehen ist. PATENT CLAIM: Liquid-controlled injection valve for internal combustion engines, with. a valve needle that opens in the direction of flow of the fuel against the pressure of a closing spring and which, with its seat on the needle face on the inflow side and forming only part of the same, closes the inflow bore in the closed position, characterized in that the seat surface surrounding part of the needle face and its counter surface such a small throttle gap is provided. dass der den Drosselspalt nach Abheben der Nadel vom Sitz durchströmende Kraftstoff auf den die Sitzfläche umgebenden Teil der Stirnfläche infolge der Drosselwir- kung eine die Öffnungsbewegung der Nadel beschleunigende zusätzliche Kraft ausübt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeich net, da.ss die Breite der Sitzfläche höchstens 0,7 mm beträgt. that the fuel flowing through the throttle gap after lifting the needle from the seat exerts an additional force on the part of the end face surrounding the seat surface as a result of the throttling effect, which accelerates the opening movement of the needle. SUB-CLAIMS: 1. Liquid-controlled injection valve according to claim, characterized in that the width of the seat is at most 0.7 mm. \?. Flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass der Drosselspalt einen gegen die Man telfläche der Nadel geöffneten Winkel bildet, der mit zunehmender radialer Spaltlänge zwi- schen 0 10' und 3 beträgt. 3. Flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der Drosselspalt mit zunehmender radialer Länge eine jeweils gleichbleibende Breite von 0,05 mm bis zu 0,2 mm hat. \ ?. Liquid-controlled injection valve according to dependent claim 1, characterized in that the throttle gap forms an angle which is open towards the peripheral surface of the needle and which is between 0 10 'and 3 with increasing radial gap length. 3. Liquid-controlled injection valve according to dependent claim 1, characterized in that the throttle gap has a constant width of 0.05 mm to 0.2 mm with increasing radial length.
CH293235D 1943-01-07 1943-12-24 Liquid-controlled injection valve. CH293235A (en)

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