Brennstoffeinspritzventil einer Dieselbrennkraftmaschine Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzven- til einer Dieselbrennkraftmaschine, mit in den Brenn- raum führenden Öffnungen, einer in einem Gehäuse geführten Ventilnadel und einem Ventilsitz.
Die Teile, insbesondere das Gehäuse .der Brenn- stoffeinspritzventile von Dieselbrennkraftmaschinen, sind schwierigen Bedingungen ausgesetzt, unter denen sie zuverlässig während langer Zeiträume arbeiten müssen. So muss z.
B. das Gehäuse korro sionsbeständig gegen Wasser, Brennstoff und Ver brennungsprodukte sein, die Einspritzöffnungen müssen korrosions- und erosionsfest sein und die Oberflächen, insbesondere der Sitz der Ventilnadel, müssen hart sein, wobei sie allerdings nicht spröde sein dürfen.
Bisher hat man die Gehäuse derartiger Einspritzventile mit dem die Einspritzöffnungen tra genden Teil und dem Ventilsitz aus einem Stück aus gebildet, und zwar beispielsweise aus Einsatzstahl, Werkzeugstahl oder aus Nitrierstahl, der nitriert und anschliessend an den korrosionsgefährdeten Oberflä chenteilen geschützt, z. B. verchromt wurde. Die Fabrikation derartiger Gehäuseteile ist schwierig und teuer.
Die einteilige Konstruktion bedingt einen Kompromiss in bezug auf den verwendeten Werk stoff, so dass nicht die gegen Erosion und. Einschla gen günstigsten Materialien für Sitz und Bohrungen angewendet werden konnten. So wurden im Betrieb diese Teile durch Abnützung frühzeitig unbrauchbar.
Es ist eine Ausführung eines Brennstoffeinspritz- ventilesbekannt, bei welcher die Düse aus einem be sonderen, an das Ventilgehäuse angepressten Teil besteht. Diese Ausführungsform hat jedoch keine Verbreitung finden können, da eine genau zentrische Anordnung des Ventilsitzes dabei schwer erzielbar ist und daher im allgemeinen bei dieser Anordnung nur Ventilnadeln mit ebenen Ventilsitzen verwendet wer- den können.
Ausserdem bildet dieser Teil eine Kom plikation, die die Verwendung eines Kühlmantels für Wasserkühlung des Einspritzventils erschwert, wenn. nicht verunmöglicht.
Die Erfindung beseitigt die erwähnten Nachteile dadurch, dass der Ventilsitz und die Einspritzöffnun- gen in einem besonderen, vom Gehäuse getrennten Düsenkörper ausgebildet sind, welcher die Form eines Rotationskörpers mit sich nach dem brenn- raumseitigen Ende verjüngendem Querschnitt auf weist, in eine entsprechend geformte Bohrung des Gehäuses eingesetzt ist und durch die Führung der Ventilnadel in das Gehäuse einführbar ist.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeich nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispie- les erläutert.
In der Zeichnung ist ein Gehäuse 1 einer Brenn stoffeinspritzpumpe für eine Dieselbrennkraftma- schinedargestellt, das eine zentrale Bohrung 2 auf weist, in welcher eine Ventilnadel 3 geführt ist. Im unteren Teil des Gehäuses befindet sich in der Achse der Bohrung 2 ein Düsenkörper 4, welcher in den Brennraum der nicht dargestellten Brennkraftma- schine hineinragt und Einspritzöffnungen 5 und eine konische Sitzfläche 6 für die Ventilnadel 3 aufweist.
Der Düsenkörper 4 weist einen abgestuften, sich nach dem Brennraum verjüngenden Querschnitt mit zylindrischen Oberflächen 7, 8 auf, die in eine ent sprechende Bohrung im Gehäuse 1 eingepasst ist.
Zwischen .dem Düsenkörper und der Bohrung 2 be findet sich ein aufgeweiteter Zwischenraum 10, in dem eine Bohrung 11 für die Zufuhr des Brennstoffes führt. Das Ventilgehäuse 1 ist von aussen mit einem Kühlmantel 12 versehen, welcher auf die zylindrische Oberfläche 7 des Düsenkörpers und eine entspre chende zylindrische Oberfläche 13 des Gehäuses 1 aufgeschrumpft ist.
Gestrichelt dargestellte Bohrun gen 14, 15 im Gehäuse 1 dienen der Zuführung und der Ableitung von Kühlwasser in und aus dem Zwi schenraum zwischen Gehäuse 1 und Kühlmantel 12.
In eingebautem Zustand in der Brennkraftma- schine ist, wie bereits erwähnt, der untere Teil des Gehäuses -1 mit dem Düsenkörper 4 in, den Brenn- raum der Brennkraftmaschine eingeschoben und der obere Teil des Gehäuses 1 in an sich bekannter Weise mit den Anschlüssen für Brennstoff und Kühl wasser versehen und durch ebenfalls bekannte Befe stigungsteile in. der Maschine festgehalten.
Die Ven tilnadel 3 wind dabei durch eine Feder gegen den Ventilsitz 6 gedrückt. Während des Betriebes wird durch einen von der Einspritzpumpe ausgeübten, durch die Bohrung 11 in den Zwischenraum 10 ge langenden Brennstoffdruck die Ventilnadel 3 ange hoben und der Brennstoff durch die Öffnungen 5 in den Brennraum eingespritzt.
Durch die erfindungsgemässe Trennung des Ven tilsitzes und der Einspritzöffnungen 5 vom Gehäuse 1 und deren Ausbildung in einem besonderen Teil ist es möglich, diesen Teil einem besonderen Fabrikations- prozess zu unterziehen, der die spezifischen Anfor derungen des Ventilsitzes und der Einspritzöffnungen berücksichtigt. Mit Vorteil kann dieser Teil 4 aus Sinterkarbiden, dem sogenannten Hartmetall herge stellt werden, welches besonders hart und erosions- fest ist.
Durch diese gemeinsame Ausbildung der bei den Elemente in einem Teil ist es gleichzeitig mög lich, das zwischen den Öffnungen 5 und dem Ventil sitz 6 befindliche Volumen 16 kleinzuhalten. Eine Vergrösserung dieses Volumens hat nämlich eine Verschlechterung des Einspritzvorganges und unter anderem auch eine Kohletrompetenbildung an den Öffnungen 5 zur Folge.
Dadurch, dass der Düsenkörper 4 eine durch die abgestuften zylindrischen Flächen 7, 8 gebildete, sich nach dem Brennraum verjüngende Oberfläche auf weist, die mit einer entsprechenden abgestuften Boh rung des Gehäuses zusammenwirkt, wobei den Düsenkörper 4 durch die Führung 2 der Ventilnadel in das Gehäuse 1 einführbar ist, wird eine einfache Befestigung dieses Körpers im Gehäuse 1 erzielt. Die Verbindung kann z. B. durch Aufschrumpfen oder durch Löten erfolgen, da sie wegen der Form des Düsenkörpers keine grösseren Kräfte zu übertragen hat.
Der erfindungsgemäss im Gehäuse befestigte Düsenkörper gestattet eine nachträgliche Bearbeitung des Ventilsitzes 6 in zusammengebautem Zustand, so dass sich keine Schwierigkeiten bezüglich Zentrizität bei der Verwendung von konischen Ventilsitzen er geben.
Die zylindrische Oberfläche dient gleichzeitig mit Vorteil zur Aufschrumpfung des Kühlmantels 12 für die Wasserkühlung, was die Fabrikation bedeutend vereinfacht, da der Düsenkörper 4 nur zwei oder unter Umständen sogar nur einen genauen Aussen durchmesser, nämlich den Durchmesser der zylindri schen Oberfläche 7, aufweisen muss. Zwischen der Oberfläche 8 und dem entsprechenden Bohrungsteil im Gehäuse 1 ist ein Spalt zulässig, da dieser z. B. beim Löten durch Lötmaterial ausgefüllt wird. Diese Fläche bedarf daher keiner genauen Bearbeitung.
Es versteht sich, dass im Prinzip der Düsenkörper nicht äussere zylindrische Flächen aufweisen muss. Unter Umständen können auch konische Aussenflä chen oder konische mit zylindrischen kombiniert, vorteilhaft sein.
Fuel injection valve of a diesel internal combustion engine The invention relates to a fuel injection valve of a diesel internal combustion engine, with openings leading into the combustion chamber, a valve needle guided in a housing and a valve seat.
The parts, in particular the housing of the fuel injection valves of diesel internal combustion engines, are exposed to difficult conditions under which they have to work reliably for long periods of time. So z.
B. the housing corrosion resistant to water, fuel and Ver combustion products, the injection openings must be corrosion and erosion resistant and the surfaces, especially the seat of the valve needle, must be hard, but they must not be brittle.
So far, the housing of such injection valves with the injection openings tra lowing part and the valve seat formed in one piece, for example from case-hardening steel, tool steel or nitriding steel, which is nitrided and then protected on the corrosion-prone surface parts, z. B. was chrome-plated. The manufacture of such housing parts is difficult and expensive.
The one-piece construction requires a compromise in terms of the material used, so that not against erosion and. Impact conditions favorable materials for seat and drilling could be used. In this way, these parts became unusable at an early stage due to wear and tear.
An embodiment of a fuel injection valve is known in which the nozzle consists of a special part which is pressed onto the valve housing. However, this embodiment has not been able to find widespread use, since an exactly central arrangement of the valve seat is difficult to achieve and therefore only valve needles with flat valve seats can generally be used in this arrangement.
In addition, this part forms a complication that complicates the use of a cooling jacket for water cooling of the injection valve, if. not impossible.
The invention eliminates the disadvantages mentioned in that the valve seat and the injection openings are formed in a special nozzle body separate from the housing, which has the shape of a rotary body with a cross section tapering towards the combustion chamber end, in a correspondingly shaped bore of the housing is inserted and can be inserted into the housing through the guide of the valve needle.
The invention is explained using an exemplary embodiment shown schematically in the drawing.
The drawing shows a housing 1 of a fuel injection pump for a diesel internal combustion engine, which has a central bore 2 in which a valve needle 3 is guided. In the lower part of the housing, in the axis of the bore 2, there is a nozzle body 4 which projects into the combustion chamber of the internal combustion engine (not shown) and has injection openings 5 and a conical seat surface 6 for the valve needle 3.
The nozzle body 4 has a stepped cross-section tapering towards the combustion chamber with cylindrical surfaces 7, 8 which is fitted into a corresponding bore in the housing 1.
Between .dem nozzle body and the bore 2 be there is a widened space 10 in which a bore 11 leads for the supply of fuel. The valve housing 1 is provided on the outside with a cooling jacket 12 which is shrunk onto the cylindrical surface 7 of the nozzle body and a corre sponding cylindrical surface 13 of the housing 1.
Bores 14, 15 shown in dashed lines in housing 1 serve to supply and discharge cooling water into and out of the intermediate space between housing 1 and cooling jacket 12.
When installed in the internal combustion engine, as already mentioned, the lower part of the housing -1 with the nozzle body 4 is pushed into the combustion chamber of the internal combustion engine and the upper part of the housing 1 is in a known manner with the connections for Fuel and cooling water provided and stigungssteile by also known BEFE in. The machine is held.
The Ven tilnadel 3 wind pressed against the valve seat 6 by a spring. During operation, the valve needle 3 is raised and the fuel is injected through the openings 5 into the combustion chamber by one exerted by the injection pump, through the bore 11 in the space 10 ge long-lasting fuel pressure.
The inventive separation of the valve seat and the injection openings 5 from the housing 1 and their formation in a special part, it is possible to subject this part to a special manufacturing process that takes into account the specific requirements of the valve seat and the injection openings. This part 4 can advantageously be made of sintered carbides, the so-called hard metal, which is particularly hard and resistant to erosion.
Through this common formation of the elements in one part, it is also possible, please include the volume 16 located between the openings 5 and the valve seat 6 to be kept small. An increase in this volume results in a deterioration of the injection process and, inter alia, a carbon trumpet formation at the openings 5.
The fact that the nozzle body 4 has a surface formed by the stepped cylindrical surfaces 7, 8 and tapering towards the combustion chamber, which interacts with a corresponding stepped drilling of the housing, the nozzle body 4 through the guide 2 of the valve needle into the housing 1 is insertable, a simple attachment of this body in the housing 1 is achieved. The connection can e.g. B. by shrinking or by soldering, since it does not have to transmit any major forces due to the shape of the nozzle body.
The nozzle body fastened in the housing according to the invention allows subsequent machining of the valve seat 6 in the assembled state, so that there are no difficulties with regard to centricity when using conical valve seats.
The cylindrical surface is also advantageously used to shrink the cooling jacket 12 for water cooling, which significantly simplifies manufacture, since the nozzle body 4 only has to have two or, under certain circumstances, only one exact outer diameter, namely the diameter of the cylindri's surface 7. Between the surface 8 and the corresponding bore part in the housing 1, a gap is permissible because this z. B. is filled by soldering material when soldering. This area therefore does not require any precise processing.
It goes without saying that in principle the nozzle body does not have to have external cylindrical surfaces. Under certain circumstances, conical outer surfaces or a combination of conical and cylindrical surfaces can be advantageous.