CH645699A5

CH645699A5 - Nozzle of a fuel injection valve for a diesel engine

Info

Publication number: CH645699A5
Application number: CH320080A
Authority: CH
Inventors: Peter Fuchs
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1980-04-25
Publication date: 1984-10-15
Also published as: ATA258280A; DK175881A; JPS56167848A; FR2481372A1; DE3018431C2; DE3018431A1; NL8102007A; AT367868B; JPH0256513B2; FR2481372B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Düse eines Brennstoffeinspritzven-tils für einen Dieselmotor, mit einem Düsenkörper, dessen stromabwärts eines Ventilsitzes befindlicher Abschnitt mindestens einen in einen Brennraum eines Zylinders führenden Düsenkanal aufweist, wobei Flächen vorgesehen sind, die dem durch den Düsenkanal strömenden Brennstoff einen Drall erteilen. The invention relates to a nozzle of a fuel injection valve for a diesel engine, having a nozzle body, the portion downstream of which a valve seat has at least one nozzle channel leading into a combustion chamber of a cylinder, surfaces being provided which impart a swirl to the fuel flowing through the nozzle channel.

In den Zylinder einer Diesel-Brennkraftmaschine wird je Arbeitstakt eine bestimmte Brennstoffmenge über die Düse eines Einspritzventils in den Brennraum des Zylinders eingespritzt. Dabei soll der aus dem Düsenkanal austretende Brennstoffstrahl einerseits lang genug sein, um den jeweiligen Betriebsbedingungen entsprechend tief in den Brennraum einzudringen, und andererseits fein genug zerstäubt sein, um den Brennstoff möglichst vollständig zu verbrennen. Der Brennstoffstrahl muss dazu unter Berücksichtigung des Abstandes der Düse von der Brennraumwand eine für den Düsenkanal zu wählende Durchschlagskraft und Geschwindigkeit besitzen. Er soll ferner einen genügend grossen Divergenzwinkel besitzen, um eine ausreichende Verteilung des Brennstoffs im Brennraum zu erreichen. A certain amount of fuel is injected into the cylinder of a diesel engine via the nozzle of an injection valve into the combustion chamber of the cylinder. On the one hand, the fuel jet emerging from the nozzle channel should be long enough to penetrate deep into the combustion chamber in accordance with the respective operating conditions and, on the other hand, it should be atomized sufficiently to burn the fuel as completely as possible. For this purpose, the fuel jet must have a penetration force and speed to be selected for the nozzle channel, taking into account the distance of the nozzle from the combustion chamber wall. It should also have a sufficiently large divergence angle in order to achieve an adequate distribution of the fuel in the combustion chamber.

Zur Verbesserung der Zerstäubung ist aus der CH-PS 340 093 eine Düse der eingangs genannten Art bekannt geworden, deren Düsenkanal schraubenlinienförmig gewunden ist oder schrau-benlinienförmig verlaufende Flächen aufweist. Mit dieser Gestaltung des Düsenkanals wird dem Brennstoff beim Durchströmen ein Drall erteilt, der sich für die Zerstäubung als günstig erwiesen hat. Ein wesentlicher Nachteil eines solchen Düsenkanals besteht darin, dass seine Herstellung durch Elektroero-sion erfolgt, was sehr aufwendig ist. Ausserdem können im Düsenkanal Ablagerungen auftreten, die wegen Verstopfungsgefahr zu Betriebsstörungen führen können. In order to improve the atomization, a nozzle of the type mentioned at the outset has become known from CH-PS 340 093, the nozzle channel of which is wound in a helical line or has surfaces running in a helical line. With this design of the nozzle channel, the fuel is given a swirl when flowing through, which has proven to be favorable for atomization. A major disadvantage of such a nozzle channel is that it is produced by electro-erosion, which is very expensive. In addition, deposits can occur in the nozzle channel, which can lead to malfunctions due to the risk of clogging.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Brennstoffeinspritzdüse der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass sie bei gleich guter Zerstäubung des Brennstoffs leichter herstellbar und auf Verstopfungen weniger anfällig ist. The object of the invention is to improve the fuel injector of the type mentioned in such a way that it is easier to produce with the same good atomization of the fuel and less susceptible to blockages.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die drallerteilenden Flächen stromaufwärts des Düsenkanals in einer im Düsenkörper fest angeordneten und von diesem getrennten Hülse ausgebildet sind. According to the invention, this object is achieved in that the swirl-distributing surfaces upstream of the nozzle channel are formed in a sleeve which is fixedly arranged in the nozzle body and is separate therefrom.

Die erfindungsgemässe Düse weist den Vorteil auf, dass die drallerteilenden Flächen von den im Düsenkörper befindlichen Düsenkanälen unabhängig hergestellt werden können. Dies gestattet den drallerteilenden Flächen eine relativ einfache Form zu geben, die im Betrieb der Düse weniger zu Verstopfungen neigt. Die Düsenkanäle können somit den üblichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, so dass der drallbehaftete Brennstoffstrahl von seinem Austritt aus dem Kanal noch eine gute Führung erhält. The nozzle according to the invention has the advantage that the swirl-dividing surfaces can be produced independently of the nozzle channels located in the nozzle body. This allows the swirl-imparting surfaces to be given a relatively simple shape which is less prone to clogging when the nozzle is in operation. The nozzle channels can thus have the usual circular cross section, so that the swirling fuel jet still has good guidance from its exit from the channel.

Die drallerteilenden Flächen sind nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung von mindestens zwei zylindrischen, die Hülsenwand durchquerenden und in den Düsenkanal mündenden Bohrungen gebildet, deren Achsen beiderseits der Achse des Düsenkanals liegen. Eine solche Lösung ist einfach, praktisch und billig. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the swirl-dividing surfaces are formed by at least two cylindrical bores that cross the sleeve wall and open into the nozzle channel, the axes of which lie on both sides of the axis of the nozzle channel. Such a solution is simple, practical and cheap.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den drallerteilenden Bohrungen und dem Düsenkanal eine sich zu diesem hin verjüngende Bohrung vorgesehen. Dadurch wird der Querschnitt, in den die drallerteilenden Bohrungen einmünden, und damit die mögliche Anzahl solcher Bohrungen vergrössert. In a further embodiment of the invention, a bore which tapers towards the latter is provided between the swirl-dividing bores and the nozzle channel. This increases the cross-section into which the swirl-dividing bores open, and thus the possible number of such bores.

Die drallerteilenden Bohrungen verlaufen zweckmässig tangential zum Düsenkanal bzw. zurkonischenBohrung. Dadurch werden optimale Verhältnisse für die Erzeugung des Dralles geschaffen. The swirl-dividing holes expediently run tangentially to the nozzle channel or to the conical hole. This creates optimal conditions for the generation of the swirl.

Die konische B ohrung kann im Düsenkörper oder in einer zwischen dem Düsenkörper und der Hülse fest angeordneten Büchse ausgebildet sein. The conical bore can be formed in the nozzle body or in a bushing which is fixedly arranged between the nozzle body and the sleeve.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is explained in the following description with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt entlang der Linie I -1 in Fig. 2, durch eine Düse mit drallerteilenden Bohrungen und Fig. 1 shows a section along the line I -1 in Fig. 2, through a nozzle with swirl-dividing bores and

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II - II in Fig. 1. FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.

Gemäss Fig. 1 und 2 weist ein hohlzylindrischer, gegen den Brennraum 10 hin verschlossener Düsenkörper 1 in seinem zylindrischen Abschitt drei Düsenkanäle 2 in Form zylindrischer Bohrungen auf, die über den Düsenumfang gleichmässig verteilt angeordnet sind. Die Achsen 6 der drei Düsenkanäle 2 liegen auf einer Kegelfläche, die sich gegen den Brennraum 10 hin erweitert. Jedem Düsenkanal 2 ist eintrittseitig eine konische Bohrung 3 zugeordnet, die sich zum Düsenkanal 2 hin verjüngt und in einer im Düsenkörper 1 fest angeordneten Büchse 7 ausgebildet ist. Stromaufwärts jeder konischen Bohrung 3 sind in einer Hülse 5 zwei geradlinige B ohrungen 4 vorgesehen, deren Achsen quer zur Ventilachse 8 verlaufen. Die einer konischen Bohrung 3 zugeordneten Bohrungen 4 liegen in Richtung der vertikalen Achse 8 auf verschiedenen Höhen ; in der Vertikalprojektion kreuzen sich ihre Achsen. Sie münden etwa tangential in die zugehörige konische Bohrung 3. Die Hülse 5 steckt in der Büchse 7 und ist somit ebenfalls im Düsenkörper 1 fest angeordnet. Der Düsenkörper 1, die Büchse 7 und die Hülse 5 sind am oberen Ende je mit einem Flansch versehen; über diese Flansche werden die drei genannten Teile mit dem nicht näher dargestellten Einspritzventil verbunden. Das in Fig. 1 obere Ende der Hülse weist einen Ventilsitz 12 auf, der mit der beweglichen Ventilnadel des Einspritzventils zusammenwirkt. Im Betrieb der Düse strömt der Brennstoff über den Ventilsitz 12 in den Raum 9 der Hülse 5 und von dort in die drallerteilenden Bohrungen 4. Aus diesen Bohrungen strömt der Brennstoff in die konische Bohrung 3, wo ihm wegen der tangentialen Anordnung der B ohrungen 4 ein Drall erteilt wird. Mit diesem Drall behaftet, strömt der Brennstoff dann über den Düsenkanal 2 in den Brennraum 10, wo der Brennstoffstrahl unter dem Einfluss des Dralls fein zerstäubt wird. 1 and 2, a hollow cylindrical nozzle body 1, which is closed off from the combustion chamber 10, has in its cylindrical section three nozzle channels 2 in the form of cylindrical bores, which are arranged uniformly distributed over the circumference of the nozzle. The axes 6 of the three nozzle channels 2 lie on a conical surface which widens towards the combustion chamber 10. Each nozzle channel 2 is assigned a conical bore 3 on the inlet side, which tapers towards the nozzle channel 2 and is formed in a bushing 7 fixedly arranged in the nozzle body 1. Upstream of each conical bore 3, two straight bores 4 are provided in a sleeve 5, the axes of which extend transversely to the valve axis 8. The holes 4 assigned to a conical bore 3 lie at different heights in the direction of the vertical axis 8; their axes intersect in the vertical projection. They open approximately tangentially into the associated conical bore 3. The sleeve 5 is inserted in the bushing 7 and is therefore also arranged in a fixed manner in the nozzle body 1. The nozzle body 1, the sleeve 7 and the sleeve 5 are each provided with a flange at the upper end; The three parts mentioned are connected to the injection valve (not shown in more detail) via these flanges. The upper end of the sleeve in FIG. 1 has a valve seat 12 which interacts with the movable valve needle of the injection valve. During operation of the nozzle, the fuel flows through the valve seat 12 into the space 9 of the sleeve 5 and from there into the swirl-dividing bores 4. From these bores, the fuel flows into the conical bore 3, where it bores 4 because of the tangential arrangement of the bores Swirl is given. Afflicted with this swirl, the fuel then flows via the nozzle channel 2 into the combustion chamber 10, where the fuel jet is atomized finely under the influence of the swirl.

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

Abweichend von der beschriebenen Ausführungsform kann die konische Bohrung 3 am Eingang des Düsenkanals 2 im Düsenkörper 1 selbst ausgebildet sein, wobei dann die Büchse 7 entfallen könnte. Anstelle der zylindrischen Bohrungen 4 könnten die drallerteilenden Flächen als die Hülse 5 durchquerende Kanäle mitz.B. rechteckigem Querschnitt vorgesehen sein. Wenn die drallerteilenden Flächen in der Hülse vorgesehen sind, könnte der so mit Drall behaftete Brennstoffstrom unmittelbar in den zylindrischen Düsenkanal 2 eintreten, so dass keine Zwi3 645 699 In a departure from the described embodiment, the conical bore 3 can be formed in the nozzle body 1 itself at the entrance of the nozzle channel 2, in which case the bushing 7 could be omitted. Instead of the cylindrical bores 4, the swirl-dividing surfaces could be channels that pass through the sleeve 5, e.g. rectangular cross section. If the swirl-distributing surfaces are provided in the sleeve, the fuel flow which is swirled in this way could enter directly into the cylindrical nozzle channel 2, so that no interruptions

schenschaltung einer konischen Bohrung erforderlich wäre. Die drallerteilenden Flächen können auch in einem Stapel von in den Düsenkörper 1 eingesetzten, ringscheibenförmigen Stücken ausgebildet sein, die dann zusammen die Hülse bilden. Es können 5 statt einer Reihe von Düsenkanälen 2 auch mehrere Reihen solcher Kanäle übereinander vorgesehen sein. Die drallerteilenden Flächen wären dann auf mehrere Etagen verteilt den Düsenkanälen zugeordnet. circuit of a conical bore would be required. The swirl-dividing surfaces can also be formed in a stack of annular disk-shaped pieces inserted into the nozzle body 1, which then together form the sleeve. Instead of one row of nozzle channels 2, it is also possible to provide several rows of such channels one above the other. The swirl-distributing surfaces would then be allocated to the nozzle channels on several floors.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

645 699 PATENT CLAIMS

1. Nozzle of a fuel injection valve for a diesel engine, with a nozzle body, the section located downstream of a valve seat has at least one nozzle channel leading into a combustion chamber of an engine cylinder, surfaces being provided which impart a swirl to the fuel flowing through the nozzle channel, characterized in that the swirl-dividing surfaces upstream of the nozzle channel (2) are formed in a sleeve (5) which is fixedly arranged in the nozzle body (1) and is separated from it.

2. Nozzle according to claim 1, characterized in that the swirl-dividing surfaces are formed by at least two cylindrical bores (4) crossing the sleeve wall and opening into the nozzle channel, the axes of which extend transversely to the axis (8) of the sleeve (5).

3. Nozzle according to claim 2, characterized in that between the bores (4) and the nozzle channel (2) a tapering bore (3) is provided.

4. Nozzle according to claim 3, characterized in that the swirl-dividing bores (4) run approximately tangentially to the conical bore (3).

5. Nozzle according to claim 3, characterized in that the conical bore (3) is formed in the nozzle body (1).

6. Nozzle according to claim 3, characterized in that the conical bore (3) in a between the nozzle body (1) and the sleeve (5) fixedly arranged sleeve (7) is formed.