CS205759B1

CS205759B1 - Injector for the combustion engines

Info

Publication number: CS205759B1
Application number: CS299278A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Indra
Original assignee: Jaromir Indra
Priority date: 1978-05-10
Filing date: 1978-05-10
Publication date: 1981-05-29

Description

Vynález se týká vstřikovače pro spalovací motory s tryskou, jejíž diferenciální jehla, uzavírající přístup paliva k výstřihovým .otvorům, je zatížena předepnutou prulžinou, přičemž jsou prostor nad sedlem jehly trýsky a s ním spojené výtlačné, kanály propofjený s prostorem nad zalepovanou částí jehly trysky kanály, v nichž je vřazen přepohštěcí ventil tlačený pružinou směrem k prostoru na'd jehlou trysky do těsného sedla, kterýžto př spouštěcí ventil je zejména tvořen zakalenou ocelovou kuličkou, uloženou s matou vůlí v kanále kruhovitého průlřeteu a tlačen působením pružiny do kruhovitého sedla, vznikajícího přechodem kanálu v další kanál o menším průměru.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injector for an internal combustion engine having a nozzle, the differential needle of which closes fuel access to the neck openings, and is loaded with a preloaded spring, the space above the nozzle needle seat. in which the relief valve is pushed by a spring pushed towards the space na'd by the nozzle needle into a tight seat, which in particular consists of a turbid steel ball mounted with a matt clearance in the channel of circular recess and forced by the spring into the circular seat formed by the channel passage in another channel of smaller diameter.

U běžně vyráběných vstřikovačů pro naftové motory se odvádí palivo, prolínající za provozu vůlí mezi jehlou s vedením trýsky, zvláštním odpadním potrubím zpět do palivové nádrže. Nevýhodou tohoto Uspořádání je, že za provozu dochází čalsto k uvolňování dutých šroubů, jimiž je odpadní potrubí .připojeno ke vsťřlkovaěům, resp. k praskání tohoto potrubí, čímž dochází jednak k nepřípustnému povrchovému smáčení motoru palivem a kromě toho také ke ztrátám na palivu. U vstřikovačů, umístěných centrálně v hlavě motoru pod víkem hlaVy se v případě těchto poruch dostává palivo do olejové náplně motoru, čímž motorový olej znehodnocuje.In conventional diesel fuel injectors, the fuel that flows through the clearance between the nozzle with the nozzle guide is discharged back to the fuel tank through a special drain line during operation. The disadvantage of this arrangement is that during operation, the hollow screws are loosened by means of which the waste pipe is connected to the spinner or to the discharge pipe. This leads to an unacceptable surface wetting of the engine by the fuel and also to fuel losses. In the case of injectors located centrally in the engine head under the head cover, in the event of such malfunctions, fuel enters the engine's oil charge, thereby destroying the engine oil.

Z uvedených důvodů vznikla snaha vytvořit takové vstřikovače pro naftové motory, u nichž by nebylo třeba odpadního potrubí pro odvod prolínajícího paliva. Byl učiněn návrh vstřikované bez odpadního potrulbí, u nějž kolem jehly trysky prolnuté palivo, které za provozu vstřikovače vyplnilo celou dutinu nad jehlou trysky a je tam dalším přívodem paliva stlačováno, vyexpanduje vždy v 'údobí mezi jednotlivými výstřiky opět vůlí mezi jehlou a tělesem trysky zpět do výtlačného potrulbí. Nevýhodou tohoto Uspořádání je, že správná činnost vstřikovače je do značné míry závislá na přesném dodržení potřebné vůle mezi jehlou a tělesem trysky, což je výrobně značně náročné. KrOmě toho za provozu vlivem opotřebení se původní vůle zvětšuje, což způsobuje nežádoucí změny v činnosti Vstřikovače.For these reasons, there has been an attempt to create such injectors for diesel engines that do not need a drain line for the discharge of the blending fuel. An injection-free injection design has been made, in which fuel spilled around the nozzle needle, which has filled the entire cavity above the nozzle needle during operation of the injector and is compressed there by a further fuel supply, expands again between the sprays between clearance and nozzle body. into the discharge pipe. A disadvantage of this arrangement is that the correct operation of the injector is largely dependent on the exact adherence to the necessary clearance between the needle and the nozzle body, which is very difficult to manufacture. In addition, during operation due to wear, the original clearance increases, causing undesirable changes in the operation of the injector.

U jiného návrhu je mezi výtlačný kanál ve vstřikovaiči a prostor nad jehlou trysky vřazen pirepouštěcí ventil, umožňující proudění paliva pouze z prostoru nad jehlou trýsky do výtlačného kanálu. Takovýto vstřikovač je však výrobně poměrně náročný a i v navrženém provedení, kdy zpětný ventil má tvar ploché desky, z hlediska provozní spolehlivosti poměrně dosti náročný. .In another design, a piregency valve is provided between the discharge port in the injector and the space above the nozzle needle, allowing fuel to flow only from the space above the nozzle needle into the discharge channel. However, such an injector is relatively demanding in terms of production, and even in the proposed embodiment, when the check valve has the shape of a flat plate, it is quite demanding in terms of operational reliability. .

Je znám i ekonomioky výhodný'návrh vstřikovače bezodpadního potrulbí, u něhož ,je zmíněný přep.ouštěcí ventil tvořen ocelovou kuličkou, s malou vůlí uloženou v kanálku a dotlačovanou působením pružiny do kruhovitého sedla, vytvořeného vyústěním souosého kanálu o menším průměru do kanálu, který je propojen s prostorem nad sedlem jehly .a s ním spájenými výtlačnými kanály, zatímco souosý kanál ústí do prostoru na'd zalapoVanOu částí jehly..An economically advantageous design of a non-waste pipe injector is also known in which said relief valve is a steel ball, with a small clearance mounted in the channel and forced by a spring into a circular seat formed by a smaller diameter coaxial channel opening into the channel. communicating with the space above the needle seat and its displacement channels, while the coaxial channel opens into the space on the needle portions.

Charakteristickým znakem těchto vstřikovačů je, že v údobí zvbdání jehly vstřikovací trysky je palivo vyplňující ve vstřikovači prostor -nad jehlou, stlačováno, přlčemlž tlak tohoto paliva · potom v údobí závírání jehly jehlu urychluje, čímiž zavírací proces výhodně zkracuje.It is a feature of these injectors that, during the wake-up period of the injection nozzle needle, the fuel filling in the injector space above the needle is compressed, while the pressure of the fuel then accelerates the needle during the needle closing time, thereby advantageously shortening the closing process.

Zkoušky však ukázaly, že na začátku zavíracího procesh jehly, kdy dojde v prostoru pod jehlou a připojených výtlačných kanálech k prudkému poklésu tlaku, nastane částečná expanze paliva stlačeného v prostoru nad jehlou přes zmíněný zpětný ventil do výtlačných kanálů a tím k nežádoucímu pdklesu tlaku paliva v prostoru nald jehlou trysky, což snižuje příznivý vliv tlaku tohoto paliva na zkrácení zavíracího procesu jehly.However, tests have shown that at the beginning of the needle closing process, when there is a sharp pressure drop in the space below the needle and the connected discharge channels, the partial expansion of the fuel compressed in the space above the needle occurs through the check valve into the discharge channels. The nozzle needle reduces the beneficial effect of this fuel pressure on the shortening of the needle closing process.

Cílem vynálezu je vytvoření vstřikovače, u něhož je zabráněno nadměrné expanzi paliva z prostoru nad jehlou na .začátku zavíracího procesu směrem do výtlačných kanálů.It is an object of the invention to provide an injector in which excessive expansion of the fuel from the space above the needle at the beginning of the closing process towards the discharge channels is prevented.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že mezi kruhovité sedlo přepouštěcího ventilu a prostor nad zalepovanou částí jehly je vřazen škrticí kanálek, jehož průtočný průlřeZ činí 1/10 až 9/10 průtočného průřezu všech výstřihových otvorů u víceotvorové trýsky anebo u trysky čepové 1/15 až 3/4 průtočného průřezu mézi výstřikovým otvorem v tělese trysky a čápem na konci jehly čepové trysky při jejím maximálním Zdvihu.The principle of the invention consists in that a throttling channel is inserted between the circular seat of the relief valve and the space above the sealed part of the needle, the through-hole of which is 1/10 to 9/10 of the cross-section of all openings in the multi-hole nozzle or pin 15/15 3/4 of the flow cross section between the injection port in the nozzle body and the stork at the end of the pin nozzle needle at its maximum stroke.

Příklady provádění vstřikovačů podle vynálezu jsou schematicky nakresleny na připojených' obrázcích.The embodiments of the injectors according to the invention are illustrated schematically in the accompanying figures.

Obr. 1 znázorňuje v osovém řezu vstřikovač béz odpadního potrUlbí, u něhož je přepouštěcí ventil, tvořený kuličkou, uložen ve vývrtu .jdoucím souose s vývrtem v přívodním hrdle.Giant. 1 shows a cross-sectional view of a waste pipe injector in which the spherical relief valve is arranged in a bore coaxial with the bore in the inlet throat.

Obr. 2 znázorňuje vstřikovalč bez odpadního potrubí, u něhtíž je přepouštěcí ventil, tvořený kuličkou, uložen ve vývrtu jdoucím přibližně rovnoběžně s tlalčným čepem.Giant. 2 shows an injector without a drain line, in which a ball-type relief valve is mounted in a bore approximately parallel to the thrust pin.

0'tír. ,3 znázorňuje ve zvětšeném řézu zpětný ventil.0'tír. 3 shows a non-return valve in enlarged section.

Ke spodnímu čelu dřžákU 1 je převlečnou maticí 2 přitaženo těleso 3 trysky, obsahující pohyblivou jéhlu 31, spočívající v sedle 36, upraveném nad výstřihovými otvory 37. Na horní konec jehly 31 dosedá tlakový čep 4, procházející volně otvorem v držáku 1. Na horní konec tlakového čepu 4 dosedá miska 51,. ,na níž tlačí předepnutá· pružina 5, opírající se druhým koncem o šroub 52, .zašroubovaný do držáku 1 a pojištěný krycí maticí 53, utěsněnou podložkou 54. Do horního konce krycí matice 53 je zašroubován oďvzdUšňovací šroub 6, navrtaný osovým kanálkem 61 a na něj navazujícím radiálním kanálkem 62. OdvzdušňoVací šroub 6 je utěsněn podložkou 63.A nozzle body 3 comprising a movable needle 31, located in a seat 36 provided above the neck openings 37, is pulled to the lower face of the holder 1 by a cap nut 2. A pressure pin 4, passing freely through the opening in the holder 1 bears on the upper end of the needle. The pressure plate 4 is supported by the cup 51,. on which the preloaded spring 5, supported by the other end against the bolt 52, is screwed into the holder 1 and secured by the cover nut 53, sealed with a washer 54. The vent screw 6 drilled through the axial channel 61 is screwed into the upper end of the cover nut 53. The vent screw 6 is sealed by a washer 63.

Z boku je do držáku 1 těsně zašroubováno vstupní hrdlo 7. V jeho ose je vývrt 71, kterýThe inlet throat 7 is tightly screwed into the holder 1 from the side

Zpravidla' přechází v štěrbinový čistič 72, ústící do kanálu 41, na nějž .navazuje spojovací kanál 42, vyvrtaný v držáku 1 a ústící v jeho spodním čele do mOzlkulové drážky 32', ha níž navazuje nejméně jeden šikmý kanál 33, vyvrtaný v tělese 3 trysky a ústící pold zullapiovainou částí jehlyAs a rule, it passes into a slot cleaner 72 opening into a channel 41, to which it joins the connecting channel 42 drilled in the holder 1 and opens into its bottom face into a spherical groove 32 'with at least one oblique channel 33 drilled in the body 3. the nozzle and the discharge coping with the zullapiated portion of the needle

31. do vybrání 34. Na toto vyhrání 34 navazuje otvor 35, jimiž volně prochází slpodhí slabší konec jehly 31, a končí nad sedlem 36 kuželovité zakončené jehly 31.This recess 34 is followed by an opening 35 through which the lower, weaker end of the needle 31 passes freely and terminates above the seat 36 of the tapered tip 31.

U provedení vstřikovače podle obr. 1 přechází kanál 41, sohosý se štěrbinovým čističem 72, v souosý kanál 43 o menším průměru. Přechod mezi kanály 41 a 43 je proveden rovinnou, popřípadě mírně kulželoVitou plochou 44, vytvářející ostré kruhovité sedlo 45 — Obr. 3 — do níž je pružinou 81 zatlačována kulička 8 — ocelová — uložená suvně s malou vůlí v kanále 41, přičemž spojnivalcí kanál 42 ústí do kanálu 41 mezi kuličkou 8 a koncem vstupního hrdla 7 tak, aby kulička 8 nezmenšovala průtočný průřez .při vstupu do spojovacího kanálu 42.In the embodiment of the injector of FIG. 1, the channel 41, coaxial with the slot cleaner 72, becomes a coaxial channel 43 of smaller diameter. The transition between the channels 41 and 43 is a planar or slightly rounded surface 44, forming a sharp circular seat 45. 3 - into which the ball 8 - steel - is pushed by a spring 81 with a small clearance in the channel 41, with the adjoining channel 42 opening into the channel 41 between the ball 8 and the end of the inlet neck 7 so that the ball 8 does not reduce the flow cross section. of the communication channel 42.

Na kanál 43 navazuje -škrticí kanálek 46, ústící do prostoru v držáku 1 nad zalepovanou jehlu 31.Adjacent to the channel 43 is a throttling channel 46 opening into the space in the holder 1 above the sealed needle 31.

V provedení vstřikoVaiče podle obr. 2 Ústí kanál 41 jdoucí přibližně rovnoběžně s osou tlakového čepu 4, ve spodním čele držáku 1 do meziikiriUhoVé idráŽky 32. .Průměr Ikahálu 41 je loněco větší nežli šířka mezlkrutíoVé drážky 32. Analogicky jako u VstřikoVače podle obr. 1, přechází i u vstřikovače podle obr. 2 kanál 41 v souosý, kanál 43 o menším průměru. Stéjně tak je v kanálu 41 s malou vůlí zavedena .ocelová kulička 8, přltlačovaná na líbánu souolsého kanálu 43 pružinou 81, Opírající se .druhým koncem o kolík 48, s vůlí zasunutý do kanálu 41.In the injector embodiment of FIG. 2, the orifice 41 extends approximately parallel to the axis of the thrust pin 4 in the lower face of the holder 1 into the intermediate groove 32. The diameter of the Ikahal 41 is considerably greater than the width of the intermediate groove 32. Similar to the injector of FIG. In the injector of FIG. 2, the channel 41 becomes coaxial, the channel 43 of smaller diameter. In the same way, a steel ball 8 is pressed into the channel 41 with little play, pressed against the groove of the channel 43 by a spring 81, supported by the other end on the pin 48, with the play inserted into the channel 41.

Na kanálek 43 naVaziuje škrticí kanálek 46, spojený kanálem 47 s prostorem držáku 1 nad zalapovanou částí jehly 31. ^! A throttle channel 46 is connected to the channel 43, connected by the channel 47 to the space of the holder 1 above the clipped part of the needle 31. ^!

Průtočný průřez Škrticího kanálku 46 činí s 'výhodou 1/10 aiž 9/10 průtočného průřezu všech výstřihových otvorů 37 trysky. V případě použití vstřikovače se známtíu, neznázorněnou čepovou tryskou činí průtočný průřez škrticího kanálku 46 1/15 až 3/4 průtočného průřezu mezi výstřikovým otvorem a čépem na jehle při úplně zvednuté jehle.The flow cross-section of the throttle channel 46 is preferably 1/10 to 9/10 of the flow cross-section of all of the die orifices 37 of the nozzle. In the case of an injector with a known pin nozzle (not shown), the flow cross section of the throttle channel 46 is 1/15 to 3/4 of the flow cross section between the injection port and the pin on the needle when the needle is fully raised.

V obou příkladech vstřikovačů nakreslených na obr. 1 a 2 s výhodou poměr průměrů kanálů 41 a 43 d₁/d_? = ,1,12 až 3,3. Jako uzavíracího orgánu je s výhodou použito kalené ocelové kuličky 8, která je při montáži vstřikovače zatlačena do měkkého kruhovitého sedla 45.In both examples of the injectors illustrated in Figs. 1 and 2, preferably the ratio of channel diameters 41 and 43 d ₁ / d _? = 1.12 to 3.3. Preferably, a hardened steel ball 8 is used as the closing member, which is pressed into the soft circular seat 45 when the injector is mounted.

Před uvedením vstřikovače do činnosti se vyšroubuje ódvzdúšňovací Šroub 6 a celý prostor nad jehloh 31 se vyplní čistým palivem až po horní okraj krycí matice 53. Zašroubováním odvzdúšňovacího šroubu 6 odteče přebytečné palivo kanálky 61 a 62. Utažením odvzďušňovacího šroůibu 6 na těsnící, podložku 63 je vstřikovač připraven k člnnbstl.Before actuating the injector, the venting screw 6 is unscrewed and the entire space above the needles 31 is filled with clean fuel up to the upper edge of the cap nut 53. Screwing the venting screw 6 drains excess fuel through channels 61 and 62. Tighten the bleed screw 6 on the sealing washer 63 injector ready for boat.

Při výtlaku paliva nenakresleným známým vstřikovacím čerpadlem a výtlačným potrubím připojeným k Vstupnímu hbdlu 7 proudí palivo vývrtem 71 — obr. 1, obr. 2 — piřes štěrbinový čistič 72 do kanálu 41 a odtud spojovacím kanálem 42 do mezikruhové drážky 32 a odtud nejméně jedním šikmým kanálem. 33 do vybrání 34 a dále podél spodního slabšího konce jehly 31 k sedlu 3B jehly 31.With fuel displacement not shown by known injection pump and discharge line connected to Inlet 7, fuel flows through bore 71 - FIG. 1, FIG. 2 - through a slot cleaner 72 into channel 41 and thence through channel 42 into annular groove 32 and thence through at least one oblique channel. . 33 into the recess 34 and further along the lower weaker end of the needle 31 to the seat 3B of the needle 31.

Tlakem paliva na diferenciální plochu jehly 31 se jehla zvedne ze sádla 36 proti tlaku předepnuté pružiny 5 a uvolněným průřezem v sedle 36 proudí palivo k výstřiíkovým otvorům 37 a z nich do nenakresleného známého spalovacího prostoru naftového motoru.By pressurizing the fuel on the differential surface of the needle 31, the needle is lifted from the lard 36 against the pressure of the bias spring 5 and the released cross-section in the seat 36 flows the fuel to the spray openings 37 and out of them into the known combustion chamber of the diesel engine.

Během zmíněného zvednutí jehly 31 stlačuje jehla palivo vyplňující nad ní prostor v držáku 1. Během vstřikovacího pročešu prolíná vůlí mezi tělesem 3 a jehlou 31 nepatrné množství paliva do prostoru nad jehlu 31, čímž se tlak paliva v tomto 'prostoru dále zvětšuje. Kulička 8 je dotlačována tlakem paliva ve výtlačných kanálech do (sedla 45, čímiž ,znemožní tpromiiikání paliva do isiouolsého kanálu 43 a iškrticfho kanálku 46 a tím i Ido prostoru nad jehlou 31.During said raising of the needle 31, the needle compresses the fuel filling the space in the holder 1. During the injection process, the clearance between the body 3 and the needle 31 fades a small amount of fuel into the space above the needle 31, thereby increasing the fuel pressure there. The ball 8 is pushed by the pressure of the fuel in the discharge channels into (the seat 45, thereby preventing the fuel from flowing into the isolean channel 43 and the irrigation channel 46 and thus into the space above the needle 31.

Po ukončení dodávky paliva vstřikovacím čerpadlem klesne prudce tlak paliva ve výtlačném potrubí i ve výtlačných kanálech ve vstřikova61 počínaje od sedla 36, jehly 31 až po vývrt 71. Působením předepnuté pružiny 5 a tlaku paliva stlačeného v prostoru držáku 1 nad jehlou 31 se jehla začne pohybovat směrem k sedlu 36;Upon completion of fuel injection by the injection pump, the fuel pressure in both the discharge line and the discharge ducts in the injector61 drops sharply from the seat 36, the needle 31 to the bore 71. Under the preload spring 5 and fuel pressure compressed in the holder 1 above the needle 31 toward the seat 36;

V průběhu tohoto zavíracího procesu jehly 31, kdy je ve. výtlačných kanálech nízký tlak, zvedne se kulička 8 ze sedla a dochází k expanzi paliva z prostoru nad jehlou 31 do výtlačných kanálů. Aby touto expanzí uniklo v průběhu zavíracího procesu jehly co nejméně paliva a nebyl tak ochuzován příznivý účinek přetlaku paliva v prostoru nad jehlou 31 na zkracování zavíracího procesu jehly 32, je mázl prostor nad jehlou 31 a přepouštěcí ventil zařazen úzký škrticí kanálek 46.During this closing process, the needles 31 are in position. low pressure, the ball 8 is lifted from the seat and the fuel expands from the space above the needle 31 to the discharge channels. In order to minimize fuel leakage during the needle closing process and thus not lessen the positive effect of fuel overpressure in the space above the needle 31 on shortening the needle closing process 32, a narrow throttle channel 46 is provided in the space above the needle 31.

Po dosednutí jehly 31 do sedla 36 a pro ukončení odlehčovacího procesu se tlak paliva ve výtlačném potrubí i ve výtlačných kanálech ve vstřikovači ustálí na nízké hodnotě tzv. zbytkového tlaku. V průběhu ustalováni tlaku paliva ve výtlačném potrulbí .prolbíhá dále expanze paliva z prostoru nad jehlou 31 přes kuliěkoyý ventil do výtlačného kanálu, až se tlaky před 'i za přepouštěcím ventilem vyrovnají na přibližně stejnou hodnotu. PopSaný proces zabraňuje nadměrnému zvyšování tlaku paliva v prostoru nad jehlou 31 prolínáním .paliva vůlí mezi tělesem 3 a jehlou 31 přestože vstřikovač není opatřen odpadním potrubím pro odvod tohoto prolínajícího paliva.After the needle 31 has reached the seat 36 and the end of the relief process, the fuel pressure in both the discharge line and the discharge channels in the injector stabilizes at a low so-called residual pressure. While the fuel pressure in the discharge pipe is stabilized, the expansion of the fuel from the space above the needle 31 through the ball valve to the discharge port continues until the pressures upstream and downstream of the relief valve equalize approximately. The described process prevents excessive pressure increase of the fuel in the space above the needle 31 by permeation of the fuel between the body 3 and the needle 31 even though the injector is not provided with a drain line for discharging the fuel.

Hlavní výhodou úpravy škrticího kanálku 48 u popsaného vstřikovače podle výnálezu je dokonalejší vyulžití tlakové enérgie obsažené ve stlačeném palivu v prostoru nad jehlou 31 k urychlení pohybu jehly-31 směrem ,k jejímu sedlu 36 v průběhu zavíracího procesu.The main advantage of adjusting the throttle channel 48 of the present injector of the present invention is to make better use of the pressure energy contained in the compressed fuel in the space above the needle 31 to accelerate the movement of the needle 31 towards its seat 36 during the closing process.

Claims

Injector for internal combustion engines with a nozzle whose differential needle closing the fuel access to the cutting bores is loaded with a preloaded spring, the space above the nozzle needle seat and the associated discharge channels communicating with the space above the clipped part of the nozzle needle through the ducts the valve pushed by a spring towards the space above the nozzle needle into a tight seat, the relief valve being in particular formed by a turbid steel ball mounted with little clearance in a channel of circular cross-section and pushed by the spring into

SUMMARY OF THE INVENTION The circular seat formed by the passage of the channel into another channel of smaller diameter is due to the fact that there is a throttling channel (46) between the circular seat (45) of the flushing valve and the space through the retracted portion of the needle (3). the flow cross-section is 1/10 to 9/10 of the flow cross-section and all of the ejection holes (37) for multiple nozzles and for 1/15 to 3/4 stroke nozzles between the neck opening in the nozzle body and the pin at the end of the pin nozzle at its maximum stroke.