DD134976B1 - INJECTION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents

INJECTION DEVICE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES Download PDF

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Description

-Anwendungsgebiet der Erfindung-Ause of the invention

Die Erfindung betrifft eine offene Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Gehäuse mit zylinderförmigem Einsatzstück, das mit Kanälen für das Durchströmen des Kraftstoffes zur Düsenbohrung versehen ist und einem Rückschlagventil.The invention relates to an open injection nozzle for internal combustion engines, comprising a housing with cylindrical insert piece, which is provided with channels for the passage of the fuel to the nozzle bore and a check valve.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei Einspritzbrennkraftmaschinen besteht die Forderung, daß der Kraftstoff bei "Vergrößerung der Einspritzmenge auf einen größeren Raum verteilt werden soll, daß jedoch zur Zündeinleitung, insbesondere bei Fremdzündung, am Zündorgan eine möglichst gleichbleibende Menge Kraftstoff vorhanden ist. Nach DT-PS 926 050 ist es bekannt, derartige Effekte durch Mehrstrahldüsen zu erzielen, wobei z.B. abhängig von der Einspritzmenge die Öffnungsquerschnitte bzw. die Zahl der öffnenden Bohrungen variieren.In the case of injection internal combustion engines, there is a requirement that the fuel should be distributed to a larger space when the injection quantity is increased, but that the amount of fuel present in the ignition device is as constant as possible, especially in the case of spark ignition to achieve such effects by multi-jet nozzles, wherein, for example, depending on the injection quantity, the opening cross-sections or the number of the opening holes vary.

Weiterhin ist es bekannt, durch Einspritzung in üTebenkammern von Brennräumen und zusätzliche separate Gemisch-Furthermore, it is known, by injection into ÜTebenkammern of combustion chambers and additional separate mixture

bildung im Hauptbrennraum die Gemischaufteilung mengenabhängig zu steuern.formation in the main combustion chamber to control the mixture distribution volume-dependent.

Des v/eiteren ist nach DT-PS 544 500 bekannt, ein Gehäuse mit zylinderförmigem Einsatzstück und Rückschlagventil zur Kraftstoffzerstäubung im Druckvergaser anzuwenden.Des v / eiteren is known from DT-PS 544 500, apply a housing with a cylindrical insert and check valve for fuel atomization in the pressure carburetor.

Schließlich ist nach DL-PS 24 16? bekannt, ein derart gestaltetes Ventil als Direkteinspritzdüse einzusetzen, wobei mehrere Rückschlagventile hinterexnandergeschaltet sind und anstelle des Einsatzkörpers radiale Einlaufkanäle zur Düsenbohrung vorhanden sind.After all, according to DL-PS 24 16? It is known to use a valve designed in this way as a direct injection nozzle, wherein a plurality of check valves are connected in a back-to-back direction and radial inlet channels to the nozzle bore are present instead of the insert body.

Während Mehrstrahldusen zumeist kompliziert gestaltete und zu fertigende Düsennadeln erfordern, ergibt sich bei der separaten Nebenkammereinspritzung eine beträchtliche Aufwandsvergrößerung durch die Notwendigkeit eines zweiten Geraischbildners. Die Zerstäoibungseinrichtungen nach DT-PS 544 500 und DL-PS 24 16? erzeugen mengenunabhängige zylindrische bzw. symmetrisch kegelige Strahlformen und unterscheiden sich von Kegelventildüsen nur durch den einfacheren Aufbau.While multi-jet nozzles usually require complicated design and need to be produced nozzle needles, resulting in the separate Nebenkammeinspritzung a considerable increase in expenditure by the need for a second Geraischbildners. The Zerstäoibungseinrichtungen after DT-PS 544 500 and DL-PS 24 16? produce volume-independent cylindrical or symmetric tapered jet shapes and differ from cone valve nozzles only by the simpler structure.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, mit möglichst einfachen Mitteln der im Zylinder zu erzeugenden Gemischbildung eine sichere Entzündung des Gemisches bei jedem Arbeitsspiel sowohl bei sehr kleinen als auch bei großen Einspritzmengen im Volllastbetrieb zu gewährleisten. Am Zündort soll immer eine Menge gut zündfähigen Gemisches vorhanden sein und zunehmend größere Einspritzmengen sollen zunehmend besser auf den gesamten vorhandenen Raum verteilt werden, vor allem bei fehlender oder unzureichender Bewegung der Luft im Zylinder.The aim of the invention is to ensure with the simplest possible means of mixture formation to be generated in the cylinder a secure ignition of the mixture at each cycle both at very small and large injection quantities in full load operation. At the point of ignition there should always be a good amount of ignitable mixture and increasingly larger injection quantities should increasingly be distributed over the entire existing space, especially in the absence or inadequate movement of the air in the cylinder.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Düsenbohrung nach der Austrittsseite hin eine vorzugsweise stetige lineare oder gekrümmte Ausnehmung aufweist, so daß der Düsenbohrungsaustritt unsymmetrisch ausgebildet ist. Die Ausnehmung verläuft nach außen stetig tiefer werdend und weist einen abgerundeten oder eckigen Ausnehmungsgrund auf, wobei die Ausnehmungsbreite kleiner als der Düsenbohrungsdurchmesser vorzugsweise 2/3 des Düsenboiirungsäurclmessers beträgt und die Ausnehmungstiefe am Düsenbohrungsaustritt größer als der Düsenbohrungsdurchmesser vorzugsweise 1 1/2 fach ist. Es ist auch möglich, daß die Form der Ausnehmung aus einer zur Düsenlängsachse geneigten zweiten Düsenbohrung besteht, die die Düsenbohrung am Düsenbohrungseintritt schneidet, wobei die zweite Düsenbohrung in ihrem Durchmesser sowohl kleiner gleich als auch größer als der'Düsenbohrungsdurchmesser sein kann. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Ausnehmung am Düsenbohrungsaustritt eine ovale Form aufweist. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Ausnehmungsbreite zum Düsenbohrungsaustritt hin größer, wobei die dreiseitige Erweiterung die Form von vorzugsweise eines symmetrischen oder unsymmetrischen Halbkegels oder einer gleichseitigen oder ungleichseitigen Halbpyramide aufweist. Eine weitere Ausführung sieht vor, daß die zusätzliche zweite Düsenbohrung am Düsenbohrungsaustritt nicht mit der Düsenbohrung korrespondiert und vor dem Schnittpunkt beider Düsenbohrungen ein zylindrischer Eintrittsraum vorgesehen ist, der mindestens den 3fachen Düsenbohrungsdurchmesser aufweist, wobei die Dusenbohrung vorzugsweise in Zylindernähe eintritt und die zweite Düsenbohrung geneigt in Zylindermitte einmündet.The essence of the invention is that the nozzle bore after the exit side has a preferably continuous linear or curved recess, so that the nozzle bore outlet is formed asymmetrically. The recess extends outwardly steadily deeper becoming and has a rounded or angular recess floor, wherein the groove width is preferably smaller than the nozzle bore diameter 2/3 of Düsenboiirungsäurclmessers and the groove depth at the nozzle hole outlet is larger than the nozzle hole diameter is preferably 1 1/2 times. It is also possible that the shape of the recess consists of a second nozzle bore inclined to the longitudinal axis of the nozzle, which intersects the nozzle bore at the nozzle bore entry, wherein the second nozzle bore may be both smaller than or larger in diameter than the nozzle bore diameter. Another possibility is that the recess at the nozzle bore outlet has an oval shape. In another embodiment, the recess width becomes larger towards the nozzle bore exit, the three-sided extension being in the form of preferably a symmetrical or asymmetrical half-cone or an equilateral or non-equilateral half-pyramid. A further embodiment provides that the additional second nozzle bore at the nozzle bore outlet does not correspond to the nozzle bore and before the intersection of the two nozzle bores a cylindrical inlet space is provided, which has at least three times the nozzle bore diameter, the Dusenbohrung preferably enters the cylinder and the second nozzle bore inclined in Cylinder center opens.

Der Erfindungsgegenstand läßt sich sowohl bei unterschiedlichen Kraftstoffen als auch unterschiedlichen Arbeitsverfahren anwenden. Durch die bessere konstruktiveThe subject invention can be applied to both different fuels and different working methods. By the better constructive

Gestaltung des Düsenbohrungsaustrittes v/ird die Strahlform abhängig von der Einspritzmenge beeinflußt. Somit wird ein sicheres Entzünden und ein gutes Durchbrennen und folglich eine gute Ausnutzung des Kraftstoffes erreicht mit den Vorteilen geringeren Kraftstoffverbrauches und verringerter Schadstoffemission im Abgas.Design of the nozzle bore outlet v / ird the jet shape is influenced depending on the injection quantity. Thus, a safe ignition and a good burnout and consequently a good utilization of the fuel is achieved with the advantages of lower fuel consumption and reduced pollutant emission in the exhaust gas.

Ausführungsbeispiel der ErfindungEmbodiment of the invention

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachstehend erläutert werden. In der Zeichnung zeigen: Pig. 1 einen Schnitt durch eine Einspritzdüse, Pig. 2-5 einige vergrößerte Ausführungen von Düsenbohrungen mit den Pormen der Ausnehmung.In one embodiment, the invention will be explained below. In the drawing show: Pig. 1 a section through an injection nozzle, Pig. 2-5 some enlarged versions of nozzle bores with the shapes of the recess.

Die Einspritzdüse besteht aus einem längs durchflossenen Hohlraum 2, der durch einen Düsenkörper 1 gebildet v/ird. Der Kraftstoff gelangt über eine Druckleitung 4 bis zum Ventil 3 innerhalb des Düsenkörpers 1. Das Ventil 3 wird durch eine Feder 5 in seinem Sitz am durckleitungsseitigen Ende gehalten und öffnet erst nach Überwindung eines zu definierenden Öffnungsdruckes. Der Kraftstoff gelangt somit in den Hohlraum 2 und füllt diesen an. Die Peder stützt sich auf einem, in den Hohlraum 2 eingepaßten zylindrischen Einsatzkörper 6 ab, der mit Spiralnuten 7 versehen ist. Der zylindrische Einsatzkörper 6 kann vorzugsweise auf der dem Hohlraum 2 abgewandten Seite mit einem Kegel versehen sein, der in den Einlaufkegel 8.des Zwischenkörpers 1 mit geringem Abstand paßt. An der Spitze des Einlaufkegels 8 befindet sich der Düsenbohrungseintritt 10. Die Düsenbohrung 9 v/eist zum Düsenbohrungsaustritt 11 eine stetige linear oder stetig gekrümmt erweiterte Ausnehmung 12 auf.The injection nozzle consists of a cavity 2, which is flowed through in the longitudinal direction and which is formed by a nozzle body 1. The fuel passes through a pressure line 4 to the valve 3 within the nozzle body 1. The valve 3 is held by a spring 5 in its seat on durckleitungsseitigen end and opens only after overcoming an opening pressure to be defined. The fuel thus enters the cavity 2 and fills it. The peder is supported on a, in the cavity 2 fitted cylindrical insert body 6, which is provided with spiral grooves 7. The cylindrical insert body 6 may preferably be provided on the side facing away from the cavity 2 with a cone which fits into the inlet cone 8.des intermediate body 1 with a small distance. The nozzle bore entry 10 is located at the tip of the inlet cone 8. The nozzle bore 9 has a continuous linear or continuous curved recess 12 towards the nozzle bore outlet 11.

Pig, 2 zeigt eine Düsenbohrung 9 mit linearer Ausnehmung' 12, deren Ausnehmungsgrund abgerundet oder eckig ist. Bei diesen Ausführungsformen ist es auch möglich, die Breite der Ausnehmung 12 zum Düsenbohrungsaustritt hin größer werden zu lassen, so daß sich die Form eines symmetrischen oder unsymmetrischen Halbkegels bzw. einer gleichseitigen oder ungleichseitigen Halbpyramide ergibt. Nach Pig. 3 ist außer der Düsenbohrung 9 eine zweite Düsenbohrung 13 vorgesehen, welche die Düsenbohrung 9 vorzugsweise am Düsenbohrungseintritt 10 schneidet. Pig. 4 zeigt eine Ausführung, bei der der Düsenbohrungsaustritt 11 eine ovale Porm einnimmt. Schließlich ist in Pig. 5 aufgezeigt, daß die zusätzliche zweite Düsenbohrung 13 nicht mit der Düsenbohrung 9 korrespondiert und vor dem Schnittpunkt beider Düsenbohrungen 9; 13 ein zylindrischer Eintrittsraum 14 vorgesehen ist, wobei die Düsenbohrung 9 vorzugsweise in Wandnähe des Eintrittsraumes 14 eintritt und die Düsenbohrung 13 vorzugsweise in der Düsenlängsachse eintritt und geneigt ist.Pig, 2 shows a nozzle bore 9 with a linear recess' 12, the recess bottom is rounded or square. In these embodiments, it is also possible to make the width of the recess 12 towards the nozzle bore exit larger, so that the shape of a symmetrical or asymmetrical half-cone or an equilateral or unequal half-pyramid results. After Pig. 3, a second nozzle bore 13 is provided in addition to the nozzle bore 9, which preferably intersects the nozzle bore 9 at the nozzle bore entry 10. Pig. 4 shows an embodiment in which the nozzle bore outlet 11 assumes an oval shape. Finally, in Pig. 5 shows that the additional second nozzle bore 13 does not correspond with the nozzle bore 9 and before the intersection of both nozzle bores 9; 13 a cylindrical inlet space 14 is provided, wherein the nozzle bore 9 preferably enters near the wall of the inlet space 14 and the nozzle bore 13 preferably enters the nozzle longitudinal axis and is inclined.

Die offene Einspritzdüse ist in ihrem Düsenkörper 1 ein längs durchflossener Hohlraum 2, Der zur Druckleitung 4 hin in bekannter Weise durch ein federbelastendes Ventil 3 abgeschlossen wird. Der Kraftstoff hebt bei Druckaufbau von der Einspritzanlage das Ventil 3 nach Überwindung des gewünschten Öffnungsdruckes aus seinem Sitz und dringt in den Hohlraum 2. An diesen schließt sich der zylindrische Einsatzkörper β mit den Spiralnuten 7 am Außenumfang an, über die der Kraftstoff fließt, wobei sie eine Drosselwirkung ausüben und den aus dem Einsatzkörper 6 austretenden Kraftstoffsäulen einen Drall verleihen. Die Kraftstoffsäulen vereinigen sich in dem Einlauficegel 8 zur Düsenbohrung 9 hin. DieThe open injection nozzle is in its nozzle body 1, a longitudinally flowing cavity 2, which is completed to the pressure line 4 out in a known manner by a spring-loaded valve 3. The fuel lifts when pressure builds up from the injection system, the valve 3 after overcoming the desired opening pressure from its seat and penetrates into the cavity 2. At this is followed by the cylindrical insert body β with the spiral grooves 7 on the outer circumference, through which the fuel flows, where exert a throttle effect and impart a spin from the fuel column exiting the insert body 6. The fuel columns unite in the inlet cone 8 towards the nozzle bore 9. The

zur Zerstäubung notwendige Austrittsgeschwindigkeit des Kraftstoffes ergibt sich dann, wenn der Hohlraum der Einspritzdüse zwischen Ventil 3 und Düsenbohrung mit Kraftstoff angefüllt ist. Der Kraftstoff tritt in die Düsenbohrung 9 ein und dringt in erster Linie axial hindurch, so daß sich in Erweiterung der Düsenlängsachse stets eine Kraftstoffanreicherung im Brennraum ergibt. Je größer die Einspritzmenge wird, desto stärker legt sich der durch die Düsenbohrung 9 durchdringende Kraftstoff in der Ausnehmung 12 an, insbesondere unterstützt durch die Pliehkraftwxrkung des dem Kraftstoff verliehenen Dralls, so daß eine Aufweitung des Strahles in dieser Richtung erfolgt und die Kraftstoff anreicherung zweckmäßigerweise einen größeren Raum erfaßt.necessary for atomization exit velocity of the fuel is obtained when the cavity of the injector between the valve 3 and the nozzle bore is filled with fuel. The fuel enters the nozzle bore 9 and penetrates in the first place axially, so that there is always a fuel enrichment in the combustion chamber in extension of the nozzle longitudinal axis. The larger the injection quantity, the more the fuel passing through the nozzle bore 9 settles in the recess 12, in particular supported by the Pliehkraftwxrkung the fuel imparted twist, so that a widening of the beam takes place in this direction and the fuel enrichment expediently one larger space.

Claims (4)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Offene Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Gehäuse mit zylinderförmigem Einsatzstück, das mit Kanälen für das Durchströmen des Kraftstoffes zur Düsenbohrung versehen ist und einem Rückschlagventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenbohrung (9) nach der Austrittsseite hin eine vorzugsweise stetige lineare oder gekrümmte Ausnehmung (12) aufweist, so daß der Düsenbohrungsaustritt (11) unsymmetrisch ausgebildet ist.1. Open injection nozzle for internal combustion engines, comprising a housing with a cylindrical insert piece, which is provided with channels for the passage of the fuel to the nozzle bore and a check valve, characterized in that the nozzle bore (9) towards the exit side, preferably a continuous linear or curved Recess (12), so that the nozzle bore outlet (11) is formed asymmetrically. 2. Offene Einspritzdüse nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (12) nach außen stetig tiefer verläuft und einen abgerundeten oder eckigen Ausnehmungsgrund aufweist, wobei die Ausnehmungsbreite kleiner als der Düsenbohrungsdurchmesser vorzugsweise 2/3 des Düsenbohrungsdurchmessers beträgt und die Ausnehmungstiefe am Düsenbohrungsaustritt (11) größer als der Düsenbohrungsdurchmesser ist.2. An open injection nozzle according to item 1, characterized in that the recess (12) runs outwardly steadily deeper and has a rounded or square recess base, wherein the recess width is smaller than the nozzle bore diameter is preferably 2/3 of the nozzle bore diameter and the recess depth at the nozzle bore outlet (11) is greater than the nozzle bore diameter. 3. Offene Einspritzdüse nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Ausnehmung (12) aus einer zur Düsenlängsachse geneigten zweiten Düsenbohrung (13) besteht, die die Düsenbohrung (9) am Düsenbohrungseintritt (10) schneidet, wobei die zweite Düsenbohrung (13) in ihrem Durchmesser sowohl kleiner, gleich als auch größer als der Düsenbohrungsdurchmesser ist.3. An open injection nozzle according to item 1, characterized in that the shape of the recess (12) consists of a nozzle longitudinal axis inclined to the second nozzle bore (13) which intersects the nozzle bore (9) at the nozzle bore inlet (10), wherein the second nozzle bore ( 13) is smaller, equal and larger than the nozzle bore diameter in diameter. 4. Offene Einspritzdüse nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung 12) am Düsenbohrungsaustritt (11) eine ovale Form aufweist.4. Open injection nozzle according to item 1, characterized in that the recess 12) at the nozzle bore outlet (11) has an oval shape. Offene Einspritzdüse nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungstreite zum Düsenbohrungsaustritt (11) hin größer wird, wobei die dreiseitige Erweiterung der Ausnehmung (12) die Form Vorzugsweise eines symmetrischen oder unsymmetrischen Halbkegels oder einer gleichseitigen oder ungleichseitigen Halbpyramide aufweist.An open injection nozzle according to item 1, characterized in that the recessing widths increase towards the nozzle bore outlet (11), the three-sided widening of the recess (12) having the shape preferably of a symmetrical or asymmetrical half-cone or an equilateral or non-equilateral half-pyramid. Offene Einspritzdüse nach Pkt. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche zweite Düsenbohrung (13) am Düsenbohrungsaustritt (11) nicht mit der Düsenbohrung (9) korrespondiert und vor dem Schnittpunkt beider Düsenbohrungen (9); (13) ein zylindrischer Eintrittsraum (14) vorgesehen ist, der mindestens den 3fachen Düsenbohrungsdurchmesser aufweist, wobei die Düsenbohrung (9) vorzugsweise in Zylinderwandnähe eintritt und die zweite Düsenbohrung (13) geneigt in Zylindermitte einmündet.An open injection nozzle according to item 1, characterized in that the additional second nozzle bore (13) at the nozzle bore outlet (11) does not correspond to the nozzle bore (9) and before the intersection of the two nozzle bores (9); (13) a cylindrical inlet space (14) is provided, which has at least three times the nozzle bore diameter, wherein the nozzle bore (9) preferably enters the cylinder wall and the second nozzle bore (13) opens inclined in the cylinder center. Hierzu eine Seite Zeichnungen.For this a page drawings.
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