DE10058153A1

DE10058153A1 - Injection nozzle with separately controllable nozzle needles

Info

Publication number: DE10058153A1
Application number: DE2000158153
Authority: DE
Inventors: Gerhard Mack; Thomas Kuegler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2002-06-06
Also published as: PL355415A1; CZ20031313A3; EP1339966A1; EP1339966B1; WO2002042631A1; DE50110179D1; CZ298453B6

Abstract

The invention relates to an injection nozzle for internal combustion engines, which comprises a first nozzle needle (7) and a second nozzle needle (27), whereby the first nozzle needle (7) and the second nozzle needle (27) can be controlled independently of one another. The second injection nozzle is opened by reducing the pressure of a hydraulic fluid inside a control space (37). As a result, the injection quantity per unit of time and the atomization of the fuel inside the combustion chamber can be influenced in broad ranges and, in addition, a rate-of-discharge curve can be formed.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einem Düsenkörper, wobei der Düsenkörper mindestens ein erstes Spritzloch und mindestens ein zweites Spritzloch aufweist, mit einer in einer Führungsbohrung des Düsenkörpers geführten, als Hohlnadel ausgebildeten ersten Düsennadel, mit einer koaxial zur ersten Düsennadel angeordneten zweiten Düsennadel, wobei mit der ersten Düsennadel die Einspritzung von Kraftstoff durch das mindestens eine erste Spritzloch steuerbar ist und wobei mit der zweiten Düsennadel die Einspritzung von Kraftstoff durch das mindestens eine zweite Spritzloch steuerbar ist.The invention relates to an injection nozzle for Internal combustion engines, with a nozzle body, the Nozzle body at least a first spray hole and at least has a second spray hole, with one in one Guide bore of the nozzle body guided, as a hollow needle trained first nozzle needle, with a coaxial to first nozzle needle arranged second nozzle needle, wherein with the first nozzle needle the injection of fuel through which at least one first spray hole can be controlled and with the second nozzle needle the injection of Fuel through the at least one second spray hole is controllable.

Bei dieser aus der DE 42 14 646 A1 bekannten Einspritzdüse werden die beiden Düsennadeln über je eine Kraftstoffhochdruckpumpe angesteuert.In this injection nozzle known from DE 42 14 646 A1 the two nozzle needles are each one High pressure fuel pump controlled.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Einspritzdüse bereitzustellen, die hinsichtlich Einspritzverlaufformung und Kraftstoffzerstäubung variabler ist, und somit Brennkraftmaschinen ermöglicht, die sparsamer im Verbrauch, emissionsärmer und leiser sind. Außerdem soll die erfindungsgemäße Einspritzdüse und kostengünstig zu fertigen sein sowie ohne größere Änderungen am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einsetzbar sein. Schließlich sollen auch die mit den erfindungsgemäßen Einspritzdüsen ausgerüstenen Einspritzanlagen kostengünstiger sein als bekannte Systeme mit gleicher Variabilität.The invention is based on the object Provide injector that regarding Injection course shaping and fuel atomization more variable is, and thus enables internal combustion engines that are more economical in consumption, lower emissions and quieter. In addition, the injection nozzle according to the invention and be inexpensive to manufacture and without major Changes to the cylinder head of the internal combustion engine be applicable. After all, those with the Equip injectors according to the invention Injection systems are less expensive than known systems with the same variability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einem Düsenkörper, wobei der Düsenkörper mindestens ein erstes Spritzloch und mindestens ein zweites Spritzloch aufweist, mit einer in einer Führungsbohrung des Düsenkörpers geführten, als Hohlnadel ausgebildeten ersten Düsennadel, mit einer koaxial zur ersten Düsennadel angeordneten zweiten Düsennadel, wobei mit der ersten Düsennadel die Einspritzung von Kraftstoff durch das mindestens eine erste Spritzloch steuerbar ist, wobei mit der zweiten Düsennadel die Einspritzung von Kraftstoff durch das mindestens eine zweite Spritzloch steuerbar ist und wobei auf die zweite Düsennadel durch eine von einer in einem Steuerraum befindlichen Hydraulikflüssigkeit eine Druckkraft in Schließrichtung der zweiten Düsennadel ausübbar ist.This object is achieved by a Injection nozzle for internal combustion engines, with one Nozzle body, the nozzle body at least a first Spray hole and at least one second spray hole, with one in a guide hole in the nozzle body guided, designed as a hollow needle first nozzle needle, arranged with a coaxial to the first nozzle needle second nozzle needle, with the first nozzle needle Injection of fuel through the at least one first Spray hole is controllable, with the second nozzle needle the injection of fuel by the at least one second spray hole is controllable and being on the second Nozzle needle through one of a in a control room hydraulic fluid located a pressure force in Closing direction of the second nozzle needle can be exercised.

Advantages of the invention

Bei der erfindungsgemäßen Einspritzdüse kann das mindestens eine erste Spritzloch auf einfache Weise unabhängig von dem mindestens einen zweiten Spritzloch angesteuert werden. Dadurch besteht die Möglichkeit in bestimmten Betriebspunkten der Brennkraftmaschine bei der Einspritzung lediglich das mindestens eine erste Spritzloch zu öffnen und somit die einzuspritzende Kraftstoffmenge durch einen relativ kleinen Spritzlochquerschnitt in den Brennraum einzuspritzen. Dadurch können erstens kleinere Kraftstoffeinspritzmengen mit größerer Präzision eingespritzt werden und außerdem verteilt sich der mit hoher Geschwindigkeit durch das mindestens eine erste Spritzloch in den Brennraum eingespritzte Kraftstoff besser, was sich positiv auf Wirkungsgrad und Emissions- und Geräuschverhalten der Brennkraftmaschine auswirkt.With the injection nozzle according to the invention, this can at least a first spray hole in a simple manner regardless of that at least a second spray hole can be controlled. This gives you the option of certain Operating points of the internal combustion engine during injection only to open the at least one first spray hole and thus the amount of fuel to be injected by a relatively small spray hole cross section in the combustion chamber inject. Firstly, this allows smaller ones Fuel injection quantities with greater precision are injected and also spreads with the high speed through the at least a first one Spray hole fuel injected into the combustion chamber better, which has a positive impact on efficiency and emissions and noise behavior of the internal combustion engine.

In einer alternativen Betriebsweise kann unmittelbar nach dem Öffnen des ersten Spritzlochs oder mit einer frei wählbaren zeitlichen Verzögerung das mindestens eine zweite Spritzloch geöffnet werden, so dass eine große Kraftstoffmenge in kürzester Zeit durch die beiden Spritzlöcher in den Brennraum eingespritzt werden kann. Durch die zeitliche Verzögerung der Öffnung von erstem und zweitem Spritzloch, kann der Einspritzverlauf innerhalb eines großen Bereichs frei geformt werden. Dadurch ergeben sich Vorteile hinsichtlich Wirkungsgrad, Geräuschentwicklung und Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine.In an alternative mode of operation, immediately after opening the first spray hole or with a free one selectable time delay the at least a second Spray hole to be opened, making a big one Amount of fuel in the shortest possible time by the two Spray holes can be injected into the combustion chamber. By delaying the opening of the first and second spray hole, the injection course can be within of a large area can be freely shaped. This results in advantages in terms of efficiency, Noise development and emission behavior of the Internal combustion engine.

Außerdem wird zur Ansteuerung der zweiten Düsennadel keine zweite Kraftstoffhochdruckpumpe benötigt. Es genügt vielmehr, eine einfache und kostengünstige Druckversorgung, beispielsweise von der Ölpumpe der Brennkraftmaschine. Darüber hinaus kann die zweite Düsennadel einfacher und genauer angesteuert werden, da zum Öffnen der zweiten Düsennadel lediglich der Druck im Steuerraum abgesenkt werden muß.In addition, none is used to control the second nozzle needle second high-pressure fuel pump required. It is sufficient rather, a simple and inexpensive pressure supply, for example from the oil pump of the internal combustion engine. In addition, the second nozzle needle can be easier and can be controlled more precisely, because to open the second Nozzle needle only lowers the pressure in the control room must become.

Dadurch, dass die zweite Düsennadel innerhalb der ersten Düsennadel angeordnet ist, beansprucht die erfindungsgemäße Einspritzdüse nicht mehr Bauraum als eine Einspritzdüse nach dem Stand der Technik und kommt dennoch ohne miniaturisierte Bauteile aus, was sich positiv auf die Herstellungskosten und die Serienproduktion auswirkt.The fact that the second nozzle needle within the first Nozzle needle is arranged claims the inventive Injector no more space than an injector according to the state of the art and still comes without miniaturized components from what is positive for the Manufacturing costs and serial production affects.

Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass im Düsenkörper ein mit einem Steuerdruck beaufschlagbarer Steuerraum vorhanden ist, und dass eine auf die zweite Düesennadel wirkende und im Steuerraum angeordnete zweite Düsenfeder vorhanden ist, so dass die zweite Düsennadel von der zweiten Düsenfeder in deren Schließstellung gedrückt wird und die Schließkraft, welche sich aus der Federkraft der zweiten Düsenfeder und der aus dem Steuerdruck im Steuerraum resultierenden Druckkraft zusammensetzt, durch die Steuerung des Steuerdrucks in weiten Grenzen und mit hoher zeitlicher Auflösung gesteuert werden kann.In a variant of the invention it is provided that in Nozzle body to which a control pressure can be applied Control room is present, and that one on the second Second needle acting and arranged in the control room Nozzle spring is present, so that the second nozzle needle of the second nozzle spring pressed in its closed position and the closing force, which results from the spring force the second nozzle spring and the control pressure in the Control room resulting pressure force, by the control of the control pressure within wide limits and with high temporal resolution can be controlled.

Zur Vereinfachung der Herstellung und der Montage beim Zusammenbau der erfindungsgemäßen Einspritzdüse ist vorgesehen, dass der Düsenkörper mehrteilig ausgeführt ist und einen Zwischenring sowie einen Düsenhaltekörper aufweist, und/oder dass in der Führungsbohrung eine Führungsbuchse vorgesehen ist, die auch als Hubanschlag für die zweite Düsennadel dienen kann. Die Verwendung einer Führungsbuchse ist u. a. deshalb besonders vorteilhaft, weil die Führungsbuchse verschleißfesterem Material hergestellt werden kann und im Falle des Verschelißens der Führungsbuchse nur die Führungsbuchse, nicht aber der gesamte Injektor ausgewechselt werden muß.To simplify the manufacture and assembly of Assembly of the injection nozzle according to the invention provided that the nozzle body is made in several parts and an intermediate ring and a nozzle holder body has, and / or that in the guide bore Guide bushing is provided, which is also used as a stroke stop the second nozzle needle can serve. The use of a Guide bush is u. a. therefore particularly advantageous because the guide bushing is made of more wear-resistant material can be produced and in the event of wear and tear Guide bush only the guide bush, not the entire injector must be replaced.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dient der Zwischenring als Hubanschlag für die erste Düsennadel, so dass der Hub der ersten Düsennadel mit großer Genauigkeit einstellbar ist.In a further embodiment of the invention, the Intermediate ring as a stroke stop for the first nozzle needle, see above that the stroke of the first nozzle needle with great accuracy is adjustable.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird in der Führungsbuchse ein Steuerkolben geführt, der den Steuerraum begrenzt, und die aus dem Steuerdruck im Steuerraum resultierende Druckkraft auf die zweite Düsennadel überträgt, so dass die Stirnfläche des Steuerkolbens unabhängig vom Durchmesser der Führungsbohrung gewählt werden kann.In another embodiment of the invention is in the Guide bush guided a control piston that the control room limited, and that from the control pressure in the control room resulting pressure on the second nozzle needle transmits, so the face of the spool selected regardless of the diameter of the guide hole can be.

Zur Vereinfachung der Montage und der Kalibrierung kann vorgesehen sein, dass sich die erste Düsenfeder mindestens mittelbar, beispielsweise über eine Einstellscheibe, über die Führungsbuchse am Düsenkörper (5) abstützt. Die Führungsbuchse kann auch als Hubanschlag für die zweite Düsennadel dienen, so dass deren Hub begrenzt wird.To simplify assembly and calibration, it can be provided that the first nozzle spring is supported at least indirectly, for example via an adjusting washer, via the guide bush on the nozzle body ( 5 ). The guide bush can also serve as a stroke stop for the second nozzle needle, so that its stroke is limited.

In weiterer Ergänzung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen erster Düsenfeder und erster Düsennadel ein Druckbolzen vorgesehen ist, der die Schließkraft der ersten Düsenfeder auf die erste Düsennadel überträgt, so dass eine kompakte und einfache Bauweise realisiert wird.In a further addition to the invention it is provided that between the first nozzle spring and the first nozzle needle Pressure bolt is provided, the closing force of the first Transfers nozzle spring to the first nozzle needle, so that a compact and simple construction is realized.

Wenn, wie in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, der Druckbolzen als Hubanschlag für die zweite Düsennadel dient, kann der Hubanschlag für die . zweite Düsennadel genauer eingestellt werden, da der axiale Abstand von zweitem Dichtkonus und Hubanschlag sehr kurz ist. Außerdem wird die zweite Düsennadel gleichzeitig mit der ersten Düsennadel geschlossen, so dass unerwünschte Nachspritzer von Kraftstoff in den Brennraum durch die zweiten Spritzlöcher vermieden werden.If, as in a further advantageous embodiment of the Invention provided the pressure pin as a stroke stop for the second nozzle needle is used, the stroke stop for the. second nozzle needle can be adjusted more precisely because of the axial The distance between the second sealing cone and the stroke stop is very short is. In addition, the second nozzle needle is simultaneously with the first nozzle needle closed, so unwanted Injecting fuel into the combustion chamber through the second spray holes can be avoided.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Druckbolzen vom Düsenkörper, insbesondere vom Zwischenring des Düsenkörpers, geführt wird, und/oder dass der Druckbolzen die Führung der zweiten Düsennadel mindestens teilweise übernimmt, so dass Herstellung, Montage und Funktion weiter verbessert werden.In addition, it can be provided that the pressure pin from Nozzle body, especially from the intermediate ring of the Nozzle body, is guided, and / or that the pressure pin the guidance of the second nozzle needle at least partially takes over, so that manufacturing, assembly and function continue be improved.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zweite Düsennadel zweiteilig ausgeführt, so dass die Herstellung und die Montage vereinfacht werden. In another embodiment of the invention second nozzle needle made in two parts, so that Manufacturing and assembly can be simplified.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Querschnitt des mindestens einen ersten Spritzlochs und der Querschnitt des mindestens einen zweiten Spritzlochs gleich groß, so dass sich bei allen Betriebspunkten eine gute Zerstäubung des Kraftstoffs im Brennraum ergibt.In another embodiment of the invention, the Cross section of the at least one first spray hole and the Cross section of the at least one second spray hole the same large, so that a good at all operating points Atomization of the fuel in the combustion chamber results.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den Patentansprüchen entnehmenbar.Further advantages and advantageous configurations of the Invention are the following drawing, the Description and the claims can be found.

drawing

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse Fig. 1 shows a first embodiment of an injection nozzle according to the invention

Fig. 2 ein vergrößert dargestellter Ausschnitt aus Fig. 1 und Fig. 2 is an enlarged section of Fig. 1 and

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse. Fig. 3 shows a second embodiment of an injection nozzle according to the invention.

Description of the embodiments

Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse im Längsschnitt dargestellt. An einen Düsenkörper 1 schließen sich eine Zwischenscheibe 3 und ein Düsenhaltekörper 5 an. Düsenkörper 1, Zwischenscheibe 3 und Düsenhaltekörper 5 können auch einstückig ausgebildet sein. Die in Fig. 1 dargestellte mehrteilige Ausführungsform bietet jedoch Vorteile hinsichtlich Fertigung, Montage und Einstellung der Einspritzdüse. Düsenkörper 1, Zwischenscheibe 3 und Düsenhaltekörper 5 sind durch eine Überwurfmutter 6 miteinander verspannt. Die Zwischenscheibe 3 stellt gleichzeitig einen Hubanschlag für die erste Düsennadel 7 dar. Fig. 1 shows an embodiment of an injection nozzle according to the invention in longitudinal section. An intermediate disk 3 and a nozzle holding body 5 are connected to a nozzle body 1 . Nozzle body 1 , washer 3 and nozzle holder body 5 can also be formed in one piece. However, the multi-part embodiment shown in FIG. 1 offers advantages with regard to manufacture, assembly and adjustment of the injection nozzle. Nozzle body 1 , washer 3 and nozzle holder body 5 are clamped together by a union nut 6 . The intermediate disc 3 also represents a stroke stop for the first nozzle needle 7 .

Im Düsenkörper 1 ist eine erste Düsennadel 7 in einer Führungsbohrung 9 geführt. Die Führungsbohrung 9 setzt sich auch in der Zwischenscheibe 3 und dem Düsenhaltekörper 5 fort und hat wechselnde Durchmesser.A first nozzle needle 7 is guided in a guide bore 9 in the nozzle body 1 . The guide bore 9 also continues in the intermediate disk 3 and the nozzle holding body 5 and has changing diameters.

In dem Düsenkörper 1 ist ein Druckraum 11 ausgebildet, der von einer Druckschulter 13 der ersten Düsennadel 7 begrenzt wird. Über einen Hochdruckzulauf 15 kann Kraftstoff von einer nicht dargestellten Kraftstoffhochdruckpumpe in den Druckraum 11 gefördert werden.A pressure chamber 11 is formed in the nozzle body 1 and is delimited by a pressure shoulder 13 of the first nozzle needle 7 . Fuel can be fed into the pressure chamber 11 from a high-pressure fuel pump, not shown, via a high-pressure inlet 15 .

Eine erste Düsenfeder 17 presst über einen Druckbolzen 18 die erste Düsennadel 7 in einen in Fig. 1 nur andeutungsweise dargestellten ersten Dichtsitz 19 am Ende des Düsenkörpers 1.A first nozzle spring 17 presses the first nozzle needle 7 into a first sealing seat 19 at the end of the nozzle body 1, which is only hinted at in FIG. 1, via a pressure pin 18 .

In geschlossenem Zustand der ersten Düsennadel 7 verhindert ein Dichtkonus 21 der ersten Düsennadel 7 in Verbindung mit dem ersten Dichtsitz 19, dass Kraftstoff aus dem Druckraum 11 durch ein erstes Spritzloch 23 in den in Fig. 1 nicht dargestellten Brennraum einer ebenfalls nicht dargestellten Brennkraftmaschine gelangt. Die Spitze der erfindungsgemäßen Düsennadel ist in Fig. 2 detailliert dargestellt und wird nachfolgend an Hand dieser Figur näher erläutert.In the closed state of the first nozzle needle 7, a sealing cone 21 of the first nozzle needle 7 prevents in connection with the first sealing seat 19 so that fuel flows from the pressure chamber 11 through a first injection port 23 into the not shown in Fig. 1 the combustion chamber of an internal combustion engine, also not shown. The tip of the nozzle needle according to the invention is shown in detail in FIG. 2 and is explained in more detail below with reference to this figure.

Die Funktionsweise der ersten Düsennadel 7 entspricht der Funktionsweise einer herkömmlichen Einspritzdüse. Wenn die auf die Druckschulter 13 ausgeübte Druckkraft des im Druckraum 11 befindlichen Kraftstoffs größer ist als die Schließkraft der ersten Düsenfeder 17 hebt die erste Düsennadel 7 vom ersten Dichtsitz 19 ab und gibt somit das mindestens eine erste Spritzloch 23 frei und die Einspritzung beginnt. Dabei fließt Kraftstoff aus dem Druckraum 11 durch einen von Führungsbohrung 9 und erster Düsennadel 7 gebildeten Ringspalt. (nicht dargestellt) in Richtung des ersten Spritzlochs 23.The mode of operation of the first nozzle needle 7 corresponds to the mode of operation of a conventional injection nozzle. If the pressure force exerted on the pressure shoulder 13 of the fuel in the pressure chamber 11 is greater than the closing force of the first nozzle spring 17 , the first nozzle needle 7 lifts off the first sealing seat 19 and thus releases the at least one first spray hole 23 and the injection begins. Fuel flows from the pressure chamber 11 through an annular gap formed by the guide bore 9 and the first nozzle needle 7 . (not shown) in the direction of the first spray hole 23 .

Die erste Düsennadel 7 weist eine Mittenbohrung 25 auf in der eine zweite Düsennadel 27 geführt ist. Die zweite Düsennadel 27 ist in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgeführt und besteht aus den Abschnitten 27a und 27b. Die zweiteilige Ausführung der zweiten Düsennadel 27 hat fertigungs- und montagetechnische Gründe. Im Bereich des Düsenhaltekörpers 5 ist am oberen Ende der Führungsbohrung 9 eine Führungsbuchse 29 vorgesehen, in der ein Steuerkolben 31 geführt wird.The first nozzle needle 7 has a central bore 25 in which a second nozzle needle 27 is guided. The second nozzle needle 27 is designed in two parts in the embodiment shown in FIG. 1 and consists of the sections 27 a and 27 b. The two-part design of the second nozzle needle 27 has manufacturing and assembly reasons. In the area of the nozzle holder body 5 , a guide bushing 29 is provided at the upper end of the guide bore 9 , in which a control piston 31 is guided.

Zwischen dem Steuerkolben 31 und dem Ende 33 der Führungsbohrung 9 ist eine zweite Düsenfeder 35 angeordnet, welche den Steuerkolben 31 in Anlage zur zweiten Düsennadel 27 bringt. Das Ende 33 der Führungsbohrung 9 und der Steuerkolben 31 begrenzen einen Steuerraum 37 in den ein Steuerdruckzulauf 39 mündet. Der Steuerraum 37 ist mit einem Hydraulikfluid gefüllt, dessen Druck über den Steuerdruckzulauf 39 gesteuert werden kann. Als Hydaulikfluid kann Kraftstoff, Motoröl u. a. m. eingesetzt werden.A second nozzle spring 35 is arranged between the control piston 31 and the end 33 of the guide bore 9 , which brings the control piston 31 into contact with the second nozzle needle 27 . The end 33 of the guide bore 9 and the control piston 31 delimit a control chamber 37 into which a control pressure inlet 39 opens. The control chamber 37 is filled with a hydraulic fluid, the pressure of which can be controlled via the control pressure inlet 39 . Fuel, engine oil, etc. can be used as the hydraulic fluid.

Der Druck des mit Hydraulikfluid gefüllten Steuerraums 37 wirkt über den Steuerkolben 31 gleichgerichtet mit der zweiten Düsenfeder 35 auf die zweite Düsennadel 27 und presst diese in einen zweiten, in Fig. 1 nicht dargestellten Ventilsitz. Durch Absenken des Drucks im Steuerraum 37, kann die Schließkraft der zweiten Düsennadel 27 so weit verringert werden, dass die zweite Düsennadel 27 öffnet.The pressure of the control chamber 37 filled with hydraulic fluid acts via the control piston 31 in the same direction as the second nozzle spring 35 on the second nozzle needle 27 and presses it into a second valve seat (not shown in FIG. 1). By lowering the pressure in the control chamber 37 , the closing force of the second nozzle needle 27 can be reduced to such an extent that the second nozzle needle 27 opens.

Eine Unterseite 41 der Führungsbuchse 29 stellt zusammen mit einem Absatz 43 der zweiten Düsennadel einen Hubanschlag für die zweite Düsennadel 27 dar.An underside 41 of the guide bush 29 together with a shoulder 43 of the second nozzle needle represents a stroke stop for the second nozzle needle 27 .

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel stützt sich die erste Düsenfeder 17 über eine Einstellscheibe 45 und die Führungsbuchse 29 gegen den Düsenhaltekörper 5 ab. Durch Auswechseln der Einstellscheibe 45 kann die Vorspannung der ersten Düsenfeder 17 auf einfachste Weise und mit großer Präzision eingestellt werden.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the first nozzle spring 17 is supported against the nozzle holding body 5 via an adjusting disk 45 and the guide bushing 29 . The pretensioning of the first nozzle spring 17 can be set in the simplest way and with great precision by changing the adjusting disk 45 .

In Fig. 2 ist die Spitze einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse vergrößert dargestellt. Der erste Dichtkonus 21 der ersten Düsennadel 7 und das entsprechende Gegenstück im Düsenkörper 1 sind so gestaltet, dass sich eine Linienberührung ergibt. Diese Berührungslinie wird als erster Dichtsitz 19 bezeichnet und ist in Fig. 2 als gestrichelte Linie dargestellt. Wie aus Fig. 2 deutlich zu erkennen ist, trennt der erste Dichtsitz 19 den in einem Ringspalt 47 zwischen Führungsbohrung 9 und erster Düsennadel 7 unter hohem Druck stehenden Kraftstoff von den ersten Spritzlöchern 23, wenn die Einspritzdüse geschlossen ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind zwei erste Spritzlöcher 23 dargestellt, die einander gegenüberliegen. Es ist jedoch auch möglich erfindungsgemäße Einspritzdüsen mit einer anderen Zahl von ersten Spritzlöchern 23 oder zweiten Spritzlöchern 49 auszustatten.In FIG. 2, the tip of an injection nozzle according to the invention is shown enlarged. The first sealing cone 21 of the first nozzle needle 7 and the corresponding counterpart in the nozzle body 1 are designed such that there is a line contact. This line of contact is referred to as the first sealing seat 19 and is shown in FIG. 2 as a dashed line. As can be clearly seen from FIG. 2, the first sealing seat 19 separates the fuel, which is under high pressure in an annular gap 47 between the guide bore 9 and the first nozzle needle 7 , from the first injection holes 23 when the injection nozzle is closed. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, two first spray holes 23 are shown which lie opposite one another. However, it is also possible to provide injection nozzles according to the invention with a different number of first spray holes 23 or second spray holes 49 .

Etwas weiter in Richtung der Spitze des Düsenkörpers 1 sind zwei zweite Spritzlöcher 49 dargestellt. Die zweiten Spritzlöcher 49 werden von einem zweiten Dichtkonus 51 und dem entsprechenden Gegenstück des Düsenkörpers 1 abgedichtet. Auch hier ergibt sich wieder eine linienförmige Berührungsfläche zwischen zweitem Dichtkonus 51 und dem Düsenkörper 1, die nachfolgend als zweiter Dichtsitz 53 bezeichnet wird. A little further in the direction of the tip of the nozzle body 1 , two second spray holes 49 are shown. The second spray holes 49 are sealed by a second sealing cone 51 and the corresponding counterpart of the nozzle body 1 . Here, too, there is again a linear contact surface between the second sealing cone 51 and the nozzle body 1 , which is referred to below as the second sealing seat 53 .

Nachfolgend wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Einspritzdüse beschrieben, wobei zwischen Fig. 1 und 2 hin- und hergewechselt wird.The mode of operation of the injection nozzle according to the invention is described below, with alternating between FIGS . 1 and 2.

Wenn das nicht dargestellte Kraftstoffhochdrucksystem, welches u. a. eine Kraftstoffhochdruckpumpe aufweist, Kraftstoff mit hohem Druck über den Hochdruckzulauf 15 in den Druckraum 11 fördert, hebt die erste Düsennadel 7 vom ersten Dichtsitz 19 ab, sobald die vom Kraftstoff im Druckraum 11 auf die Druckschulter 13 ausgeübte Druckkraft größer ist als die Schließkraft der ersten Düsenfeder 17. Wenn nun die erste Düsennadel 7 vom ersten Dichtsitz 19 abgehoben hat, kann der Kraftstoff aus dem Druckraum 11 über den Ringspalt 47 durch die ersten Spritzlöcher 23 in den nicht dargestellten Brennraum strömen. In manchen Betriebspunkten der nicht dargestellten Brennkraftmaschine ist die Einspritzung optimal, wenn der Kraftstoff ausschließlich durch die ersten Spritzlöcher 23 eingespritzt wird.If the high-pressure fuel system, not shown, which has a high-pressure fuel pump, among other things, delivers fuel at high pressure via the high-pressure inlet 15 into the pressure chamber 11 , the first nozzle needle 7 lifts off the first sealing seat 19 as soon as the pressure force exerted by the fuel in the pressure chamber 11 on the pressure shoulder 13 is greater than the closing force of the first nozzle spring 17 . When the first nozzle needle 7 has lifted off the first sealing seat 19 , the fuel can flow from the pressure chamber 11 via the annular gap 47 through the first spray holes 23 into the combustion chamber (not shown). In some operating points of the internal combustion engine, not shown, the injection is optimal if the fuel is injected exclusively through the first injection holes 23 .

Wenn die Öffnungsquerschnitte der ersten Spritzlöcher 23 nicht ausreichen, um genügend Kraftstoff in der verfügbaren Zeit in die Brennräume einzuspritzen, kann zusätzlich noch die zweite Düsennadel 27 geöffnet werden. Dies geschieht dadurch, dass der Druck im Steuerraum 37 abgesenkt wird. Da der zweite Dichtsitz 53 einen kleineren Durchmesser wie die zweite Düsennadel 27 hat, übt der unter hohem Druck stehende Kraftstoff, welcher aus dem Ringspalt 47 in Richtung erster Spritzlöcher 23 strömt, auf eine Ringfläche 55 der zweiten Düsennadel 27 eine der Schließkraft entgegengerichtete Kraft aus. Die Ringfläche 27 wird vom zweiten Dichtsitz 53 und dem Außendurchmesser der zweiten Düsennadel 27 begrenzt. Sobald diese Kraft größer ist als die Schließkraft bestehend aus der Federkraft der zweiten Düsenfeder 35 und der Druckkraft des im Steuerraum 37 befindlichen Hydraulikfluids, hebt auch die zweite Düsennadel 27 vom Düsenkörper 1 ab und gibt somit die zweiten Spritzlöcher 49 frei. In diesem Zustand können große Kraftstoffmengen in kurzer Zeit durch die ersten Spritzlöcher 23 und die zweiten Spritzlöcher 49 in den nicht dargestellten Brennraum strömen.If the opening cross sections of the first spray holes 23 are not sufficient to inject sufficient fuel into the combustion chambers in the time available, the second nozzle needle 27 can also be opened. This happens because the pressure in the control chamber 37 is reduced. Since the second sealing seat 53 has a smaller diameter than the second nozzle needle 27 , the fuel under high pressure, which flows out of the annular gap 47 in the direction of the first spray holes 23 , exerts a force opposing the closing force on an annular surface 55 of the second nozzle needle 27 . The annular surface 27 is delimited by the second sealing seat 53 and the outer diameter of the second nozzle needle 27 . As soon as this force is greater than the closing force consisting of the spring force of the second nozzle spring 35 and the pressure force of the hydraulic fluid located in the control chamber 37 , the second nozzle needle 27 also lifts off the nozzle body 1 and thus releases the second spray holes 49 . In this state, large amounts of fuel can flow through the first spray holes 23 and the second spray holes 49 into the combustion chamber (not shown) in a short time.

Wenn der Druck im Steuerraum 37 zeitlich verzögert zum Öffnen der ersten Düsennadel 7 abgesenkt wird, kann ein Einspritzverlauf geformt werden. In einer ersten Phase, wenn nur die erste Düsennadel 7 geöffnet ist, strömt wenig Kraftstoff durch die ersten Spritzlöcher 23. Mit dem Öffnen der zweiten Düsennadel 27 nimmt die pro Zeiteinheit eingespritzte Kraftstoffmenge stark zu.If the pressure in the control chamber 37 is reduced with a time delay in order to open the first nozzle needle 7 , an injection course can be formed. In a first phase, when only the first nozzle needle 7 is open, little fuel flows through the first spray holes 23 . When the second nozzle needle 27 is opened, the amount of fuel injected per unit of time increases sharply.

In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse dargestellt. Wegen der Übereinstimmungen mit dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich Bauteilen und Funktion wird auf das betreffend Figur und 2 Gesagte verwiesen und nachfolgend lediglich die Unterschiede erläutert.In Fig. 3, a second embodiment is shown of an injection nozzle according to the invention. Because of the correspondence with the first exemplary embodiment with regard to components and function, reference is made to what has been said with regard to FIG. 2 and FIG. 2 and only the differences are explained below.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die zweite Düsennadel 27 auf Höhe des Druckbolzens 18 geteilt, der obere Teil 27b der zweiten Düsennadel 27 hat beim Durchgang durch den Druckbolzen 18 einen kleineren Durchmesser als der untere Teil 27a der zweiten Düsennadel 27. Eine Mittenbohrung 57 des Druckbolzens, welche den oberen Teil 27b der zweiten Düsennadel 27 führt, hat auch einen kleineren Durchmesser als der untere Teil 27a der zweiten Düsennadel 27. Deshalb bildet das in Fig. 3 untere Ende 59 des Druckbolzens 18 einen Hubanschlag für die Düsennadel 27. Wegen des im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel kürzeren Abstands von zweitem Dichtsitz (siehe Fig. 2) und dem durch das untere Ende 59 des Druckbolzens 18 gebildeten Hubanschlag läßt sich erstens der Hub der Düsennadel präziser einstellen und zweitens ist gewährleistet, dass der Hub der zweiten Düsennadel 27 vom Hub der ersten Düsennadel 7 abhängt. Der Hub der zweiten Düsennadel 27 kann maxinal um das in Fig. 3 mit 61 bezeichnete Hubspiel größer als der Hub der ersten Düsennadel 7 sein.In the embodiment according to FIG. 2, the second nozzle needle is divided at the level of the pressure pin 18 27, the upper part 27 b of the second nozzle needle 27 has when passing through the pressure pin 18 has a smaller diameter than the lower part 27 a of the second nozzle needle 27. A center bore 57 of the pressure bolt, which guides the upper part 27 b of the second nozzle needle 27 , also has a smaller diameter than the lower part 27 a of the second nozzle needle 27 . Therefore, the lower end 59 of the pressure pin 18 in FIG. 3 forms a stroke stop for the nozzle needle 27 . Because of the shorter distance from the second sealing seat (see FIG. 2) compared to the first exemplary embodiment and the stroke stop formed by the lower end 59 of the pressure pin 18 , firstly the stroke of the nozzle needle can be set more precisely and secondly it is ensured that the stroke of the second nozzle needle 27 depends on the stroke of the first nozzle needle 7 . The stroke of the second nozzle needle 27 can be greater than the stroke of the first nozzle needle 7 by a maximum of the stroke play designated by 61 in FIG. 3.

Wenn die erste Düsennadel 7 schließt, schließt der Druckbolzen 18 um das Hubspiel 61 versetzt auch die zweite Düsennadel 27. Dadurch werden Nachspritzer aus den zweiten Spritzlöchern 49 (siehe Fig. 2) in den Brennraum (nicht dargestellt) verhindert.When the first nozzle needle 7 closes, the pressure pin 18 closes the stroke 61 and also displaces the second nozzle needle 27 . This prevents splashing from the second spray holes 49 (see FIG. 2) into the combustion chamber (not shown).

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Summe der Öffnungsquerschnitte der ersten Spritzlöcher 23 in etwa gleich der Summe der Öffnungsquerschnitte der zweiten Spritzlöcher 49 ist.It has proven to be advantageous if the sum of the opening cross sections of the first spray holes 23 is approximately equal to the sum of the opening cross sections of the second spray holes 49 .

Claims

1. Injection nozzle for internal combustion engines, with a nozzle body ( 1 ), the nozzle body ( 1 ) having at least a first spray hole ( 23 ) and at least a second spray hole ( 49 ), with a guided in a guide bore ( 9 ) of the nozzle body ( 1 ) , as a hollow needle formed first nozzle needle (7) with a wherein the first nozzle needle (7), the injection of fuel through that is coaxial with the first nozzle needle (7) arranged second nozzle needle (27), at least one first injection hole (23) controllable, wherein the second nozzle needle ( 27 ) can be used to control the injection of fuel through the at least one second spray hole ( 49 ), characterized in that a pressure force on the second nozzle needle ( 27 ) by a hydraulic fluid located in a control chamber ( 37 ) Closing direction of the second nozzle needle ( 27 ) can be exercised.

2. Injection nozzle according to claim 1, characterized in that the nozzle body ( 1 ) has a pressure chamber ( 11 ), one end of which is delimited by a pressure shoulder ( 13 ) of the first nozzle needle ( 7 ), that the first nozzle needle ( 7 ) has one A first sealing seat ( 19 ) of the nozzle body ( 1 ) cooperating with the first sealing cone ( 21 ) that the second nozzle needle ( 27 ) has a second sealing seat ( 53 ) of the nozzle body ( 1 ) interacting with a second sealing cone ( 51 ), and that one first nozzle spring ( 17 ) is provided, which is supported at one end against the nozzle body ( 1 ) and at the other end against the first nozzle needle ( 7 ).

3. Injection nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the control chamber ( 37 ) is arranged in the nozzle body ( 1 ) and that a second nozzle spring ( 35 ) acting on the second nozzle needle ( 27 ) is provided.

4. Injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle body ( 1 ) is made in several parts and has an intermediate ring ( 3 ) and a nozzle holding body ( 5 ).

5. Injection nozzle according to claim 4, characterized in that the intermediate ring ( 3 ) serves as a stroke stop for the first nozzle needle ( 7 ).

6. Injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that in the guide bore ( 9 ) a control piston ( 31 ) is guided, that the control piston ( 31 ) delimits the control chamber ( 37 ), and that the control piston ( 31 ) from the Control pressure in the control chamber ( 37 ) transfers the resulting pressure force to the second nozzle needle ( 27 ).

7. Injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that a guide bushing ( 29 ) is provided in the guide bore ( 9 ) and that the control piston ( 31 ) is guided in the guide bushing ( 29 ).

8. Injection nozzle according to one of claims 6 or 7, characterized in that the first nozzle spring ( 17 ) is supported at least indirectly via the guide bush ( 29 ) or directly on the nozzle body ( 5 ).

9. Injection nozzle according to one of claims 6 to 8, characterized in that the first nozzle spring ( 17 ) is supported via an adjusting disc ( 45 ) on the guide bushing ( 29 ) or on the nozzle body ( 5 ).

10. Injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that a stroke stop for the second nozzle needle ( 27 ) is provided in the guide bore ( 9 ).

11. Injection nozzle according to one of claims 7 to 9, characterized in that the guide bush ( 29 ) serves as a stroke stop for the second nozzle needle ( 27 ).

12. Injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that a pressure pin ( 18 ) is provided between the first nozzle spring ( 17 ) and the first nozzle needle ( 7 ), and that the pressure pin ( 18 ) the closing force of the first nozzle spring ( 17 ) on the transmits first nozzle needle ( 7 ).

13. Injection nozzle according to claim 12, characterized in that the pressure pin ( 18 ) serves as a stroke stop for the second nozzle needle ( 27 ).

14. Injection nozzle according to one of claims 12 or 13, characterized in that the pressure pin ( 18 ) from the nozzle body ( 1 ), in particular from the intermediate ring ( 3 ) of the nozzle body ( 1 ), is guided.

15. Injection nozzle according to one of claims 12 to 14, characterized in that the pressure pin ( 18 ) takes over the guidance of the second nozzle needle ( 27 ) at least partially.

16. Injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the second nozzle needle ( 27 ) is in two parts ( 27 a, 27 b).

17. Injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the cross sections of the or the first spray holes ( 23 ) and the cross sections of the or the second spray holes ( 49 ) are the same size.