DE1576532A1

DE1576532A1 - Fuel injection nozzle for piston internal combustion engines

Info

Publication number: DE1576532A1
Application number: DE19671576532
Authority: DE
Inventors: Thoma Dipl-Ing Frank; Robert Wirsching
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1967-08-16
Filing date: 1967-08-16
Publication date: 1970-03-19
Also published as: DE1576532B2

Description

"Kraftstoffeinspritzdüse für Kolbenbrennkraftmaschinen" Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse für Kolbenbrennkraftmaschinen, deren Düsennadel die Kraftstoffleitung beim Einspritzen in Strömungsrichtung des Kraftstoffes öffnet."Fuel injector for reciprocating internal combustion engines" The invention relates to a fuel injector for reciprocating internal combustion engines whose Nozzle needle the fuel line when injecting in the direction of fuel flow opens.

Im Gegensatz zu Einspritzdüsen, welche die Kraftstoffleitung entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffes öffnen, besteht bei der obengenannten Bauweise die Gefahr, daß eine einmal abgebrochene Düsennadel in den Brennraum fällt und am Zylinder, am Kolben- und am Zylinderkopfboden sowie an den Ventiltellern Beschädigungen verursacht. Es ist die Aufgabe der Erfindung derartige Folgeschäden eines Bruches der Düsennadel auf einfache Weise zu vermeiden. Dies geschieht nach der Erfindung dadurch, daß im Boden des Düsenkörpers ein Anschlag angeordnet ist, der beim Bruch der DüsQnnadel oberhalb des Anschlages diese an einem Schaftteil mit vergrößertem Durchmesser festhält, ohne daß der Durchfluß des Kraftstoffes gesperrt wird. Die letzterwähnte Maßnahme verhindert, daß durch die unverminderte Kraftstofförderung im Düsenkörper der Druck weiter ansteigt, was nicht nur zur Beschädigung der Einspritzdüse führt, sondern daneben auch die Kraftstoffleitung und die Kraftstoffpumpe in Mitleidenschaft zieht. Nach der Erfindung kann der Anschlag vorteilhaft aus einer in den Boden des Düsenkörpers eingearbeiteten Kreisringfläche bestehen, während der Schaft der Düsennadel einen mit Aussparungen versehenen Bund aufweist. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können die Aussparungen aus Abflachungen am Mantel des Bundes bestehen.In contrast to injectors, which oppose the fuel line open in the direction of flow of the fuel, exists in the above-mentioned construction the risk that a broken nozzle needle will fall into the combustion chamber and am Cylinder, piston and cylinder head base as well as valve disks damage caused. It is the object of the invention to cause such consequential damage from breakage avoiding the nozzle needle in a simple way. This is done according to the invention in that a stop is arranged in the bottom of the nozzle body, which when breaking the nozzle needle above the stop this on a shaft part with an enlarged Diameter holds without blocking the flow of fuel. the The last-mentioned measure prevents that through the undiminished fuel delivery In the nozzle body the pressure continues to rise, which not only damages the injection nozzle leads, but also affects the fuel line and the fuel pump pulls. According to the invention, the stop can advantageously consist of a exist in the base of the nozzle body incorporated circular ring surface, while the shaft of the nozzle needle has a collar provided with recesses. To In a preferred embodiment of the invention, the recesses can consist of flattened areas insist on the cloak of the covenant.

Die Herstellung der Einspritzdüse kann dadurch vereinfacht werden, daß der Anschlag erfindungsgemäß als einsetzbare Platte ausgebildet ist, mit einer oder mehreren Durchgangsöffnungen für den Schaft der Düsennadel und den Kraftstoff. Zur Erleichterung des Einbaus der Platte in den Düsenkörper kann es zweckmäßig sein, diese zweiteilig auszuführen. Weitere Vorteile der Erfindung sind in der Beschreibung angegeben.The manufacture of the injection nozzle can be simplified by that the stop is designed according to the invention as an insertable plate, with a or more through openings for the shaft of the nozzle needle and the fuel. To facilitate the installation of the plate in the nozzle body, it may be useful to to carry this out in two parts. Further advantages of the invention are in the description specified.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung und zwar in Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Einspritzdüse, in Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, in Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Einspritzdüse mit einer eingelegten Scheiben .Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 in vergrößertem Maßstab Die in den Fig. 1 und 3 dargestellten Einspritzdüsen bestehen jeweils aus einem Düsenkörper 1, der in seinem zylindrischen Innenraum 2 neben einer Düsennadel 3 bzw. 4 und einer Schraubenfeder 5 noch eine Büchse 6 und einen Abstandsring 7 aufnimmt. Eine Überwurfmutter 8 verbindet den Düsenkörper 1 mit einem Schraubstutzen 9.The drawing shows two exemplary embodiments of the invention, namely in FIG. 1 a longitudinal section through an injection nozzle, in FIG. 2 a cross section along the line II-II of FIG. 1 on an enlarged scale, in FIG. 3 a longitudinal section through a further injection nozzle one inserted disc .Fig. 4 shows a cross-section along the line IV-IV of FIG. 3 on an enlarged scale. The injection nozzles shown in FIGS nor a sleeve 6 and a spacer ring 7 receives. A union nut 8 connects the nozzle body 1 to a screw socket 9.

Die Düsennadel 3 bzw. 4 weist einen schlanken, leicht konischen Schaft 10 auf, dessen äußeres Ende einen Steuerzapfen 11 bildet, während ihr inneres Ende zu einem Ventilkegel 12 erweitert ist. Der Steuerzapfen 11 der Düsennadel 3 bzw. 4 ist in einer an den Innenraum 2 anschließenden Bohrung 13 des Düsenkörpers 1 geführt, von deren unterem Teil Spritzlöcher 14 für den Kraftstoff ausgehen. Der Ventilkegel 12 weist an seinem Umfang Abflachungen 15 auf, die das Durchströmen des Kraftstoffes ermöglichen. Die Abflachungen 15 lassen von dem unteren Rand des Ventilkegels 12 einzelne Gleitflächen 16 stehen, mit denen der Ven= tilkegel 12 in einem erweiterten zylindrischen Teil 17 des Innenraums 2 geführt ist. Die im Innenraum 2 des Düsenkörpers 1 untergebrachte Sdaaubenfeder 5 stützt sich mit ihrem einen Ende auf dem ringförmigen Boden 18 des Düsenkörpers 1 und mit ihrem anderen Ende an der Unterseite des Ventilkegels 12, bzw. an dem zwischengeschalteten Abstandsring i ab und drückt dadurch den Ventilkegel 12 gegen einen Sitz 19 an der Mündung einer durch den Schraubstutzen 9 geführten und an die Kraftstoffleitung anschließenden Bohrung 20 und sperrt diese ab. Beim Einspritzen wird der Ventilkegel 12 vom Druck des Kraftstoffes von seinem Sitz 19 abgehoben und die Düsennadel 3 bzw. 4 in Strömungsrichtung des Kraftstoffes bewegt, wobei der Steuerzapfen 11 die Spritzlöcher 14 in der Bohrung 13 freigibt. Der Hub der Düsennadel 3 bzw. 4 wird dabei durch die Büchse 6 begrenzt, gegen die die Unterseite des Ventilkegels 12 an-' schlägt. Die in Fig. 1 dargestellte Düsennadel 3 weist etwas oberhalb des Steuerzapfens 11 einen mit Abflachungen 21 versehenen Bund 22 auf. Bricht die Düsennadel 3, z. B. an dem besonders gefährdeten Übergang vom Schaft 10 zum Ventilkegel 12, so verschiebt sich der abgebrochene Teil lediglich bis zum Anschlag der stehengebliebenen Teile des Bundes 22 an den ringförmigen Boden 18 des Innenraumes 2. In dieser Lage sind die Spritzlöcher 14 in der Bohrung 13 des Düsenkörpers 1 ständig freigegeben. Die Abflachungen 21 lassen an dem am Boden 18 aufliegenden Bund 22 einen ausreichenden Durchflußquerschnitt für den Kraftstoff frei, so daß sich kein schädlicher Überdruck im Düsenkörper 1, in der Bohrung 20 und in der anschließenden Kraftstoffleitung aufbauen kann.The nozzle needle 3 or 4 has a slim, slightly conical shaft 10, the outer end of which forms a control pin 11, while its inner end is expanded to a valve cone 12. The control pin 11 of the nozzle needle 3 or 4 is guided in a bore 13 of the nozzle body 1 adjoining the interior 2, from the lower part of which spray holes 14 for the fuel emanate. The valve cone 12 has flats 15 on its circumference, which allow the fuel to flow through enable. The flats 15 leave from the lower edge of the valve cone 12 stand individual sliding surfaces 16 with which the valve cone 12 in an enlarged cylindrical part 17 of the interior 2 is guided. The inside 2 of the nozzle body 1 housed Sdaaubenfeder 5 is supported with its one end on the annular Bottom 18 of the nozzle body 1 and at its other end on the underside of the valve cone 12, or on the interposed spacer ring i and thereby presses the valve cone 12 against a seat 19 at the mouth of a guided through the screw connector 9 and to the fuel line adjoining bore 20 and shuts it off. At the The valve cone 12 is injected by the pressure of the fuel from its seat 19 lifted off and the nozzle needle 3 or 4 moved in the direction of flow of the fuel, the control pin 11 exposing the spray holes 14 in the bore 13. The hub the nozzle needle 3 or 4 is limited by the sleeve 6, against which the bottom of the valve cone 12 'strikes. The nozzle needle shown in FIG 3 has a somewhat above the control pin 11 provided with flats 21 Fret 22 up. If the nozzle needle 3, z. B. at the particularly endangered transition from the shaft 10 to the valve cone 12, the broken-off part merely shifts up to the stop of the remaining parts of the collar 22 on the annular bottom 18 of the interior 2. In this position, the spray holes 14 are in the bore 13 of the nozzle body 1 is constantly released. The flats 21 leave on the ground 18 overlying collar 22 a sufficient flow area for the fuel free, so that there is no harmful overpressure in the nozzle body 1, in the bore 20 and can build up in the subsequent fuel line.

In Fig. 3 ist eine Ausführung einer Einspritzdüse gezeigt, bei der im Boden 18 des Innenraumes 2 eine zylindrische Scheibe 23 eingelegt ist. Die Scheibe hat als Durchgangsöffnung für den Schaft 10 der Düsennadel 4 und den Kraftstoff ein Langloch 24. Die kleine Achse des Langloches 24 ist so bemessen, daß der sich vom Ansatz des Steuerzapfens 11 an konisch erweiternde Schaft 10 der Düsennadel 4 sich mit geringem Spiel in die Öffnungslage bewegen kann, in der die Spritzlöcher 14 vom Steuerzapfen 11 freigegeben sind. Ein oberhalb der Scheibe 23 abgebrochenes Stück der Düsennadel 4 rutscht nur so weit durch, bis der sich e rweiternde Schaft 10 an der Oberkante des Langloches 24 anschlägt und dort gehalten wird. Durch die Form des Langloches 24 ergeben sich beiderseits des Schaftes 10 zwei sichelförmige Durchgänge 25, durch die der Kraftstoff ausströmen kann, so daß sich kein schädlicher Überdruck auf- bauen kann. Zur Vereinfachung des Zusammenbaus der Einspritzdüse ist es auch möglich, statt einer einteiligen eine zweiteilige Scheibe zu benützen. Statt eines konischen Schaftes kann auch ein mit einer Stufe versehener Schaft für die Düsennadel verwendet werden. Mit diesem geringen baulichen Aufwand ermöglicht es die Erfindung im Falle des Bruches einer Düsennadel Schäden im Verbrennungsraum und im Einspritzsystem einer Kolbenbrennkraftmaschine mit Sicherheit zu vermeiden.In Fig. 3 an embodiment of an injection nozzle is shown in which a cylindrical disc 23 is inserted in the bottom 18 of the interior space 2. The disk has an elongated hole 24 as a through opening for the shaft 10 of the nozzle needle 4 and the fuel can move the open position in which the spray holes 14 are released from the control pin 11. A disc 23 above the broken piece of the nozzle needle 4 slides only to the extent, to which e rweiternde shaft 10 abuts against the upper edge of the elongated hole 24 and is held there. The shape of the elongated hole 24 results in two sickle-shaped passages 25 on both sides of the shaft 10, through which the fuel can flow out, so that no harmful overpressure can build up. To simplify the assembly of the injection nozzle, it is also possible to use a two-part disc instead of a one-part one. Instead of a conical shaft, a shaft provided with a step can also be used for the nozzle needle. With this low structural complexity, the invention makes it possible to reliably avoid damage in the combustion chamber and in the injection system of a piston internal combustion engine in the event that a nozzle needle breaks.

Claims

Claims 1.) fuel injector for piston internal combustion engines, their nozzle. needle the fuel line when injecting in the direction of flow of the fuel opens, characterized in that in the bottom of the nozzle body (1) a stop is arranged which, when the nozzle needle (3; 4) breaks, above the stop this holds on to a shaft part (10) with an enlarged diameter without the Flow of fuel is blocked.

2. Injection nozzle according to claim 1, characterized characterized in that the stop consists of a machined into the bottom of the nozzle body (1) There is a circular ring surface (18) and the shaft (10) of the nozzle needle (3) has recesses (21) provided collar (22).

3. Injection nozzle according to claim 2, characterized in that that the recesses are parallel to the axis of the nozzle needle (3) lying flat areas (21) of the federal government (22) exist.

4. Injection nozzle according to claim 1, characterized in that that the stop is designed as an insertable plate (23) with one or more Through openings (24) for the shaft (10) of the nozzle needle (4) and the fuel.

5. Injection nozzle according to claim 4, characterized in that the. Two-part plate is executed.

6. Injection nozzle according to claim 4 or 5, characterized characterized in that the plate as a cylindrical disc (23) with a single Through opening is formed which has the shape of an elongated hole (24).

7. Injection nozzle according to one or more of claims 4 to 6, characterized in that the shaft of the nozzle needle has a step which is immediately above the plate when the needle is open. B. Injection nozzle according to one or more of claims 4 to 6, characterized in that the shaft (10) of the nozzle needle (4) widens conically from the approach of the pin (11).