DE19815892A1

DE19815892A1 - Fuel injection nozzle for diesel engine

Info

Publication number: DE19815892A1
Application number: DE1998115892
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Tsuzuki; Atsuya Okamoto
Original assignee: Nippon Soken Inc
Current assignee: Soken Inc
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 1998-10-22
Also published as: JPH10288112A; JP3938970B2

Abstract

The fuel injection nozzle has a nozzle body (4,5,6,7) with a nozzle needle (3), controlled by a piston rod (9). The needle and piston are mechanically coupled by a unit (16) so that both move in radial direction, but not an axial direction. The nozzle body is divided into several sections, which are series-connected. A shoulder (3e) on the nozzle needle impacts a part of the inner nozzle body bore, which has a smaller diameter, to define the maximum needle lift.

Description

Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei-9-100124, eingereicht am 17. April 1997, deren Inhalt durch Bezugnahme hiermit mit umfaßt wird.This registration is based on and claims the priority of Japanese Patent Application No. Hei-9-100124, filed on April 17, 1997, the contents of which are hereby incorporated by reference is included.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse für ein Kraftstoffeinspritzsystem, das einen akkumulierten Kraftstoffdruck verwendet, zur Verwendung in einem Dieselmotor.The present invention relates to a Fuel injector for a fuel injection system that uses an accumulated fuel pressure to use in a diesel engine.

Ein Beispiel von Einspritzdüsen dieser Art ist in der britischen Patentanmeldung Nr. 2291934 gezeigt (am 07. Februar 1996 veröffentlicht). Diese Einspritzdüse umfaßt eine Nadel zum Öffnen oder Schließen einer Einspritzöffnung, die sich an einem Boden eines Ventilkörpers befindet. Die Nadel ist normalerweise durch eine Feder in einer Richtung vorgespannt, um die Einspritzöffnung zu verschließen. Die Nadel ist mechanisch mit einer Kolbenstange an deren Oberseite verbunden. Ein Kopf der Kolbenstange befindet sich in einer Drucksteuerkammer, die eine nach unten gerichtete Antriebskraft steuert, die dem Kolbenkopf aufgezwungen wird. Wenn der Druck in der Drucksteuerkammer hoch ist, wird die Nadel nach unten in die Richtung geschoben, um die Einspritzöffnung zu verschließen. Wenn andererseits der Druck in der Drucksteuerkammer niedrig ist, wird die Nadel nach oben in die Richtung angehoben, um die Einspritzöffnung zu öffnen, weil der Nadel normalerweise ein hoher Kraftstoffdruck in der Richtung aufgezwungen wird, um die Einspritzöffnung zu öffnen. Der Druck in der Drucksteuerkammer wird durch ein Magnetventil gesteuert, indem die Durchlässe, die einen hohen und einen niedrigen Druck in die Kammer einführen, geschaltet werden. An example of injectors of this type is shown in US British Patent Application No. 2291934 (published on February 7th Published in 1996). This injector includes a needle to open or close an injection port that is on is a bottom of a valve body. The needle is normally biased in one direction by a spring, to close the injection port. The needle is mechanically with a piston rod on the top connected. A head of the piston rod is in one Pressure control chamber which is a downward facing Driving force controls that is forced on the piston head. If the pressure in the pressure control chamber is high, the Needle pushed down in the direction of the To close the injection opening. On the other hand, if the pressure in the pressure control chamber is low, the needle will go up raised in the direction to open the injection port, because the needle normally has a high fuel pressure in the Direction is forced to open the injection opening. The pressure in the pressure control chamber is controlled by a solenoid valve controlled by the culverts, the one high and one introduce low pressure into the chamber.

Die mechanische Verbindung zwischen der Nadel und der Kolbenstange in der Kraftstoffeinspritzdüse, die in der britischen Patentanmeldung offenbart ist, zeigt jedoch die folgenden Probleme. Es ist schwierig, die Mittelachsen der Nadel und der Kolbenstange exakt aneinander auszurichten, von denen beide in der Bohrung des Düsenkörpers gelagert sind, weil eine gewisse Abweichung beim Bearbeitungsverfahren unvermeidbar ist. Die Fehlausrichtung zwischen beiden Achsen kann in der mechanischen Verbindung, die in der britischen Patentanmeldung offenbart ist, nicht ausreichend absorbiert werden. Die Fehlausrichtung verursacht eine anormale Abschleifung oder Verschleiß auf den Oberflächen der Bohrungen, in denen die Nadel und die Kolbenstange gleitfähig gelagert sind. Darüber hinaus ist ein Düsenkörper, der die Nadel und die Kolbenstange darin enthält, als ein langer einzelner Körper ausgebildet. Weil der Düsenkörper lang ist und ein Ventilblatt am Ende seiner langen inneren Bohrung ausgebildet ist, ist es schwierig, eine präzise Bearbeitung des Ventilblattes durchzuführen. Zusätzlich wird ein maximales Anheben der Nadel (das eine maximale Einspritzmenge bestimmt) durch eine Position einer Platte bestimmt, die sich oberhalb des Kolbenstangenkopfes befindet, an der der Kolbenstangenkopf anschlägt. Weil die Kolbenstange lang und dünn ist, wird sie durch einen hohen Kraftstoffdruck elastisch deformiert und die maximale Anhebung wird in Abhängigkeit von dem Betrag des Kraftstoffdruckes variiert.The mechanical connection between the needle and the Piston rod in the fuel injector, which in the British patent application is disclosed, but shows the following problems. It is difficult to understand the central axes of the Align the needle and the piston rod exactly with each other both of which are supported in the bore of the nozzle body, because there is some variation in the machining process is inevitable. The misalignment between the two axes can in the mechanical connection that in the British Patent application is not sufficiently absorbed will. The misalignment causes an abnormal one Abrasion or wear on the surfaces of the Bores in which the needle and the piston rod slide are stored. In addition, a nozzle body is the Contains needle and the piston rod in it as a long one single body trained. Because the nozzle body is long and a valve sheet at the end of its long inner bore trained, it is difficult to make precise machining of the valve leaf. In addition, a maximum Raising the needle (which determines a maximum injection quantity) determined by a position of a plate that is above of the piston rod head on which the piston rod head is located strikes. Because the piston rod is long and thin, it becomes deformed elastically by a high fuel pressure and the maximum increase is dependent on the amount of Fuel pressure varies.

Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Probleme durchgeführt und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzdüse zu schaffen, mit der die Fehlausrichtung der Nadel- und der Kolbenstangenachsen durch ein Verbindungselement zur Verbindung der Nadel und der Kolbenstange absorbiert wird, mit der die maximale Anhebung unabhängig von dem Kraftstoffdruck konstant gehalten wird und mit der das Ventilblatt des Düsenkörpers leicht bearbeitet wird.The present invention has been made in view of the above problems described and it is a task of the present invention, a fuel injector create the misalignment of the needle and the Piston rod axes through a connecting element for Connection of the needle and the piston rod is absorbed with which is the maximum boost regardless of the fuel pressure is kept constant and with which the valve leaf of the Nozzle body is easily edited.

Die Kraftstoffeinspritzdüse ist aus einem langgestreckten Düsenkörper, der eine Einspritzöffnung an seinem Bodenende hat, einer Nadel, die gleitfähig in der Bohrung des Düsenkörpers zum Öffnen und Schließen der Einspritzöffnung gelagert ist, einer Kolbenstange, die ferner gleitfähig in einem oberen Abschnitt der Bohrung des Düsenkörpers gelagert ist und einem solenoidbetätigten Druckregelventil zum Antreiben der Nadel in ihre geöffnete oder geschlossene Position zusammengesetzt. Die Nadel und die Kolbenstange sind mit einem Verbindungselement gekoppelt, das die Nadel und die Kolbenstange in der Axialrichtung steif verbindet, während es ihre relative Bewegung in der Radialrichtung erlaubt. Das Verbindungselement selbst ist gleitfähig in der inneren Bohrung des Düsenkörpers gelagert und bewegt sich in Abhängigkeit von der Bewegung der Nadel und der Kolbenstange nach oben und nach unten. Das Verbindungselement kann ein separates Teil sein oder es kann einstückig mit der Nadel oder der Kolbenstange hergestellt werden. Die Fehlausrichtung der Achsen der Nadel und der Kolbenstange wird durch das Verbindungselement absorbiert, weil das Verbindungselement deren relative Bewegung in der Radial- oder Seitenrichtung erlaubt und dadurch ein anormales Abschleifen der Nadel und der Kolbenstange und der Bohrung des Düsenkörpers vermieden wird und eine Fehlfunktion der Kraftstoffeinspritzdüse, hervorgerufen durch die Fehlausrichtung, ebenfalls vermieden wird.The fuel injector is made from an elongated Nozzle body that has an injection opening at its bottom end has a needle that slides into the bore of the Nozzle body for opening and closing the injection opening is mounted, a piston rod, which is also slidable in an upper portion of the bore of the nozzle body is and a solenoid operated pressure control valve for Driving the needle into its open or closed Position composed. The needle and the piston rod are coupled with a connecting element that the needle and the Piston rod stiffly connects in the axial direction while it their relative movement in the radial direction allows. The The fastener itself is slidable inside Bore of the nozzle body is stored and moves in Depends on the movement of the needle and the piston rod up and down. The connecting element can be a be separate part or it can be in one piece with the needle or the piston rod. The misalignment of the The axes of the needle and the piston rod are defined by the Fastener absorbed because the fastener their relative movement in the radial or lateral direction allowed and thereby an abnormal grinding of the needle and the piston rod and the bore of the nozzle body avoided and a malfunction of the fuel injector, caused by misalignment, also avoided becomes.

Der Düsenkörper ist-in mindestens zwei Abschnitte unterteilt, die mit einem Verbindungsschlauch seriell verbunden sind. Die Länge eines Bodenabschnittes des Düsenkörpers ist vorzugsweise im wesentlichen gleich zu der Länge der Nadel. Weil der Düsenkörper, der die Einspritzöffnung an seinem Bodenende hat, kurz ist, kann die Bearbeitung und das Oberflächenfinish eines Ventilblattes an der Einspritzöffnung leicht durchgeführt werden, im Vergleich zu denjenigen eines langen herkömmlichen Düsenkörpers.The nozzle body is divided into at least two sections, which are connected in series with a connecting hose. The The length of a bottom section of the nozzle body is preferred substantially equal to the length of the needle. Because the Nozzle body, which has the injection opening at its bottom end, is short, the machining and surface finish can be one Valve leaf easily carried out at the injection opening compared to those of a long conventional one Nozzle body.

Die maximale Anhebung der Nadel wird durch den Anschlag einer oberen Schulter der Nadel an einem inneren Bohrungsabschnitt des Düsenkörpers bestimmt, der einen kleineren Durchmesser hat. Demgemäß ist die elastische Deformation der Nadel, wenn sie an einen Stopper anschlägt, der die maximale Anhebung der Nadel definiert, im Vergleich zu derjenigen einer herkömmlichen Einspritzdüse, bei der die maximale Anhebung an einem Abschnitt beschränkt wird, der viel weiter vom Ende der Nadel entfernt ist, kleiner. Deshalb wird die maximale Anhebung der Nadel in der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß der vorliegenden Erfindung konstant gehalten, ungeachtet des Niveaus des Kraftstoffdruckes, und demgemäß kann die maximale Einspritzmenge auf einem konstanten Pegel gehalten werden.The maximum lifting of the needle is achieved by hitting one upper shoulder of the needle on an inner bore section of the nozzle body determines the smaller diameter Has. Accordingly, the elastic deformation of the needle when it strikes a stopper that has the maximum lift of the Needle defined, compared to that of one conventional injector, at which the maximum lift at a section that is much further from the end of the Needle is removed, smaller. Therefore the maximum Raise the needle in the fuel injector according to the present invention held constant regardless of Levels of fuel pressure, and accordingly, the maximum Injection quantity can be kept at a constant level.

Andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch ein besseres Verständnis der bevorzugten Ausführungsbeispiele, die nachstehend unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen beschrieben werden, leicht ersichtlich.Other objects and features of the present invention will become through a better understanding of the preferred Embodiments described below with reference to the following drawings are easily described evident.

Fig. 1A ist eine Querschnittansicht, die eine Gesamtkonstruktion einer Kraftstoffeinspritzdüse als ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt. Fig. 1A is a cross-sectional view showing an overall construction of a fuel injector as a first embodiment of this invention.

Fig. 1B ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verbindungselement zeigt, das in der Kraftstoffeinspritzdüse verwendet wird, die in Fig. 1A gezeigt ist. FIG. 1B is a perspective view showing a connector used in the fuel injector shown in FIG. 1A.

Fig. 2 ist eine Querschnittansicht, die in einem vergrößerten Maßstab eine Konstruktion zeigt, die eine Nadel und eine Kolbenstange in der Kraftstoffeinspritzdüse verbindet, die in Fig. 1A gezeigt ist. FIG. 2 is a cross-sectional view showing, on an enlarged scale, a structure connecting a needle and a piston rod in the fuel injector shown in FIG. 1A.

Fig. 3 ist eine Querschnittansicht, die eine Gesamtkonstruktion einer Kraftstoffeinspritzdüse als ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigt. Fig. 3 is a cross-sectional view showing an overall construction of a fuel injector as a second embodiment of this invention.

Fig. 4 ist eine Querschnittansicht, die in einem vergrößerten Maßstab eine Konstruktion zeigt, die eine Nadel und eine Kolbenstange in einer Kraftstoffeinspritzdüse als ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel verbindet. Fig. 4 is a cross sectional view showing in an enlarged scale, a construction that combines a needle and a piston rod in a fuel injector as a third embodiment of this invention.

Fig. 5 ist eine Querschnittansicht, die in einem vergrößerten Maßstab eine Konstruktion zeigt, die eine Nadel und eine Kolbenstange in einer Kraftstoffeinspritzdüse als ein viertes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel verbindet. Fig. 5 is a cross sectional view showing in an enlarged scale, a construction that combines a needle and a piston rod in a fuel injector as a fourth embodiment of this invention.

Ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fign. 1A, 1B und 2 beschrieben. Eine Kraftstoffeinspritzdüse 1 umfaßt einen Düsenkörper, eine Nadel 3, eine Kolbenstange 9 und ein Druckregelventil 12. Der Düsenkörper ist aus vier Abschnitten, einem ersten Abschnitt 4, einem zweiten Abschnitt 5, einem dritten Abschnitt 6 und einem vierten Abschnitt 7 zusammengesetzt. Die vier Abschnitte des Düsenkörpers sind durch ein Verbindungsrohr 8 zu einem einzigen Stück vereinigt. Die Nadel 3 ist gleitfähig in einer unteren Bohrung des Düsenkörpers gelagert und die Kolbenstange 9 ist gleitfähig in einer oberen Bohrung des Düsenkörpers gelagert. Die Nadel 3 und die Kolbenstange 9 sind durch ein Verbindungselement 16 in einer Art und Weise, die später beschrieben wird, verbunden. Ein Druckregelventil 12 ist auf der oberen Oberseite des Düsenkörpers montiert. A first exemplary embodiment according to the invention is described below with reference to FIGS. 1A, 1B and 2. A fuel injection nozzle 1 comprises a nozzle body, a needle 3 , a piston rod 9 and a pressure control valve 12 . The nozzle body is composed of four sections, a first section 4 , a second section 5 , a third section 6 and a fourth section 7 . The four sections of the nozzle body are combined into a single piece by a connecting tube 8 . The needle 3 is slidably supported in a lower bore of the nozzle body and the piston rod 9 is slidably supported in an upper bore of the nozzle body. The needle 3 and the piston rod 9 are connected by a connecting element 16 in a manner which will be described later. A pressure control valve 12 is mounted on the upper top of the nozzle body.

Am Bodenende des ersten Abschnittes 4 des Düsenkörpers ist eine Einspritzöffnung 2 ausgebildet. Die Einspritzöffnung 2 ist geschlossen, wenn die Nadel 3 darauf sitzt, und sie ist geöffnet, wenn die Nadel 3 angehoben wird. Die Nadel 3 hat einen Abschnitt 3b mit großem Durchmesser, der gleitfähig in der Bohrung 4a des vierten Abschnittes 4 des Düsenkörpers gelagert ist, einen ersten Abschnitt 3a mit kleinem Durchmesser und einen zweiten Abschnitt 3d mit kleinem Durchmesser. Der zweite Abschnitt 5 des Düsenkörpers hat eine Ringform, wie in Fig. 2 in einem vergrößerten Maßstab gezeigt ist, und umfaßt eine Innenbohrung 5a, die den ersten Abschnitt 3a mit kleinem Durchmesser der Nadel 3 mit einem Spielraum aufnimmt. Wenn die Nadel 3 angehoben wird, schlägt eine Schulter 3e der Nadel 3 an die Bodenoberfläche des zweiten Abschnittes 5 des Düsenkörpers, wodurch die maximale Anhebung der Nadel 3 bestimmt wird.An injection opening 2 is formed at the bottom end of the first section 4 of the nozzle body. The injection port 2 is closed when the needle 3 is seated thereon, and it is open when the needle 3 is raised. The needle 3 has a section 3 b with a large diameter, which is slidably mounted in the bore 4 a of the fourth section 4 of the nozzle body, a first section 3 a with a small diameter and a second section 3 d with a small diameter. The second section 5 of the nozzle body has an annular shape, as shown in Fig. 2 on an enlarged scale, and includes an inner bore 5 a, which receives the first section 3 a with a small diameter of the needle 3 with a margin. When the needle 3 is raised, a shoulder 3 e of the needle 3 hits the bottom surface of the second section 5 of the nozzle body, as a result of which the maximum lifting of the needle 3 is determined.

Der dritte Abschnitt 6 des Düsenkörpers ist ein Zylinder, der eine Innenbohrung 6a hat, die darin das Verbindungselement 16 gleitfähig aufnimmt. Der vierte Abschnitt 7, der auf dem dritten Abschnitt 6 angeordnet ist, hat einen Innenraum 7a, in dem eine die Nadel 3 nach unten vorspannende Feder 17 enthalten ist. Obwohl der Düsenkörper in diesem Ausführungsbeispiel in vier Abschnitte aufgeteilt ist und durch das Verbindungsrohr 8 zu einem Stück vereint ist, ist es nicht notwendig, ihn in vier Abschnitte zu unterteilen. Es ist jedoch vorzuziehen, ihn in mindestens zwei Abschnitte zu unterteilen. Der vierte Abschnitt 7 des Düsenkörpers hat eine Innenbohrung 7b, in der ein Abschnitt 9a mit großem Durchmesser der Kolbenstange 9 und ein Kolbenkopf 9b gleitfähig gelagert sind. Eine Druckregelkammer 10 ist oberhalb des Kolbenkopfes 9b ausgebildet. Ein Hochdruckdurchlaß 11 zum Einführen von Kraftstoff mit hohem Druck ist mit der Innenbohrung 7b verbunden. Ein Speicher (in den Zeichnungen nicht gezeigt) zum Speichern von Kraftstoff mit hohem Druck, der gleich zu anderen Kraftstoffeinspritzdüsen ist, wird mit dem Hochdruckdurchlaß 11 verbunden. Der Speicher hat eine relativ große Kapazität und speichert darin Kraftstoff, der durch eine Kraftstoffpumpe unter Druck gesetzt wird.The third section 6 of the nozzle body is a cylinder which has an inner bore 6 a, which slidably receives the connecting element 16 therein. The fourth section 7 , which is arranged on the third section 6 , has an interior 7 a in which a spring 17 biasing the needle 3 downward is contained. Although the nozzle body is divided into four sections in this embodiment and is combined into one piece by the connecting pipe 8 , it is not necessary to divide it into four sections. However, it is preferable to divide it into at least two sections. The fourth section 7 of the nozzle body has an inner bore 7 b, in which a section 9 a with a large diameter of the piston rod 9 and a piston head 9 b are slidably mounted. A pressure control chamber 10 is formed above the piston head 9 b. A high pressure passage 11 for introducing fuel at high pressure is connected to the inner bore 7 b. A reservoir (not shown in the drawings) for storing high pressure fuel that is similar to other fuel injectors is connected to the high pressure passage 11 . The memory has a relatively large capacity and stores fuel therein, which is pressurized by a fuel pump.

Auf der Oberseite des Düsenkörpers befindet sich das Druckregelventil 12 zur Regelung des Druckes in der Druckregelkammer 10. Das Druckregelventil 12 ist ein solenoidbetriebenes Zwei-Wege-Ventil und umfaßt eine Ventilstange 12a, die durch einen Solenoid in ihrer Längsrichtung angetrieben wird. Das Bodenende einer Ventilstange 12a verschließt oder öffnet eine Ventilöffnung 13a, die sich unter der Ventilstange 12a befindet, in Abhängigkeit von der Längsbewegung der Ventilstange 12a. Die Ventilöffnung 13a steht durch eine Bohrung mit der Druckregelkammer 10, die in den Ventilplatten 13 und 14 ausgebildet ist, und mit einem Hochdruckdurchlaß 11, durch eine Öffnung 14a, die in der Ventilplatte 14 ausgebildet ist, in Verbindung. Ein oberer Durchlaß der Ventilöffnung 13a steht immer mit einem Niederdruckdurchlaß 15 in Verbindung, der wiederum mit einer Entlüftung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) verbunden ist. Der Druck in der Druckregelkammer 10 wird durch Öffnen oder Schließen der Ventilöffnung 13a auf einen niedrigen oder hohen Druck umgeschaltet. Das heißt, wenn die Ventilöffnung 13a geöffnet ist, bekommt der Druck in der Druckregelkammer 10 ein Niveau, das nahe an demjenigen des Niederdruckdurchlasses 15 ist, und wenn die Ventilöffnung 13a geschlossen ist, bekommt der Druck in der Druckregelkammer 10 ein Niveau, das nahe an demjenigen des Hochdruckdurchlasses 11 ist.The pressure control valve 12 for regulating the pressure in the pressure control chamber 10 is located on the upper side of the nozzle body. The pressure control valve 12 is a solenoid-operated two-way valve and comprises a valve rod 12 a, which is driven by a solenoid in its longitudinal direction. The bottom end of a valve rod 12 a closes or opens a valve opening 13 a, which is located under the valve rod 12 a, depending on the longitudinal movement of the valve rod 12 a. The valve opening 13 a is through a bore with the pressure control chamber 10 , which is formed in the valve plates 13 and 14 , and with a high pressure passage 11 , through an opening 14 a, which is formed in the valve plate 14 , in connection. An upper passage of the valve opening 13 a is always in communication with a low pressure passage 15 , which in turn is connected to a vent (not shown in the drawings). The pressure in the pressure control chamber 10 is switched to a low or high pressure by opening or closing the valve opening 13 a. That is, when the valve opening 13 a is open, the pressure in the pressure control chamber 10 gets a level that is close to that of the low-pressure passage 15 , and when the valve opening 13 a is closed, the pressure in the pressure control chamber 10 gets a level that is close to that of the high pressure passage 11 .

Das in Fig. 1B in einem vergrößerten Maßstab gezeigte Verbindungselement 16 ist gleitfähig in einer Bohrung 6a des dritten Abschnittes 6 des Düsenkörpers enthalten, wie in Fig. 2 in einem vergrößerten Maßstab gezeigt ist. Das Verbindungselement 16 koppelt die Kolbenstange 9 und die Nadel 3 in einer Art und Weise, daß beide radial oder lateral gleiten können, sich aber nicht in der Längsrichtung bewegen können. Wie in Fig. 1B gezeigt ist, ist das Verbindungselement 16 im wesentlichen dreieckig geformt und hat Schlitze 16b und 16c an seinen beiden Enden, einen Innenraum 16a und äußere Oberflächen 16d. Ein Hochdruckkraftstoff strömt durch Räume, die zwischen den äußeren Oberflächen 16d und der Innenbohrung 6a ausgebildet sind. Ein Innenraum 16a des Verbindungselementes 16 nimmt darin einen Flansch 9c auf, der am Bodenende der Kolbenstange 9 ausgebildet ist, und einen Flansch 3c, der am oberen Ende der Nadel 3 ausgebildet ist, und das Verbindungselement 16 kuppelt beide Flansche so, daß sich diese nicht in Längsrichtung bewegen, während ein seitliches Gleiten erlaubt ist. Der Abschnitt 9d mit kleinem Durchmesser, dessen Durchmesser ausreichend kleiner als die Breite des Schlitzes 16b ist, um die seitliche Bewegung der Kolbenstange 9 zuzulassen, ist oberhalb des Flansches 9c ausgebildet. In derselben Art und Weise ist der zweite Abschnitt 3d mit kleinem Durchmesser, dessen Durchmesser wesentlich kleiner als die Breite des Schlitzes 16c ist, um die seitliche Bewegung der Nadel 3 zuzulassen, unter dem Flansch 3c ausgebildet. Ein minimaler Spalt "g" zum Zulassen der seitlichen Bewegung ist voreingestellt, wie in der folgenden Gleichung ausgedrückt wird:
The connecting element 16 shown in FIG. 1B on an enlarged scale is slidably contained in a bore 6 a of the third section 6 of the nozzle body, as shown in FIG. 2 on an enlarged scale. The connecting element 16 couples the piston rod 9 and the needle 3 in such a way that both can slide radially or laterally, but cannot move in the longitudinal direction. As shown in Fig. 1B, the connecting element 16 is substantially triangular in shape and has slots 16 b and 16 c at both ends, an interior 16 a and outer surfaces 16 d. A high pressure fuel flows through spaces that are formed between the outer surfaces 16 d and the inner bore 6 a. An interior 16 a of the connecting element 16 receives therein a flange 9 c, which is formed at the bottom end of the piston rod 9 , and a flange 3 c, which is formed at the upper end of the needle 3 , and the connecting element 16 couples both flanges so that they do not move in the longitudinal direction while lateral sliding is permitted. The section 9 d with a small diameter, the diameter of which is sufficiently smaller than the width of the slot 16 b to allow the lateral movement of the piston rod 9 , is formed above the flange 9 c. In the same way, the second portion 3 d with a small diameter, the diameter of which is substantially smaller than the width of the slot 16 c to allow the lateral movement of the needle 3 , is formed under the flange 3 c. A minimum gap "g" for allowing the lateral movement is preset, as expressed in the following equation:

g = (D1-d1)/2 = (D2-d2)/2,
g = (D1-d1) / 2 = (D2-d2) / 2,

wobei D1 eine Breite des Innenraumes 16a quer über einen Durchmesser der Innenbohrung 6a ist, d1 ein Durchmesser von den Flanschen 3c und 9c ist, D2 eine Breite der Schlitze 16b und 16c ist, und d2 ein Durchmesser von 3d und 9d ist. Ferner ist der minimale Spalt "g" so bestimmt, daß er größer ist als eine Fehlausrichtung "y" zwischen den Mittelachsen der Nadel 3 und der Kolbenstange 9, die in einem Herstellungsverfahren hervorgerufen unvermeidbar ist.where D1 is a width of the interior 16 a across a diameter of the inner bore 6 a, d1 is a diameter of the flanges 3 c and 9 c, D2 is a width of the slots 16 b and 16 c, and d2 is a diameter of 3d and 9d is. Furthermore, the minimum gap "g" is determined to be larger than a misalignment "y" between the central axes of the needle 3 and the piston rod 9 , which is unavoidable in a manufacturing process.

Eine in dem Innenraum 7a des vierten Abschnittes 7 des Düsenkörpers enthaltene Feder 17 spannt die Nadel 3 und die Kolbenstange 9 über das Verbindungselement 16 immer nach unten vor. Ein von dem Hochdruckdurchlaß 11 gelieferter Hochdruckkraftstoff strömt durch den Düsenkörper den gesamten Weg nach unten zum Ende der Nadel, wo die Einspritzöffnung vorgesehen ist. Dieser Durchlaß für den Hochdruckkraftstoff ist so konstruiert, daß der Kraftstoff durch den gesamten Weg nach unten strömen kann, ohne auf wesentlichen Widerstand zu stoßen.A spring 17 contained in the interior 7 a of the fourth section 7 of the nozzle body always biases the needle 3 and the piston rod 9 downward via the connecting element 16 . A high-pressure fuel supplied from the high-pressure passage 11 flows through the nozzle body all the way down to the end of the needle where the injection port is provided. This high pressure fuel passage is designed so that the fuel can flow all the way down without encountering substantial resistance.

Wie von der obigen Beschreibung hergeleitet werden kann, hat die Kraftstoffeinspritzdüse des ersten Ausführungsbeispieles gemäß der vorliegenden Erfindung gegenüber den herkömmlichen Kraftstoffeinspritzdüsen die folgenden Vorteile:
As can be derived from the above description, the fuel injection nozzle of the first embodiment according to the present invention has the following advantages over the conventional fuel injection nozzles:

(1) Since the misalignment "y" of the axes of the needle 3 and the piston rod 9 is absorbed by the lateral movement in the connecting member 16 , the needle 3 and the piston rod 9 can slide smoothly within the bores which support them, thereby making them abnormal abrasion and work malfunctions can be avoided.
(2) Since the nozzle body is divided into four sections, thereby making the first section 4 of the nozzle body short, a valve sheet provided on the bottom end of the first section 4 of the nozzle body can be easily machined and ground in the manufacturing process. Furthermore, since the remaining portions of the nozzle body are short, they can be machined and finished more easily.
(3) Since the maximum lift of the needle 3 is determined by the position of the second portion 5 of the nozzle body, the elastic deformation of the needle 3 becomes small, and accordingly the maximum lift of the needle 3 can be kept constant regardless of the fuel pressure, and the maximum injection quantity becomes constant.

Unter Bezug auf Fig. 3 wird ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel beschrieben. In einer Kraftstoffeinspritzdüse 25 als zweites Ausführungsbeispiel wird ein Druckregelventil 18, das ein magnetbetriebenes Drei- Wege-Ventil ist, anstelle des Druckregelventils 12 (ein magnetbetriebenes Zwei-Wege-Ventil) in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet. Andere Konstruktionen des zweiten Ausführungsbeispieles sind dieselben wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispieles und demgemäß werden dieselben Bezugszeichen wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispieles hinsichtlich der unveränderten Teile in Fig. 2 verwendet.A second exemplary embodiment according to the invention is described with reference to FIG. 3. In a fuel injector 25 as a second embodiment, a pressure control valve 18 , which is a three-way solenoid operated valve, is used in place of the pressure control valve 12 (a two-way solenoid operated valve) in the first embodiment. Other constructions of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, and accordingly the same reference numerals as those of the first embodiment are used with respect to the unchanged parts in FIG. 2.

Ein solenoidbetriebenes rohrförmiges Ventil 19 öffnet oder schließt eine Verbindung zwischen einem Niederdruckdurchlaß 15 und einer Ventilkammer 21, die durch die Öffnung 20, die in der Platte 20 ausgebildet ist, immer mit der Druckregelkammer 10 in Verbindung steht. In dem rohrförmigen Ventil 19 ist eine Nadel 22 angeordnet. Wenn das rohrförmige Ventil nach oben angehoben wird, steht die Ventilkammer 21 mit dem Niederdruckdurchlaß 15 in Verbindung. Zur selben Zeit wird eine Verbindung zwischen dem Hochdruckdurchlaß 11 und der Ventilkammer 21 abgeschnitten, weil das Ventilblatt 19a in dem rohrförmigen Ventil 19 durch das Ende der Nadel 22 verschlossen wird. Wenn das rohrförmige Ventil 19 nach unten geschoben wird, wird die Verbindung zwischen dem Niederdruckdurchlaß 15 und der Ventilkammer 21 abgeschnitten, während die Verbindung zwischen dem Hochdruckdurchlaß 11 und der Ventilkammer 21 hergestellt wird. Deshalb wird der Druck in der Druckregelkammer 10 auf entweder den hohen oder den niedrigen Druck umgeschaltet. Wenn der Druck in der Druckregelkammer 10 niedrig wird, wird die Nadel 3 angehoben und Kraftstoff wird aus der Einspritzöffnung 2 eingespritzt. Wenn der Druck in der Druckregelkammer 10 hoch wird, wird die Nadel 3 nach unten geschoben, wodurch die Einspritzöffnung 2 geschlossen wird und die Kraftstoffeinspritzung beendet wird. Die Nadel 3 und die Kolbenstange 9 sind mit dem Verbindungselement 16 in derselben Art und Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel gekoppelt.A solenoid-operated tubular valve 19 opens or closes a connection between a low pressure passage 15 and a valve chamber 21 which is always in communication with the pressure control chamber 10 through the opening 20 formed in the plate 20 . A needle 22 is arranged in the tubular valve 19 . When the tubular valve is lifted up, the valve chamber 21 communicates with the low pressure passage 15 . At the same time, a connection between the high pressure passage 11 and the valve chamber 21 is cut off because the valve sheet 19 a in the tubular valve 19 is closed by the end of the needle 22 . When the tubular valve 19 is pushed down, the connection between the low pressure passage 15 and the valve chamber 21 is cut off, while the connection between the high pressure passage 11 and the valve chamber 21 is made. Therefore, the pressure in the pressure control chamber 10 is switched to either the high or the low pressure. When the pressure in the pressure control chamber 10 becomes low, the needle 3 is raised and fuel is injected from the injection port 2 . When the pressure in the pressure control chamber 10 becomes high, the needle 3 is pushed down, whereby the injection opening 2 is closed and the fuel injection is ended. The needle 3 and the piston rod 9 are coupled to the connecting element 16 in the same manner as in the first embodiment.

Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel 26 gemäß der vorliegenden Erfindung, in dem nur die Verbindungskonstruktion gezeigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verbindungsabschnitt 23, der einstückig mit der Kolbenstange 9 ausgebildet ist, anstelle des Verbindungselementes 16 (was ein separates Teil ist) des ersten Ausführungsbeispieles verwendet, der einen inneren Raum 23a und einen Schlitz 23c hat. Ein Flansch 3c der Nadel 3 ist in dem inneren Raum 23a enthalten, in dem der Flansch 3c in der Längsrichtung beschränkt, während er in der seitlichen Richtung in derselben Art und Weise bewegbar ist, wie im ersten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist der minimale Spalt "g" im inneren Raum 23a auch so konstruiert, daß "g" größer als "y" ist, in derselben Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel. FIG. 4 shows a third embodiment 26 according to the present invention, in which only the connection construction is shown. In this embodiment, a connecting portion 23 which is integrally formed with the piston rod 9 is used instead of the connecting element 16 (which is a separate part) of the first embodiment, which has an inner space 23 a and a slot 23 c. A flange 3 c of the needle 3 is contained in the inner space 23 a, in which the flange 3 c is restricted in the longitudinal direction, while being movable in the lateral direction in the same manner as in the first embodiment. In this embodiment, the minimum gap "g" in the inner space 23a is also designed so that "g" is larger than "y", in the same manner as in the first embodiment.

Fig. 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel 27 gemäß der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verbindungsabschnitt 24, der einen inneren Raum 24a und einen Schlitz 24b hat und der einstückig mit der Nadel 3 ausgebildet ist, anstelle des Verbindungselementes 16 (das ein separates Teil ist) des ersten Ausführungsbeispieles verwendet. Ein Flansch 9c der Kolbenstange 9 ist im inneren Raum 24a enthalten, in dem der Flansch 9c in der Längsrichtung beschränkt ist, während er in der seitlichen Richtung in derselben Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel bewegbar ist. Der minimale Spalt "g" ist in derselben Art und Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel konstruiert. Fig. 5 shows a fourth embodiment 27 according to the present invention. In this embodiment, a connecting portion 24 , which has an inner space 24 a and a slot 24 b and which is formed in one piece with the needle 3 , is used instead of the connecting element 16 (which is a separate part) of the first embodiment. A flange 9 c of the piston rod 9 is contained in the inner space 24 a, in which the flange 9 c is limited in the longitudinal direction, while being movable in the lateral direction in the same manner as in the first embodiment. The minimum gap "g" is constructed in the same manner as in the first embodiment.

Eine Nadel 3 und eine Kolbenstange 9 sind gleitfähig in der Bohrung eines langgestreckten Düsenkörpers 4, 5, 6, 7 eingesetzt, der eine Einspritzöffnung 2 an seinem Bodenende hat. Die Einspritzöffnung wird durch die Betätigung der Nadel geöffnet oder geschlossen, die durch die Kolbenstange 9 angetrieben wird. Die Kolbenstange wird wiederum durch ein magnetbetätigtes Druckregelventil 12, 18 angetrieben. Die Nadel und die Kolbenstange sind mit einem Verbindungselement 16, 23, 24 verbunden, das beide in der Axialrichtung starr verbindet, während es deren relatives Gleiten in der Radialrichtung erlaubt, wodurch eine Fehlausrichtung y beider Achsen absorbiert wird und eine anormale Abschleifung der Komponenten und eine Fehlfunktion der Kraftstoffeinspritzdüse vermieden wird. Der Düsenkörper ist vorzugsweise in mehrere Abschnitte unterteilt, insbesondere, um seinen unteren Abschnitt 4 so zu gestalten, daß die Einspritzöffnung 2 kurz ist, wodurch ein Bearbeiten des Ventilblattes an der Einspritzöffnung leichter erfolgen kann.A needle 3 and a piston rod 9 are slidably inserted in the bore of an elongated nozzle body 4 , 5 , 6 , 7 , which has an injection opening 2 at its bottom end. The injection opening is opened or closed by the actuation of the needle, which is driven by the piston rod 9 . The piston rod is in turn driven by a solenoid-operated pressure control valve 12 , 18 . The needle and piston rod are connected to a connector 16 , 23 , 24 which rigidly connects both in the axial direction while allowing their relative sliding in the radial direction, thereby absorbing misalignment y of both axes and abnormal component abrasion and one Malfunction of the fuel injector is avoided. The nozzle body is preferably divided into several sections, in particular in order to design its lower section 4 in such a way that the injection opening 2 is short, as a result of which the valve blade can be machined more easily at the injection opening.

Claims

1. Fuel injector for an injection system for a stored fuel pressure, which has the following components:
a nozzle body ( 4 , 5 , 6 , 7 ) which has an injection opening ( 2 ) at its bottom end, and an inner bore therein;
a needle ( 3 ) for opening and closing the injection port, which is slidably supported in a lower part of the inner bore of the nozzle body;
a piston rod ( 9 ) for driving the needle, which is slidably supported in an upper part of the inner bore of the nozzle body;
means ( 16 , 23 , 24 ) for mechanically coupling the needle and the piston rod;
a pressure control chamber ( 10 ) for forcing pressure on an upper end of the piston rod to control opening and closing of the injection port; and
a pressure control valve ( 12 , 18 ) for switching the pressure in the pressure control chamber between a low pressure and a high pressure,
characterized in that the coupling device ( 16 , 23 , 24 ) connects the needle ( 3 ) and the piston rod ( 9 ) so that both do not move in the axial direction while both are slidably movable in the radial direction.

2. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that the nozzle body is divided into at least two sections ( 4 , 5 , 6 , 7 ) which are connected to one another in series.

3. Fuel injection nozzle according to claim 2, characterized in that a section ( 4 ) of the divided sections of the nozzle body, which is arranged on the bottom, has substantially the same length as the needle ( 3 ).

4. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that a maximum lifting of the needle ( 3 ) by striking an upper shoulder ( 3 e) of the needle ( 3 ) on a part of the inner bore ( 5 a), which has a smaller diameter, is determined.

5. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that the coupling device is a connecting element ( 16 ) which is slidably mounted in the inner bore ( 6 a) of the nozzle body.

6. A fuel injector according to claim 5, characterized in that the needle and the piston rod comprise respective flanges ( 3 c, 9 c) contained in the connecting member ( 16 ), and end surfaces of the flanges abut each other in the axial direction and in the radial direction are relatively smooth.

7. fuel injector to claim 5, characterized in accordance with that the connecting element (16 b, 16 c) comprises (16) slots which allow relative movement of the needle and the piston rod in the radial direction.

8. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that the coupling device ( 23 ) is integrally formed with the piston rod ( 9 ).

9. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that the coupling device ( 24 ) is integrally formed with the needle ( 3 ).

10. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that the pressure control valve ( 12 ) is a magnetically operated two-way valve.

11. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that the pressure control valve ( 18 ) is a magnetically operated three-way valve.