DE2551330A1 - Diesel engine fuel injector valve - has valve needle lift hydraulically limited in part load region - Google Patents

Diesel engine fuel injector valve - has valve needle lift hydraulically limited in part load region

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DE2551330A1 DE19752551330 DE2551330A DE2551330A1 DE 2551330 A1 DE2551330 A1 DE 2551330A1 DE 19752551330 DE19752551330 DE 19752551330 DE 2551330 A DE2551330 A DE 2551330A DE 2551330 A1 DE2551330 A1 DE 2551330A1
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Abstract

The fuel injector valve for compression ignition engines has a short valve needle (2) which is pressed by a closing spring (3) on to a cone shaped valve seat (4). The valve is lifted from the seat by fuel pressure entering the storage chamber (6) from the axial boring (5). The upper needle valve section is formed as a piston (7) sliding in a hollow cylinder (8) onto which fuel spillage cam enter. A second storage chamber (13) in the injector valve base above the closing spring contains a sprung valve lifting plunger (15). The plunger has a push rod (4) extending concentric to the closing spring almost as far as the needle valve piston (7). The second storage chamber is connected to the fuel spillage boring (17) via an air collector (18) and a load dependent slide valve (22).

Description

KraftstoffeinspritzventilFuel injector

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil für luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen mit einer durch Kraftstoffdruck und entgegen der Kraft einer vorgespannten Schließfeder vom Nadelsitz nach innen abhebenden Ventilnadel.The invention relates to a fuel injection valve for air compressing Injection engines with one by fuel pressure and against the force a pretensioned closing spring lifting the valve needle inwards from the needle seat.

Zur Verbesserung von Kaltstart und Ganghärte wird bekanntlich in der Vorkammer von Einspritzbrennkraftmaschinen ein Prallstift verwendet, auf den der Kraftstoff aufgespritzt wird, um sich dann in der Vorkammer feinverteilt mit der Verbrennungsluft zu vermischen.To improve cold starts and hardness is known in the Pre-chamber of injection internal combustion engines uses an impact pin on which the Fuel is sprayed on, in order then to be finely distributed in the antechamber with the To mix combustion air.

In weiten Lastbereichen ist jedoch der Prallstift für eine optimale Gemischaufbereitung hinderlich, da sich im Teillastbereich ein ungünstiges Rauchverhalten einstellt.In wide load ranges, however, the impact pin is optimal Mixture preparation is a hindrance, as there is an unfavorable smoking behavior in the partial load range adjusts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Kraftstoffeinspritzventil so auszugestalten, daß ohne Verwendung eines Prall stiftes sowohl im Leerlauf- als auch im gesamten Lastbereich eine optimale Gemischaufbereitung und darüberhinaus ein störungsfreies Kaltstartverhalten sowie eine verbesserte Ganghärte sichergestellt sind.The invention is based on the object of the fuel injection valve design so that without using an impact pin both idle as an optimal mixture preparation in the entire load range and beyond a trouble-free cold start behavior and an improved hardness ensured are.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einem Kraftstoffeinspritzventil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß darin, daß hydraulische Mittel vorgesehen sind, die in einem bestimmten Lastbereich der Brennkraftmaschine, vorzugsweise Teillastbereich, der Ventilnadel im Öffnungssinne hubbegrenzend entgegenwirken.The solution to the problem posed is a fuel injection valve of the type mentioned according to the invention in that hydraulic means are provided are that in a certain load range of the internal combustion engine, preferably part load range, counteract the valve needle in the opening direction by limiting the stroke.

Durch die Hubbegrenzung speziell im Teillastgebiet wird der Kraftstoff-Abspritzdruck derart erhöht, daß kleinste Kraftstofftröpfchen in die Vorkammer gelangen und sich dort mit der Verbrennungsluft so vermischen, daß bei der nachfolgenden Verbrennung eine erhebliche Verminderung der Rauchentwicklung erfolgt.Due to the stroke limitation, especially in the partial load area, the fuel injection pressure is increased so increased that the smallest fuel droplets get into the antechamber and themselves Mix with the combustion air there so that during the subsequent combustion there is a considerable reduction in smoke development.

Bei größeren Abspritwangen des Kraftstoffes - bei Vollast -entfällt die Hubbegrenzung, damit einerseits der Abspritzdruck nicht zu hoch - die Antriebsleistung der Pumpe ist begrenzt -und andererseits die Zeitdauer des Abspritzens nicht zu lang wird.In the case of larger spray cheeks of the fuel - at full load - not applicable the stroke limitation so that, on the one hand, the injection pressure is not too high - the drive power the pump is limited - and on the other hand the duration of the spraying is not too becomes long.

In bevorzugter Ausuhrungsform der Erfindung kann in dem Kraftstoffeinspritzventil ein federbelasteter Hydraulikkolben in einer Speicherkammer angeordnet sein, der durch eine Lecköleinrichtung entgegen der vom Nadel sitz abhebenden Ventilnadel beaufschlagbar ist.In a preferred embodiment of the invention, in the fuel injection valve a spring-loaded hydraulic piston can be arranged in a storage chamber, the through a leakage device against the valve needle lifting off the needle seat can be acted upon.

In vorteilhafter Ausgestaltung kann erfindungsgemäß die Lecköl einrichtung aus einer die Ventilnadel umgebundenen Leckölsperre mit einer über die Speicherkammer führenden Leckölleitung und einem in derselben den Öldurchfluß steuernden lastabhängigen Schieber bestehen, der zur Beaufschlagung des Hydraulikkolbens den Öldurchfluß unterbricht.In an advantageous embodiment, the leakage oil device can according to the invention from a leak oil barrier tied around the valve needle with one over the storage chamber leading leakage oil line and a load-dependent one controlling the oil flow in the same There are slide that interrupts the flow of oil to act on the hydraulic piston.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Schieber bei Freigabe des Öldurchflusses gleichzeitig den in Strömungsrichtung vor der Speicherkammer liegenden Abschnitt der Leckölleitung schließt.Furthermore, it is proposed according to the invention that the slide when the oil flow is released, the same applies to the flow direction upstream of the storage chamber lying section of the leakage oil line closes.

Die Erfindung ist im einzelnen anhand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist. Diese zeigt einen Axialschnitt durch das Kraftstoffeinspritzventil nach der Erfindung.The invention is detailed using an exemplary embodiment described, which is shown in the drawing. This shows an axial section by the fuel injection valve according to the invention.

Ein Kraftstoffeinspritzventil 1 für luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen weist eine kurze Ventilnadel 2 auf, die durch eine vorgespannte Schließfeder 3 auf einen kegelig ausgebildeten Nadelsitz 4 gedrückt wird, sich jedoch von diesem unter dem Druck des über Kanäle 5 in die Speicherkammer 6 zugeführten Kraftstoffes nach innen abhebt.A fuel injection valve 1 for air-compressing injection internal combustion engines has a short valve needle 2, which is secured by a pretensioned closing spring 3 a conical needle seat 4 is pressed, but from this below the pressure of the fuel fed into the storage chamber 6 via channels 5 stands out inside.

Der obere Abschnitt der Ventilnadel 2 bildet einen Kolben 7, der in einem Hohlzylinder 8 derart gleitend geführt ist, daß geringfügige Mengen des Kraftstoffes bzw. Lecköles bis zu einer Leckölsperre 9 hindurchsickern können.The upper section of the valve needle 2 forms a piston 7, which in a hollow cylinder 8 is slidably guided in such a way that small amounts of fuel or leakage oil can seep through up to a leakage oil barrier 9.

Über der Ventilnadel 2 befindet sich in einem zweiten Hohlzylinder 10 die sich auf dem Boden des Kraftstoffeinspritz ventiles 1 abstützende Schließfeder 3, die über einen Federteller 11 und über ein direkt auf dem Kolben 7 aufliegendes und teilweise kegelig ausgebildetes Führungsklötzchen 12 die Ventilnadel 2 bei Nichtbeaufschlagung in Schließstellung hält.A second hollow cylinder is located above the valve needle 2 10 the closing spring supported on the bottom of the fuel injection valve 1 3, via a spring plate 11 and a directly resting on the piston 7 and partially conical guide block 12 the valve needle 2 when not acted upon holds in the closed position.

Im Boden des Kraftstoffeinspritzventiles 1 ist eine weitere Speicherkammer 13 mit einem federbelasteten Hubbegrenzer 14 angeordnet. Der Hubbegrenzer 14 besteht aus einem Hydraulikkolben 15 und einer Kolbenstange 16, von denen die Kolbenstange in den Hohlzylinder 10 bis kurz vor den Federteller 11 so hineinragt, daß sie konzentrisch zur Schließfeder 3 liegt.Another storage chamber is located in the bottom of the fuel injection valve 1 13 arranged with a spring-loaded stroke limiter 14. The stroke limiter 14 consists from a hydraulic piston 15 and a piston rod 16, of which the piston rod into the hollow cylinder 10 until just before the spring plate 11 protrudes so that it is concentric to the closing spring 3 is located.

Speicherkammer 13 und Leckölsperre 9 sind durch eine Leckölleitung 17 unter Zwischenschaltung eines Druckschwankungen ausgleichenden Blasenspeichers 18 und eines den Hochdruck einstellenden Überdruckventiles 19 miteinander verbunden. Die Leckölleitung 17 mündet schließlich in einer zur Kraftstoffversorgungseinrichtung (nicht dargestellt) führenden drucklosen Rücklaufleitung 20, die vom Lberdruckventil 19 ausgeht.Storage chamber 13 and leakage oil barrier 9 are through a leakage oil line 17 with the interposition of a bladder accumulator which compensates for pressure fluctuations 18 and an overpressure valve 19 which sets the high pressure are connected to one another. The leakage oil line 17 finally opens into a fuel supply device (not shown) leading pressureless return line 20 from the pressure relief valve 19 goes out.

Der mit 21 bezeichnete Abschnitt der Leckölleitung weist einen als Steuereinheit ausgebildeten lastabhängigen Schieber 22 auf, der z. D. von einer bestimmten Stellung der Regelstange der Einspritzpumpe hydraulisch beaufschlagbar ist.The designated with 21 section of the leakage oil line has a as Control unit designed load-dependent slide 22, the z. D. of a certain position of the control rod of the injection pump can be acted upon hydraulically is.

Dieser Schieber 22 ist im Boden des Kraftstoffeinspritzventiles derart plaziert, daß er einerseits den Durchfluß von der Speicherkammer 13 zur Rücklaufleitung 20 und andererseits den Durchfluß von der Leckölsperre 9 zur Speicherkammer 13 steuert.This slide 22 is in the bottom of the fuel injection valve placed that on the one hand the flow from the storage chamber 13 to the return line 20 and, on the other hand, controls the flow from the leakage oil barrier 9 to the storage chamber 13.

Wird nun der die Ventilnadel 2 umgebenden Speicherkammer 6 Kraftstoff unter Druck zugeführt, hebt sich die Ventilnadel 2 entgegen der Kraft der Schließfeder 3 von dem Nadelsitz 4 so weit ab, bis sie mit ihrem Kolben 7 an einem ringförmigen Anschlag 23 anschlägt. Der zurückgelegte Weg der Ventilnadel 2 ist mit "h2" bezeichnet, was dem maximalen Nadelhub entspricht.If the storage chamber 6 surrounding the valve needle 2 is now fuel supplied under pressure, the valve needle 2 rises against the force of the closing spring 3 so far from the needle seat 4 until it with its piston 7 on an annular Stop 23 strikes. The distance covered by the valve needle 2 is denoted by "h2", which corresponds to the maximum needle stroke.

Im Teillastbereich wird dieser Nadelhub "h2" begrenzt bzw. verkürzt, und zwar durch die eingebaute Lecköleinrichtung.In the partial load range, this needle stroke "h2" is limited or shortened, namely through the built-in leakage oil device.

Wird beispielsweise die Regelstange der Einspritzpumpe in Stellung "Teillast" gebracht, schließt der Schieber 22 durch Federkraft den Abschnitt 21 der Leckölleitung 17. Dadurch baut sich infolge des von der Leckölsperre 9 nach gedrückten Lecköles in der Speicherkammer lo ein solcher Druck auf, daß der Hubbegrenzer 14 entgegen der Wirkung einer Feder 24 in Richtung der Venilnadel 2 gedrückt wird.If, for example, the control rod of the injection pump is in position Brought "part load", the slide 22 closes the section 21 by spring force the leakage oil line 17 Pressed leak oil in the storage chamber lo such a pressure that the stroke limiter 14 is pressed against the action of a spring 24 in the direction of the valve needle 2.

Bei Beaufschlagung der Ventilnadel 2 durch den Kraftstoffdruck kann diese gegenüber dem Nadelhub "h2" nur noch den kleineren Drosselhub"h1 n ausführen, da der Federteller 11 an die Kolbenstange 16 des Hubbegrenzers 14 anschlägt. Somit wird der Abspritzdruck des Kraftstoffes erhöht und die Rauchentwicklung infolge einer besseren Gemischaufbereitung erheblich vermindert.When the valve needle 2 is acted upon by the fuel pressure these only execute the smaller throttle stroke "h1 n" compared to the needle stroke "h2", since the spring plate 11 strikes the piston rod 16 of the stroke limiter 14. Consequently the injection pressure of the fuel is increased and the smoke development as a result a better mixture preparation is considerably reduced.

Der maximale Ventilnadelhub "h2" wird wieder hergestellt, sobald die Regelstange auf "Vollast" verstellt wird. Dabei verschiebt sich der Schieber 22 entgegen der Federkraft, die Leckölleitung 17 wird in dem Abschnitt 21 geöffnet und gleichzeitig der in Strömungsrichtung vor der Speicherkammer 13 liegende Abschnitt 25 geschlossen. Das in der Speicherkammer gespeicherte Lecköl kann drucklos in der Rücklaufleitung 20 abfließen und der Hydraulikkolben 15 in seine Ausgangsstellung zurückkehren.The maximum valve needle lift "h2" is restored as soon as the Control rod is adjusted to "full load". The slide 22 moves in the process against the spring force, the leakage oil line 17 is opened in the section 21 and at the same time the section located upstream of the storage chamber 13 in the direction of flow 25 closed. The leak oil stored in the storage chamber can be depressurized in the Flow return line 20 and the hydraulic piston 15 in its starting position to return.

Claims (5)

Ansprüche f' Kraftstoffeinspritzventil für luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen mit einer durch den Kraftstoffdruck und entgegen der Kraft einer vorgespannten Schließfeder vom Nadelsitz nach innen abhebenden Ventilnadel, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulische Mittel vorgesehen sind, die in einem bestimmten Lastbereich der Brennkraftmaschine, vorzugsweise Teillastbereich, der Ventilnadel (2) im Öffnungssinne hubbegrenzend entgegenwirken. Claims f 'fuel injection valve for air-compressing injection internal combustion engines with a closing spring preloaded by the fuel pressure and counter to the force valve needle lifting inwards from the needle seat, characterized in that hydraulic Means are provided which, in a certain load range of the internal combustion engine, preferably partial load range, the valve needle (2) stroke-limiting in the opening direction counteract. 2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kraftstoffeinspritzventil (1) ein federbelasteter Hydraulikkolben (15) in einer Speicherkammer (13) angeordnet ist, der durch eine Lecköleinrichtung entgegen der vom Nadelsitz (4) abhebenden Ventilnadel (2) beaufschlagbar ist.2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that that in the fuel injection valve (1) a spring-loaded hydraulic piston (15) is arranged in a storage chamber (13), which is counteracted by a leakage oil device the valve needle (2) lifting off the needle seat (4) can be acted upon. 3. Kraftstoffeinspritzventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lecköleinrichtung aus einer die Ventilnadel (2) umgebenden Leckölsperre (9) mit einer über die Speicherkammer (13) führenden Leckölleitung (17) und einem in derselben den Öldurchfluß steuernden lastabhängigen Schieber (22) besteht.3. Fuel injection valve according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the leakage oil device consists of a valve needle (2) surrounding it Leak oil barrier (9) with a leak oil line leading through the storage chamber (13) (17) and a load-dependent slide (22) which controls the oil flow in the same consists. 4. Kraftstoffeinspritzventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beaufschlagung des Hydraulikkolbens (15) der Schieber (22) den Öldurchfluß unterbricht.4. Fuel injection valve according to claims 1 to 3, characterized characterized in that to act on the hydraulic piston (15) the slide (22) interrupts the oil flow. 5. Kraftstoffeinspritzventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (22) bei Freigabe des Öldurchflusses gleichzeitig den in Strömungsrichtung vor der Speicherkammer (13) liegenden Abschnitt (25) der Leckölleitung schließt.5. Fuel injection valve according to claims 1 to 4, characterized characterized in that the slide (22) when the oil flow is released simultaneously the section (25) of the Leak oil line closes.
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