DE2759403C2

DE2759403C2 -

Info

Publication number: DE2759403C2
Application number: DE2759403A
Authority: DE
Inventors: Peter Adlikon Ch Fuchs
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1977-09-01
Filing date: 1977-09-10
Publication date: 1988-09-29
Also published as: DK368478A; JPS5447028A; DE2740880A1; JPS5848748B2; IT7827194A0; NL183667B; CH623114A5; FR2402079B1; NL183667C; SE7809201L; DK147381C; IT1098732B; GB2003550A; SE430353B; NL7808497A; DK147381B; FR2402079A1; GB2003550B

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a fuel injector the features specified in the preamble of claim 1.

Ein Einspritzventil dieser Art ist aus der DD-PS 1 02 198 bekannt. Im Betrieb dieses Ventils hebt unter dem Einfluß des Brennstoffdruckes zunächst die innere der beiden Ventilnadeln von ihrem Ventilsitz ab, so daß Brennstoff über die zugehörige untere Reihe von Spritzbohrungen in den Brennraum eingespritzt wird. Wenn der Brennstoffdruck nicht weiter ansteigt, kehrt die innere Ventilnadel mit sinkendem Brennstoffdruck auf ihren Ventilsitz zurück und der Ein spritzvorgang ist beendet. Ein solcher Einspritzvorgang findet bei Leerlauf und Teillast der Brennkraftmaschine statt. Wenn die Brennkraftmaschine dagegen bei Vollast arbeitet, öffnet wiederum zuerst die innere Ventilnadel und dann - wegen des weiter steigenden Brennstoffdruckes - auch die andere äußere, als Hohlnadel ausgebildete Ventilnadel, so daß dann weiterer Brennstoff über die obere Reihe von Spritzbohrungen in den Brennraum eingespritzt wird, d. h. bei Vollast wird während einer gewissen Zeit des Einspritz vorganges gleichzeitig durch beide Reihen von Spritzbohrun gen eingespritzt. Bei sinkendem Brennstoffdruck schließt zuerst die äußere Ventilnadel und unterbricht die Brenn stoffzufuhr zur oberen Reihe von Spritzbohrungen, wonach auch die innere Ventilnadel auf ihren Ventilsitz zurück kehrt und die Brennstoffzufuhr zur unteren Reihe von Spritzbohrungen unterbricht.An injection valve of this type is from DD-PS 1 02 198 known. In operation this valve lifts under the influence the fuel pressure first the inner of the two Valve needles from their valve seat, leaving fuel via the associated lower row of spray holes in the Combustion chamber is injected. If the fuel pressure is not continues to rise, the inner valve needle returns with falling Fuel pressure back on their valve seat and the on spraying is finished. Such an injection process takes place at idle and part load of the internal combustion engine instead of. If, however, the internal combustion engine at full load works, again opens the inner valve needle and then - because of the increasing fuel pressure - too the other outer valve needle designed as a hollow needle, so that more fuel then over the top row of Spray holes are injected into the combustion chamber, d. H. at full load is the injection during a certain time operation simultaneously through both rows of spray holes injected gene. Closes when fuel pressure drops first the outer valve needle and interrupt the firing material supply to the top row of spray holes, after which also return the inner valve needle to its valve seat returns and the fuel supply to the bottom row of Spray holes are interrupted.

Das bekannte Einspritzventil hat verschiedene Nachteile: The known injection valve has several disadvantages:

1. At full load operation of the machine, while the fuel through both rows of spray holes at the same time is injected, meet as a result of the cone-like Spread of the fuel particles in the combustion chamber Fuel jets from the lower row of spray holes one hand and the fuel jets from the top Spray hole series on the other hand. This encounter the rays prevent complete combustion of the fuel particles because it is for the oxygen is difficult in the field of jet mixing with the Fuel particles come into contact and chemically too react. The consequence of this is smoke formation.
2. The fuel escapes from the spray holes for the inner valve needle must be in the known injection til always at a lower fuel pressure than at the outer valve needle so that the injection valve works at all. However, this is a disadvantage lig because the atomization of the fuel jet all the more the better the higher the fuel pressure.
3. Since at full load operation through both rows of spray boh injected fuel is an optimal one Dimensioning of all spray holes is not possible because the number and diameter of these holes in the two rows of spray holes are different and at least least the lower one, actually intended for partial load Row of holes with different fuel pressures is applied. Always good atomization However, fuel jets are only possible if the Total cross section of the spray bores and the Fuel pressure are coordinated.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Ein spritzventil der eingangs genannten Art zu schaffen, daß sowohl bei Vollast als auch bei Teillast eine gleich gute Bildung der Brennstoffstrahlen gestattet und eine nachtei lige Rauchbildung weitgehend vermeidet.The invention is therefore based on the object, a Injection valve of the type mentioned to create that equally good at full load as well as partial load Formation of fuel jets allowed and a disadvantage largely avoids smoke formation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei chen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the in the Kennzei Chen of claim 1 specified features solved.

Dank der durch die Wand getrennten Brennstoffzufuhr zu den beiden Reihen der Spritzbohrungen ist es möglich, die eine Reihe von Spritzbohrungen ausschließlich für den Vollast betrieb und die andere Reihe von Spritzbohrungen ausschließlich für den Teillastbetrieb zu verwenden. Damit können sich die Brennstoffstrahlen aus beiden Reihen von Spritzbohrungen nicht mehr treffen, so daß die Rauchbil dung infolge unvollständiger Verbrennung der Brennstoff teilchen eliminiert ist. Außerdem ist die Zerstäubung des Brennstoffes in den Strahlen, die die bei Teillast im Betrieb befindlichen Spritzbohrungen verlassen, besser, weil der Brennstoffdruck für Teillast nicht - wie im bekannten Einspritzventil - niedriger sein muß. Außerdem kann eine optimale Dimensionierung der Spritzbohrungen für jede Reihe in Abhängigkeit von den Bedingungen der zugehö rigen Last vorgenommen werden, d. h. für Vollastbetrieb hat die zugehörige Reihe ihre auf einen Brennstoffdruck abge stimmte optimale Anzahl von Spritzbohrungen mit optimalem Durchmesser, während das Entsprechende bei Teillastbetrieb für die dann beaufschlagte Reihe von Spritzbohrungen gilt.Thanks to the fuel supply separated by the wall to the two rows of spray holes, it is possible to use one Series of spray holes for full load only operation and the other series of spray holes to be used exclusively for partial load operation. In order to the fuel jets can come from both rows of Spray holes no longer hit, so the Rauchbil due to incomplete combustion of the fuel particle is eliminated. In addition, the atomization of the Fuel in the jets, which at partial load in the Leave spraying holes in operation, better, because the fuel pressure for part load is not - as in known injection valve - must be lower. Furthermore can optimally dimension the spray holes for each row depending on the conditions of the associated other load, d. H. for full load operation the associated series their on a fuel pressure agreed optimal number of spray holes with optimal Diameter, while the equivalent at part load for the series of spray bores then acted upon.

Während bei dem Einspritzventil gemäß Anspruch 1 die sich zwischen den beiden Ventilnadeln erstreckende Wand aus einem Stück mit dem Ventilkörper hergestellt sein kann, soll gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung nach An spruch 2 die Wand aus einer Hülse bestehen, die an ihrem brennraumseitigen Ende eine Dichtfläche aufweist, mit der sie auf eine entsprechend ausgebildete, zwischen den beiden Reihen von Spritzbohrungen befindliche Dichtfläche im Ventilkörper gedrückt ist. Diese Weiterbildung der Erfin dung hat den Vorteil, daß die Fertigung vereinfacht wird. While the injection valve according to claim 1 wall extending between the two valve needles can be made in one piece with the valve body, According to an appropriate further training according to An Say 2 the wall consist of a sleeve attached to your Combustion chamber end has a sealing surface with which them on an appropriately trained, between the two Rows of spray holes in the sealing surface Valve body is pressed. This training of the Erfin manure has the advantage that the production is simplified.

Schließlich ist es gemäß Anspruch 3 noch als vorteilhaft anzusehen, wenn der Brennstoffzutritt zur Innennadel über mit dem Brennstoffzuführkanal für diese in Verbindung stehende, in der Hohlnadel und der Hülse ausgebildete Durchgänge erfolgt. Derartige Durchgänge bei einer Hohlna del sind ebenfalls aus der DD-PS 1 02 198 bekannt.Finally, it is still advantageous according to claim 3 to look at when the fuel access to the inner needle over with the fuel supply channel for this in connection standing, formed in the hollow needle and the sleeve Passes. Such passages in a Hohlna del are also known from DD-PS 1 02 198.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is as follows Description explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. 1a und 1b zeigen einen axialen Teilschnitt durch ein Ein spritzventil nach der Erfindung. Fig. 1a and 1b show an axial section through part of a one injection valve according to the invention.

Gemäß Fig. 1a und 1b weist das Einspritzventil 1 einen Düsenhalter 2 und einen Düsenkörper 3 auf, die durch eine Überwurfmutter 4 zusammengehalten werden. Der Düsenhal ter 2 ruht mit einem an seinem oberen Ende vorgesehenen Flansch 5 (Fig. 1b) auf dem nicht näher dargestellten Zylinderkopf, der den Brennraum 7 eines Zylinders der Hubkolbenbrennkraftmaschine nach oben abschließt. Der Düsenhalter 2 durchdringt den Zylinderkopf und ragt mit dem unteren Ende des Düsenkörpers 3 in den Brennraum 7. In dem unteren Ende des Düsenkörpers 3 sind übereinander zwei Reihen von Spritzbohrungen 8 und 9 vorgesehen. Die Mittel achsen der Spritzbohrungen jeweils einer Reihe liegen auf einem Kegelmantel, wobei die Kegelwinkel der beiden Kegel etwas voneinander abweichen. 1 according to Fig. 1a and 1b, the injection valve has a nozzle holder 2, and a nozzle body 3, which are held together by a union nut 4. The Düsenhal ter 2 rests with a provided at its upper end flange 5 ( Fig. 1b) on the cylinder head, not shown, which closes the combustion chamber 7 of a cylinder of the reciprocating internal combustion engine upwards. The nozzle holder 2 penetrates the cylinder head and projects into the combustion chamber 7 with the lower end of the nozzle body 3 . In the lower end of the nozzle body 3 , two rows of spray bores 8 and 9 are provided one above the other. The center axes of the spray bores in each row lie on a conical surface, the cone angles of the two cones differing somewhat.

Die beiden Reihen von Spritzbohrungen 8 und 9 sind brenn stoffseitig voneinander getrennt, indem zwischen den beiden Reihen im Düsenkörper 3 eine kegelige Dichtfläche 10 vorgesehen ist, auf der eine zylindrische Hülse 11 ruht, die an ihrem unteren Ende eine der Dichtfläche 10 entspre chende Kegelfläche aufweist und die von einer Druckfeder 12 (Fig. 1b) gegen die Dichtfläche 10 gepreßt wird. Die Druckkraft der Feder 12 wird über einen Federteller 13 und eine weitere Hülse 14 auf die Hülse 11 übertragen. Die Kraft der Feder 12 ist so bemessen, daß während des Betriebes des Einspritzventils kein Abheben der Hülse 11 von der Dichtfläche 10 eintritt.The two rows of spray bores 8 and 9 are separated from each other on the fuel side by providing a conical sealing surface 10 between the two rows in the nozzle body 3 , on which a cylindrical sleeve 11 rests, which has a conical surface corresponding to the sealing surface 10 at its lower end and which is pressed against the sealing surface 10 by a compression spring 12 ( FIG. 1b). The pressure force of the spring 12 is transmitted to the sleeve 11 via a spring plate 13 and a further sleeve 14 . The force of the spring 12 is dimensioned such that the sleeve 11 does not come off the sealing surface 10 during the operation of the injection valve.

Außer der mit der Dichtfläche 10 zusammenwirkenden äu ßeren Kegelfläche weist die Hülse 11 an ihrer Innenfläche eine kegelige Ventilsitzfläche 15 auf, die mit der entspre chend ausgebildeten Ventilsitzfläche einer als Innenna del 16 ausgebildeten Ventilnadel zusammenwirkt, die in der Hülse 11 verschiebbar angeordnet ist. Der untere Ab schnitt 17 der Innennadel 16 ist im Durchmesser abgesetzt, so daß zwischen der Hülse 11 und dem Abschnitt 17 ein Ringraum 18 gebildet wird. Der unteren Reihe von Spritzboh rungen 9 ist also bezüglich der Brennstoffzufuhr die Innennadel 16 zugeordnet. Die Innennadel 16 wird von einer Druckfeder 20 (Fig. 1b) gegen die Ventilsitzfläche 15 in der Hülse 11 gepreßt, und die Feder ist über einen Feder teller 21 am oberen Ende der Innennadel 16 abgestützt.In addition to the cooperating with the sealing surface 10 outer conical surface, the sleeve 11 has on its inner surface a conical valve seat surface 15 , which cooperates with the accordingly designed valve seat surface of a valve needle designed as Innenna del 16 , which is arranged in the sleeve 11 so as to be displaceable. From the lower section 17 of the inner needle 16 is reduced in diameter, so that an annular space 18 is formed between the sleeve 11 and the section 17 . The bottom row of Spritzboh stanchions 9 is assigned to the inner needle 16 with respect to the fuel supply. The inner needle 16 is pressed by a compression spring 20 ( Fig. 1b) against the valve seat 15 in the sleeve 11 , and the spring is supported by a spring plate 21 at the upper end of the inner needle 16 .

Die Brennstoffzufuhr zur oberen Reihe von Spritzbohrungen 8 wird von einer zweiten, als Hohlnadel 22 ausgebildeten Ventilnadel beeinflußt, die auf der die beiden Spritzboh rungsreihen trennenden Hülse 11 verschiebbar angeordnet ist. Der oberen Reihe von Spritzbohrungen 8 ist im Düsen körper 3 eine kegelige Ventilsitzfläche 25 zugeordnet, die mit einer entsprechend ausgebildeten Sitzfläche am unteren Ende der Hohlnadel 22 zusammenwirkt. Die Hohlnadel 22 wird von einer Druckfeder 26 gegen die Sitzfläche 25 gepreßt. Die Feder 26 stützt sich über einen Federteller 27 und eine Hülse 28 auf dem oberen Ende der Hohlnadel 22 ab. Das obere Ende der Feder 26 liegt an einem Federteller 29 (Fig. 1b) an, der über eine Distanzhülse 30 und eine hohle Schrau be 31, die in den Flansch 5 eingeschraubt ist, im Düsenhal ter 2 fixiert ist. Die hohle Schraube 31 umgibt die oberen Enden der konzentrisch ineinander angeordneten Druckfe dern 12 und 20, die an einer in die Schraube 31 einge schraubten weiteren hohlen Schraube 32 anliegen. Eine in die Schraube 32 eingeschraubte Schraube 33 bildet mit ihrem unteren Ende eine Zentrierung für die innere Druckfeder 20, wogegen für die Zentrierung der Druckfeder 12 die hohle Schraube 32 einen stufenförmig abgesetzten Abschnitt 32′ aufweist.The fuel supply to the upper row of spray bores 8 is influenced by a second, designed as a hollow needle 22 valve needle, which is arranged around the two rows 11 Spritzboh separating sleeve 11 slidably. The upper row of spray bores 8 is assigned a conical valve seat surface 25 in the nozzle body 3 , which cooperates with a correspondingly designed seat surface at the lower end of the hollow needle 22 . The hollow needle 22 is pressed against the seat surface 25 by a compression spring 26 . The spring 26 is supported by a spring plate 27 and a sleeve 28 on the upper end of the hollow needle 22 . The upper end of the spring 26 rests on a spring plate 29 ( FIG. 1b), which is fixed via a spacer sleeve 30 and a hollow screw 31 , which is screwed into the flange 5 , in the nozzle holder 2 . The hollow screw 31 surrounds the upper ends of the concentrically arranged Druckfe countries 12 and 20 , which rest against a screwed into the screw 31 further hollow screw 32 . A screwed into the screw 32 screw 33 forms with its lower end a centering for the inner compression spring 20 , whereas for the centering of the compression spring 12, the hollow screw 32 has a stepped section 32 ' .

Für die Brennstoffzufuhr zu den beiden Reihen von Spritz bohrungen 8 und 9 ist je ein Brennstoffzufuhrkanal 35 bzw. 45 vorgesehen. Der Kanal 35 beginnt radial im Flansch 5 und erstreckt sich dann in Längsrichtung durch Düsenhalter 2 und den Düsenkörper 3. Das untere Ende des Kanals 35 mündet in einen Ringraum 36, der sich stromoberhalb der Ventil sitzfläche 25 befindet und zwischen der Hohlnadel 22 und dem Düsenkörper 3 ausgebildet ist. Der Kanal 45 beginnt ebenfalls radial im Flansch 5 und erstreckt sich gleich falls in Längsrichtung durch den Düsenhalter 2 und den Düsenkörper 3. Das untere Ende des Kanals 45 mündet in einen Ringraum 37, der im Düsenkörper 3 ausgebildet ist. Vom Ringraum 37 aus erstrecken sich mehrere radiale Lö cher 38 durch die Hohlnadel 22 bis zu einem Ringraum 39, der in der Innenfläche der Hohlnadel 22 ausgespart ist und die Hülse 11 umgibt. Im Bereich des Ringraums 39 weist die Hülse 11 mehrere radiale Löcher 40 auf, die die Verbindung mit dem Ringraum 18 herstellen. Unterhalb des Ringraumes 39 kann ein weiterer Ringraum in der Hohlnadel 22 vorgesehen sein, an dem ein nach oben aus dem Einspritzventil heraus führender Absaugkanal angeschlossen ist, um zu verhindern, daß Brennstoff aus dem Ringraum 39 entlang den aufeinander gleitenden Flächen der Hohlnadel 22 und der Hülse 11 zur Reihe der Spritzbohrungen 8 gelangt.For the fuel supply to the two rows of spray holes 8 and 9 , a fuel supply channel 35 and 45 is provided. The channel 35 begins radially in the flange 5 and then extends in the longitudinal direction through the nozzle holder 2 and the nozzle body 3 . The lower end of the channel 35 opens into an annular space 36 , which is located upstream of the valve seat 25 and is formed between the hollow needle 22 and the nozzle body 3 . The channel 45 also begins radially in the flange 5 and extends if in the longitudinal direction through the nozzle holder 2 and the nozzle body 3rd The lower end of the channel 45 opens into an annular space 37 which is formed in the nozzle body 3 . From the annular space 37 , a plurality of radial holes 38 extend through the hollow needle 22 to an annular space 39 which is recessed in the inner surface of the hollow needle 22 and surrounds the sleeve 11 . In the area of the annular space 39 , the sleeve 11 has a plurality of radial holes 40 which establish the connection with the annular space 18 . Below the annular space 39 , a further annular space can be provided in the hollow needle 22 , to which a suction channel leading upward out of the injection valve is connected, in order to prevent fuel from the annular space 39 along the sliding surfaces of the hollow needle 22 and the sleeve 11 arrives at the row of spray bores 8 .

Die beiden Kanäle 35 und 45 sind an eine gemeinsame, nicht dargestellte Brennstoffpumpe angeschlossen, wobei zwischen dieser Pumpe und den beiden Kanälen ein ebenfalls nicht dargestellter Steuerschieber vorgesehen ist, der lastabhän gig einen der beiden Kanäle 35 und 45 mit der Druckseite der Brennstoffpumpe verbindet. The two channels 35 and 45 are connected to a common fuel pump, not shown, between which pump and the two channels a control slide, also not shown, is provided, the load-dependent gig one of the two channels 35 and 45 connects to the pressure side of the fuel pump.

Bei Vollast der Maschine ist beispielsweise die untere Reihe von z. B. elf Spritzbohrungen 9 in Betrieb. Der unter hohem Druck befindliche Brennstoff strömt in diesem Fall durch den Kanal 45 und gelangt über den Ringraum 37, die Löcher 38, den Ringraum 39 und die Löcher 40 in den Ring raum 18. Der Druck des Brennstoffs hebt die Ventilnadel 16 von der Ventilsitzfläche 15 ab, so daß dann der Brennstoff über die Spritzbohrungen 9 in den Brennraum 7 austritt.At full load of the machine, for example, the lower row of e.g. B. eleven spray holes 9 in operation. The fuel under high pressure flows in this case through the channel 45 and passes through the annular space 37 , the holes 38 , the annular space 39 and the holes 40 in the annular space 18th The pressure of the fuel lifts the valve needle 16 from the valve seat surface 15 , so that the fuel then exits into the combustion chamber 7 via the spray bores 9 .

Bei Teillast wird die Brennstoffzufuhr zum Kanal 45 ge sperrt und dafür die Brennstoffzufuhr zum Kanal 35 freige geben. Der unter hohem Druck befindliche Brennstoff gelangt also in den Ringraum 36, wo er die Hohlnadel 22 von der Ventilsitzfläche 25 abhebt, so daß der Durchfluß zu den z. B. sechzehn Spritzbohrungen 8 frei wird und der Brenn stoff nunmehr über diese Bohrungen in den Brennraum 7 gelangt.At partial load, the fuel supply to channel 45 is blocked and the fuel supply to channel 35 is released. The fuel under high pressure thus enters the annular space 36 , where it lifts the hollow needle 22 from the valve seat surface 25 , so that the flow to the z. B. sixteen spray holes 8 is free and the fuel now passes through these holes in the combustion chamber 7 .

Claims

1. Fuel injection valve for reciprocating internal combustion engines NEN, with a valve body, in which, serving as valve needles, a hollow needle interacting with a valve seat is guided and within this a cooperating with a further valve seat inner needle is arranged and arranged at its combustion chamber end two rows one above the other of over has the circumference of distributed spray bores through which fuel, while lifting the valve needles against the fuel flow direction from their valve seats, enters the combustion chamber, characterized in that between the hollow needle ( 22 ) and the inner needle ( 16 ) one of the two rows of spray bores ( 8 , 9 ) there is always a separating wall ( 11 ) so that the amount of fuel supplied to the two valve needles separately via fuel feed channels ( 35, 45 ) depending on the load of the internal combustion engine either only via the injection holes controlled by the hollow needle ( 22 ) ( 8 ) or just is injected via the spray bores ( 9 ) controlled by the inner needle ( 16 ).

2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the wall ( 11 ) consists of a sleeve which has at its combustion chamber end a sealing surface with which it on a correspondingly trained, between the two rows of spray holes ( 8, 9 ) located sealing surface ( 10 ) in the valve body by ( 1 ) is pressed.

3. Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the fuel access to Innenna del ( 17 ) via with the fuel supply channel ( 45 ) for this, in the hollow needle ( 22 ) and the sleeve ( 11 ) formed passages ( 38, 39 , 40 ) takes place.