DE298444C

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Publication number: DE298444C
Application number: DENDAT298444D
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzvorrichtung für Verbrennungskraftmaschine!], bei welcher der flüssige Brennstoff ohne Einblaseluft lediglich nach Maßgabe der Förderung der Brennstoffpumpe unter Überwindung der das Einspritzventil belastenden Federspannung durch einen ringförmigen Ventilspalt eingespritzt wird. Das die Neuheit kennzeichnende Merkmal der Einspritzvorrichtung gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der Austritt des Brennstoffes aus dem .Ventilringspalt - durch einen erst beim öffnen des Ventils entstehenden, sich konisch verengenden Ringraum unmittelbar in den Verbrennungsraum der Maschine erfolgt, wie dies Fig.. 1 der beiliegenden Zeichnung zeigt. Dadurch werden gegenüber den bisher bekannten Einspritzvorrichtungen, bei denen der Brennstoff ebenfalls ohne Einblaseluft oder durch einen sich . erweiternden Ventilringspalt eines federbelastenden Einspritzventils (vgl. Fig. 2) durch die Brennstoffpumpe eingespritzt wird, folgende Vorteile erzielt:The present invention relates to an injection device for internal combustion engines!], in which the liquid fuel without air injection only according to the delivery of the fuel pump overcoming the loading of the injection valve spring tension by an annular Valve gap is injected. The characteristic of the novelty of the injector according to the invention consists essentially in that the exit of the fuel from the .Ventilringpalt - by a conically narrowing annular space that only arises when the valve is opened takes place directly in the combustion chamber of the machine, as shown in Fig. 1 of the enclosed Drawing shows. As a result, compared to the previously known injection devices, in which the fuel is also supplied without air injection or by a self. widening valve ring gap of a spring-loaded Injection valve (see. Fig. 2) is injected by the fuel pump, the following Benefits achieved:

«5 ■ Der austretende Brennstoff wird in Form eines Vollkegels zerstäubt und dadurch eine bessere und innigere Mischung des meistens gegen den Kolbenboden eingespritzten Brennstoffes mit der gesamten Verbrennungsluft erreicht, als dies bei einem Einspritzventil mit sich konisch erweiterndem Ringspalt möglich ist, bei welchem der Brennstoff bei Anwendung hohen Federdruckes und des dadurch bedingten, äußerst geringen Ventilhubes (nur etwa ¹^₀ mm) in Form eines sehr feinen und stark divergierenden Kegclmantelschleiers austritt und. ebenso vom Kolbenboden wieder abprallt, so daß erhebliche Teile des Verbrennungsraumes bzw. der Verbrennungsluft mit Brennstoff unvermischt bleiben. Ferner wird bei dem Einspritzventil gemäß vorliegender Erfindung die Geschwindigkeit der austretenden Brennstoffteilchen infolge des sich verengenden Ringspaltes bis zu einem Maximum in der Kegelspitze gesteigert und damit die-A¹On der Geschwindigkeit abhängige Zerstäubungswirkung verbessert, während sie bei dem bekannten Kegelmantelschleier infolge der durch Vergrößerung des Ringspaltes abnehmenden Austrittsgeschwindigkeit des Brennstoffes ungünstiger wird. Auch wird infolge des ganz minimalen, kaum wahrnehmbaren Hubes des Einspritzventils bei sich verengendem Ventilringspalt gemäß der Erfindung der austretende Brennstoff ganz dicht an der Kegelfläche des Ventils bis zur Spitze hingeführt, und es findet dort, also bei höchster Geschwindigkeit, eine intensive Prallwirkung der aufeinandertreffenden Brennstoffteilchen statt, wodurch die Zerstäubungswirkung ebenfalls wesentlich erhöht wird. Eine solche Prallwirkung aufeinandertreffender Brennstoffteilchen tritt bei sich erweiterndem Ventilringspalt überhaupt nicht ein.
: Endlich ermöglicht der · sich verengende Ventilringspalt gemäß der Erfindung bei der erforderlichen, möglichst hohen Federbe^ lastung und unter der Voraussetzung gleich«5 ■ The emerging fuel is atomized in the form of a full cone and thus a better and more intimate mixture of the fuel, which is usually injected against the piston crown, with the entire combustion air is achieved than is possible with an injection valve with a conically widening annular gap in which the fuel is at Application of high spring pressure and the resulting extremely low valve lift (only about ¹ ^ ₀ mm) emerges in the form of a very fine and strongly diverging conical jacket veil and. also ricochets off the piston crown, so that considerable parts of the combustion chamber or the combustion air remain unmixed with fuel. Further, in the injector according to the present invention, the speed of the exiting fuel particles is increased and as a result of the narrowing annular gap up to a maximum in the cone tip thereby improving-A ¹ on the speed-dependent sputtering action, while in the known cone veil as a result of the through magnifying Annular gap decreasing exit speed of the fuel is unfavorable. Also, due to the very minimal, barely perceptible stroke of the injection valve when the valve ring gap narrows according to the invention, the escaping fuel is guided very close to the conical surface of the valve up to the tip, and there, i.e. at the highest speed, there is an intense impact of the colliding fuel particles instead, whereby the atomizing effect is also significantly increased. Such an impact effect of colliding fuel particles does not occur at all when the valve ring gap widens.
: Finally, the narrowing valve ring gap according to the invention enables the spring load to be as high as possible and under the assumption that it remains the same

großer Austrittsquerschnitte wie bei sich er- -· weiterndem Ventilringspalt die Anwendung größerer Ventilhübe als in letzterem Falle, da der Durchmesser d des Ringspaltes an die ι Austrittsstelle bei gleicher Stärke der Ventilspindel im ersteren Falle bedeutend kleiner ist, wie dies die Fig. ι und 2 ohne weiteres erkennen lassen. Dies ist insofern.wichtig, als für den äußerst minimalen Hub, wie er durch die hohe Federspannung bedingt ist, wegen' der im Brennstoff vorhandenen feinen Unreinigkeiten auch eine gewisse praktische Grenze gegeben ist. Es ist ersichtlich, daß ζ. B. ein Ventil mit nur ¹Z₁₀₀ mm Ventilh-ubunendlich empfindlicher in bezug auf die Reinheit des Brennstoffes sein muß als ein solches mit ¹Z₂₀ mm Ventilhub, da schon Körper, die nur wenig größer als ¹Z₁₀OnIm sind, im ersteren Falle nicht durch den freigegebenen Ringspalt hindurchgehen, sondern sich in der Ventilsitzfläche festklemmen und dadurch eine Undichtigkeit des Ventils hervorrufen. Diese Gefahr ist natürlich bei einem \^rentil mit sich verengendem Ringspalt infolge des an sich zwar ebenfalls noch sehr minimalen, aber gegenüber dem \'^rentil mit sich erweiterndem Ringspalt relativ größeren Hubes wesentlich geringer als bei jenem.large outlet cross-sections as in the case of a widening valve ring gap, the use of larger valve lifts than in the latter case, since the diameter d of the ring gap at the outlet point is significantly smaller in the former case with the same thickness of the valve spindle, as shown in FIGS. 1 and 2 can be easily recognized. This is important insofar as there is a certain practical limit to the extremely minimal stroke, which is caused by the high spring tension, because of the fine impurities in the fuel. It can be seen that ζ. B. a valve with only ¹ Z ₁₀₀ mm valve stroke must be infinitely more sensitive with regard to the purity of the fuel than one with ¹ Z ₂₀ mm valve stroke, since bodies that are only slightly larger than ¹ Z ₁₀ OnIm are in the former Do not pass the trap through the released annular gap, but get stuck in the valve seat surface and thereby cause the valve to leak. This risk is of course likewise not very minimal at a \ ^r alve with it due to the narrowing annular gap itself but over the \ ^'r alve relatively larger with it widening annular gap stroke substantially lower than in the former.

Die vorstehend angegebenen Unterschiede in der Wirkungsweise der Ventile gelten nur für unter hoher Federbelastung stehende und ohne Einblaseluft arbeitende Einspritzventile, die lediglich durch das Fördern der Brennstoffpumpe unter Überwindung der Feder-Spannung, d. h. ohne besondere Steuerung, ganz minimal geöffnet werden, während bei den mit Einblaseluft arbeitenden und gesteuerten Einspritzventilen der Zerstäubungsvorgang infolge des durch die Nockensteue- rung bedeutend größeren Ventilhubes (etwa 2 bis 7 mm, je nach der Größe der Maschine, also mindestens 40mal größerer Ventilhub als beim Erfindungsgegenstand) und der im Augenblick des Austritts der hochgespannten Einblaseluft stattfindenden plötzlichen Expansion derselben, wodurch der Brennstoff unmittelbar an der Austrittsstelle sofort nach allen Seiten auseinandergerissen wird, ein g'anz anderer ist und mit dem Zerstäubungs-Vorgang ohne Einblaseluft und ohne Steuerung nicht verglichen werden kann. Zweck der Erfindung ist aber nur, mit dem ohne Einblaseluft arbeitenden Einspritzventil gegenüber den bisher bekannten Ventilen dieser Art eine vollkommenere Zerstäubung" und'Verbrennung des Brennstoffes zu erzielen, was nach den bisher mit der Erfindung und den bekannten Einspritzventilen ohne Einblaseluft vorgenommenen Vergleichsversuchen auch tatsächlich erreicht wurde, indem bei ersteren infolge der besseren Zerstäubung und Verteilung des Brennstoffes im Verbrennungsraum-der Maschine unter sonst gleichen Betriebsverhältnissen eine wesentlich geringere Rauchbildung im Auspuff sowie eine höhere Maximalleistung gegenüber den bekannten, ohne Einblaseluft arbeitenden Maschinen festgestellt wurde.The above-mentioned differences in the mode of operation of the valves only apply for injectors under high spring load and working without air injection, which are only produced by pumping the fuel pump while overcoming the spring tension, d. H. can be opened very minimally without special control, while those that work and are controlled with air injection Injection valves the atomization process as a result of the significantly larger valve lift caused by the cam control (approx 2 to 7 mm, depending on the size of the machine, i.e. at least 40 times the valve lift than with the subject matter of the invention) and at the moment of the exit of the highly stressed Injection air takes place sudden expansion of the same, causing the fuel is torn apart in all directions immediately at the exit point is completely different and with the atomization process without blowing air and without control cannot be compared. The purpose of the invention, however, is only with the injection valve operating without air injection the previously known valves of this type a more complete atomization "and combustion To achieve the fuel, what after the previously with the invention and the known injection valves without air injection made comparative tests was actually achieved by the former as a result of the better atomization and distribution of the fuel in the combustion chamber Machine under otherwise identical operating conditions, a significantly lower smoke formation in the exhaust as well as a higher one Maximum performance compared to the known machines working without air injection became.

Auf der Zeichnung ist in Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Einspritzvorrichtung gemäß der Erfindung in senkrechtem Schnitt dargestellt. Die Spindel i trägt an ihrem unteren Ende einen in den Verbrennungsraum m hineinragenden spitz zulaufenden "Ventilkegel h, der durch eine starke Feder k auf seinen Sitz in g gepreßt wird. Der Brennstoff wird durch die Leitung / zugeführt und ohne Einblaseluft lediglich durch die Wirkung der Brennstoffpumpe in den Verbrennungsraum m eingespritzt, wobei das Ventil unter Überwindung der kräftigen Federsparinung k bei jedem Pumpenhub höchstens */.,„ mm angehoben wird, so daß der Brennstoff durch einen äußerst feinen, sich konisch verengenden Ringspalt unmittelbar in den Verbrennung's- **5 raum, m der Maschine eingespritzt und in der beschriebenen Weise zerstäubt wird. Der in Fig. τ dargestellte Hub des Einspritzventils ist in vergrößertem Maßstabe gezeichnet und in Wirklichkeit erheblich kleiner anzunehmen.On the drawing, in Fig. 3, an embodiment of the injection device according to the invention is shown in vertical section. The spindle i carries at its lower end a tapering valve cone h which projects into the combustion chamber m and which is pressed onto its seat in g by a strong spring k The fuel pump is injected into the combustion chamber m , the valve being lifted by overcoming the strong spring saving k with each pump stroke at most * /., "Mm, so that the fuel flows through an extremely fine, conically narrowing annular gap directly into the combustion's ** 5 space, m of the machine is injected and atomized in the manner described The stroke of the injection valve shown in FIG.

Claims

Patent claim:

Injection device for \ ^{/ 7} combustion engines without air injection, in which the liquid fuel according to the respective pump delivery through an annular valve gap of a spring

. loaded valve, is injected, thereby characterized in that the exit of the fuel from the valve ring gap under high pressure by a first at Opening of the valve, the conically narrowing annulus immediately

. bar into the combustion chamber.

1 sheet of drawings.