DE3300670A1

DE3300670A1 - Fuel injection nozzle

Info

Publication number: DE3300670A1
Application number: DE19833300670
Authority: DE
Inventors: Godfrey Hatch End Middlesex Greeves
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1982-01-23
Filing date: 1983-01-11
Publication date: 1983-08-04
Also published as: ES519188A0; BR8300244A; ES8401191A1; JPS58128463A; IT1160459B; IT8319222A0; FR2520445A1

Description

description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem O barbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the term O bar of claim 1.

Bei einer bisherigen Form einer derartigen Kraftstoffeinspritzdüse bilden das Ventil und die Wand der Öffnung ein ringförmiges Spiel, durch das der Kraftstoff strömt, wenn der Kopf vom Sitz abgehoben ist, wobei der resultierende Kraftstofffstrahl im allgemeinen kegelförmig ist. Einige Brennkraftmaschinen arbeiten mehr oder weniger zufriedenstellend, wenn der Kraftstoff strahl die Form von einem oder mehreren Strahlen hat, die einen konzentrierten und durchdringenderen Strahl erzeugen. Diese Form des KraftstoffStrahls kann unter Verwendung einer sogenannten nach innen mündenden Einspritzdüse erzielt werden. Eine derartige Einspritzdüse ist auch in der Herstellung teurer und hat einen größeren Platzbedarf, so daß die Probleme der Unterbringung der Einspritzdüse an einer Brennkraftmaschine größer sind.In a previous form of such a fuel injector the valve and the wall of the opening form an annular clearance through which the fuel flows when the head is removed Seat is lifted, with the resulting fuel jet being generally conical. Some internal combustion engines work more or less satisfactorily when the fuel jet has the shape of one or more jets that produce a focused and more penetrating beam. This shape of the fuel spray can be achieved using a so-called inwardly opening injection nozzle can be achieved. Such an injection nozzle is also more expensive to manufacture and has a larger space requirement, so that the problems of accommodating the injector on an internal combustion engine are bigger.

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Kraftstoffeinspritzdüse der angegebenen Bauart in einer Ausführungsform, bei der ein oder mehrere Kraftstoffstrahlen von konzentrierter Form erzielt werden können.It is an object of the invention to provide a fuel injector of the specified type in an embodiment in which one or more fuel jets of concentrated Shape can be achieved.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention by the subject matter of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben* Es zeigen:In the following, exemplary embodiments of the invention are described with reference to the drawing.

Fig. 1 einen Längsschnitt einer bekannten Ausführungsform einer nach außen mündenden Kraftstoffeinspritzdüse;1 shows a longitudinal section of a known embodiment of an outwardly opening fuel injection nozzle;

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt eines Teils der Kraftstoffeinspritzdüse von Fig. 1, jedoch abgeändert nach der Erfindung;Fig. 2 is an enlarged longitudinal section of part of the fuel injector of Fig. 1, but modified according to the invention;

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt einer weiteren Abänderung der Kraftstoffeinspritzdüse von Fig. 1;Fig. 3 is a partial longitudinal section of a further modification of the fuel injection nozzle of Fig. 1;

Fig. 4 einen der Fig. 2 ähnlichen Schnitt einer weiteren Abänderung;FIG. 4 shows a section, similar to FIG. 2, of a further modification; FIG.

Fig. 5 einen Längsschnitt eines Teils einer weiter abgeänderten Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritzdüse eingebaut in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine.5 shows a longitudinal section of part of a further modified embodiment of a fuel injection nozzle built into a combustion chamber of an internal combustion engine.

Gemäß Fig. 1 enthält eine Kraftstoffeinspritzdüse einen Körper 10 mit einer Bohrung 11. Die Bohrung 11 am Ende des Körpers, die im Betrieb in die Brennkammer einer zugehörigen Brennkraftmaschine mündet, ist erweitert zur Bildung einer öffnung 12 mit einer geradzylindrischen Wand. Die Verbindungsstelle zwischen dem Hauptteil der Bohrung und der öffnung 12 ist kegelstumpfförmig und bildet einen Sitz 13.Referring to Fig. 1, a fuel injector includes a Body 10 with a hole 11. The hole 11 at the end of the body, which opens into the combustion chamber of an associated internal combustion engine during operation, is expanded to form an opening 12 with a straight cylindrical wall. The junction between the main part of the bore and the opening 12 is frustoconical and forms a seat 13.

Innerhalb der Bohrung ist ein Ventilglied verschiebbar, das einen Schaft 14 und einen Kopf 15 aufweist.A valve member, which has a shaft 14 and a head 15, is displaceable within the bore.

Der Hauptteil· des Schafts 14 bildet mit der Bohrung 11 ein Spiel, ist aber mit einem gerieften Führungsteil 15A und einem Teil 16 versehen, der in der Bohrung 11 verschiebbar ist und sich über das Ende des Körpers hinaus erstreckt. Der Teil 16 trägt eine Federanlage 17, zwischen welcher und einem Flansch des Körpers eine Schraubendruckfeder 18 angeordnet ist. Darüberhinaus wird die Federanlage gegen axiale Bewegung gegenüber dem Schaft durch ein Halteglied gehalten. Der Körper bildet öffnungen 20, durch die Kraftstoff in das ringförmige Spiel zwischen dem Schaft des Ventilglieds und der Bohrung 11 fließen kann. In der Praxis stehen die öffnungen mit einem Kraftstoffeinlaß in Verbin-The main part of the shaft 14 forms with the bore 11 a game, but is provided with a grooved guide part 15A and a part 16 which is slidable in the bore 11 and extends beyond the end of the body. The part 16 carries a spring system 17, between which and a coil compression spring 18 is arranged on a flange of the body. In addition, the spring system is against axial movement relative to the shaft held by a holding member. The body forms openings 20 through which fuel can flow into the annular play between the shaft of the valve member and the bore 11. In practice are the openings connected to a fuel inlet

dung, der in einem Gehäuse ausgebildet ist, das in dichter Berührung mit dem Flansch am Körper steht.manure, which is formed in a housing that is in dense Contact with the flange on the body.

Der Kopf 15 des Ventilglieds hat einen geradzylindrischen Teil 21 und einen ersten kegelförmigen Teil 22, an dem sich ein weiterer kegelförmiger Teil 23 anschließt. Die Verbindungsstelle der kegelförmigen Teile 22 und 23 macht mit dem Sitz eine Linienberührung, wenn sich der Ventilkopf in der Schließstellung befindet. Im Beispiel von Fig. 1, das eine bekannte Ausführungsform der Kraftstoffeinspritzdüse darstellt, besteht zwischen der Wand der öffnung 12 und der Wand des geradzylindrischen Teils 21 ein ringförmiges Spiel. Wenn der Kopf durch die Wirkung des unter Druck stehenden Kraftstoffs vom Sitz abgehoben ist, fließt als Ergebnis Kraftstoff durch das ringförmige Spiel, wodurch ein im allgemeinen kegelförmiger Strahl erzeugt wird.The head 15 of the valve member has a straight cylindrical part 21 and a first conical part 22, to which a further conical part 23 is connected. The junction the conical parts 22 and 23 make line contact with the seat when the valve head is in the closed position is located. In the example of Fig. 1, which is a known embodiment of the fuel injector, there is an annular clearance between the wall of the opening 12 and the wall of the straight cylindrical part 21. When the head through the effect of the pressurized fuel from the seat As a result, fuel flows through the annular clearance, creating a generally conical jet is produced.

Gemäß Fig. 2 hat der Ventilkopf 15 einen geradzylindrischen Teil 24, dessen Durchmesser so groß ist, daß zwischen ihm und der Wand der öffnung 12 im wesentlichen kein Spiel besteht. Der Ventilkörper bildet im speziellen Beispiel zwei Strömungswege 25, die durch Bohrungen im Ventilkörper gebildet sind. Die Eingänge zu den Bohrungen münden an der geradzylindrischen Wand der öffnung 12 an einer Stellung derart, daß sie vom geradzylindrischen Teil 24 des Ventilkopfs bedeckt sind, wenn sich letzterer in der Schließstellung befindet. Wenn sich das Ventilglied in die Öffnungsstellung bewegt, werden die Eingänge zu den Bohrungen 25 allmählich abgedeckt, und kann Kraftstoff durch die Bohrungen fließen zur Bildung von konzentrierten Kraftstoffstrahlen 26. Diese Strahlen haben, verglichen mit der durch die Kraftstoffeinspritzdüse von Fig. 1 erzielten Strahlform, eine erhöhte Durchdringungsleistung. Die Eingänge zu den Bohrungen werden allmählich abgedeckt, wenn der Kraftstoffdruck zunimmt. Es ist aber schwierig, eine Feder herzustellen, die die geforderte Kraftzunahme über der kleinen Bewegung des Ventilkopfs liefert. Folglich kann es notwendig sein, statt einer einzigen Bohrung 25 wenigstens zwei axial beabstandete BohrungenAccording to FIG. 2, the valve head 15 has a straight cylindrical shape Part 24, the diameter of which is so large that there is essentially no play between it and the wall of the opening 12. In the specific example, the valve body forms two flow paths 25 which are formed by bores in the valve body. The entrances to the bores open on the straight cylindrical wall of the opening 12 at a position such that they are from straight cylindrical part 24 of the valve head are covered when the latter is in the closed position. If that Moved valve member into the open position, the entrances to the bores 25 are gradually covered, and fuel can flow through the bores to form concentrated fuel jets 26. These jets have compared with the jet shape achieved by the fuel injector of FIG. 1, an increased penetration performance. The entrances to the bores are gradually covered when the fuel pressure increases. However, it is difficult to manufacture a spring that provides the required increase in force over the small movement of the valve head supplies. Consequently, instead of a single bore 25, it may be necessary to have at least two axially spaced apart bores

27 gemäß Fig. 3 herzustellen. Der Abstand zwischen den Bohrungen kann so erhöht werden, daß eine merkliche Zunahme der Federkraft erzielt wird, wenn sich der Ventilkopf zum Abdecken der Bohrungen bewegt. Beim speziellen Beispiel hat jede Bohrung einen Durchmesser von 0,2 mm. Wenn beide Bohrungen abgedeckt sind, ist dies einer einzigen Bohrung mit einem Durchmesser von 0,28 mm gleichwertig.27 according to FIG. 3. The distance between the holes can be increased so that a noticeable increase in Spring force is achieved when the valve head moves to cover the bores. In the specific example, each has a hole a diameter of 0.2 mm. If both holes are covered, this is a single hole with one diameter of 0.28 mm equivalent.

Gemäß der Darstellung sind beide Achsen der benachbarten Bohrungen 27 parallel. Bei Bedarf können aber diese Achsen so konvergieren, daß ein einziger Strahl erzeugt wird. Da der Kraftstoffdruck bestrebt ist, mit zunehmender Drehzahl anzusteigen , kann darüberhinaus bei geringer Drehzahl nur die untere Bohrung 27 abgedeckt werden. Wenn die Drehzahl zunimmt, werden die obere Bohrung oder die oberen Bohrungen, sofern in der Gruppe mehrere vorgesehen sind, abgedeckt, wodurch sich eine veränderliche Querschnittscharakteristik als Funktion der Motordrehzahl und auch der Belastung ergibt, die durch die zur Brennkraftmaschine gelieferte Kraftstoffmenge wiedergegeben ist. Dies ist für die Verbrennung des Kraftstoffs in der Brennkammer der Brennkraftmaschine von Nutzen.As shown, both axes are the adjacent holes 27 parallel. If necessary, however, these axes can converge so that a single beam is generated. Since the Fuel pressure strives to increase with increasing speed , In addition, only the lower bore 27 can be covered at low speed. When the speed increases, the upper hole or the upper holes, if in the group several are provided, covered, whereby a variable cross-sectional characteristic as a function of the engine speed and also the load that results from the to the internal combustion engine the amount of fuel supplied is shown. This is for the combustion of the fuel in the combustion chamber Internal combustion engine of use.

Eine Alternative zu den Bohrungen ist in Fig. 4 dargestellt. In diesem Beispiel sind die Bohrungen durch axiale Einschnitte 28 ersetzt, die im Ende des Ventilkörpers gebildet sind. Die Einschnitte sind durch den geradzylindrischen Teil des Ventilkopfs verschlossen, wenn sich dieser in der Schließstellung befindet. In den Beispielen von Fig. 2 bis 4 hat der geradzylindrische Teil 24 des Ventilkopfs ein sehr kleines Spiel mit der Wand der Öffnung 12 derart, daß praktisch kein Kraftstoff durch die ringförmige Öffnung fließen kann. Kraftstoffeinspritzdüsen dieser Art eignen sich besonders zur Verwendung mit direkt einspritzenden Brennkraftmaschinen, die für gewöhnlich vier oder mehr Kraftstoffstrahlen aus einer zentral angeordneten Einspritzdüse verwenden und bei denen bekannt ist, daß eine veränderliche Querschnittscharakteristik für das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine von Nutzen ist.An alternative to the bores is shown in FIG. In this example the holes are through axial cuts 28 which are formed in the end of the valve body. The cuts are through the straight cylindrical part of the valve head locked when it is in the closed position. In the examples of FIGS. 2 to 4, the straight cylindrical Part 24 of the valve head has very little play with the wall of the opening 12 such that there is practically no fuel can flow through the annular opening. Fuel injectors of this type are particularly suitable for use with direct injection internal combustion engines that usually produce four or more fuel jets from a centrally located Use injection nozzle and where it is known that a variable cross-sectional characteristic for the operating behavior the internal combustion engine is useful.

Beim Beispiel von Fig. 5 ist das Spiel derart vergrößert, daß ein im allgemeinen ringförmige Strahl wie beim Beispiel von Fig. 1 erzielt wird, sobald der Ventilkopf von seinem Sitz abgehoben hat. Die Kraftstoffeinspritzdüse ist auch mit einem Einschnitt 28 versehen, der durch den geradzylindrischen Teil 24 des Ventilkopfs abgedeckt wird, nachdem sich der Ventilkopf um ein gegebenes Ausmaß bewegt hat. Neben dem ringförmigen Strahl 29 wird auch ein Strahl 30 mit erhöhter Durchdringungsleistung erzielt. Der Strahl 30 wird zweckmäßig in der entgegengesetzten Richtung auf den Luftwirbel innerhalb der Brennkammer gerichtet, was durch den Pfeil 31 angegeben ist. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft zur Verwendung mit Brennkraftmaschinen mit indirekter Einspritzung, wo der Kraftstoff zu einer kleinen Brennkammer geliefert wird, die vom Motorzylinder getrennt ist, oder zur Verwendung bei einigen Arten von Brennkraftmaschinen mit direkter Einspritzung, die entwickelt wurden und sehr starke Wirbel haben und eine von der Achse des Zylinders versetzte Einspritzdüse verwenden. Der Strahl 30 wird nur erzeugt, wenn der zur Kraftstoffeinspritzdüse gelieferte Kraftstoffstrahl einen gegebenen Wert übersteigt, nämlich im allgemeinen wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl läuft. Der Strahl 30 kann in den Luftstrom eindringen, der bei einer Zunahme der Motordrehzahl eine erhöhte Geschwindigkeit hat.In the example of Fig. 5, the game is increased so that a generally annular jet as in the example of Figure 1 is obtained once the valve head is lifted from its seat Has. The fuel injector also comes with a Incision 28 is provided which is covered by the straight cylindrical part 24 of the valve head after the valve head moved a given amount. In addition to the annular beam 29, a beam 30 with increased penetration power is also achieved. The beam 30 is expediently in the opposite one Direction directed towards the air vortex inside the combustion chamber, which is indicated by the arrow 31. These Arrangement is particularly advantageous for use with internal combustion engines with indirect injection, where the fuel to a small combustion chamber separate from the engine cylinder, or for use with some types of Direct injection internal combustion engines that developed and have very strong vortices and use an injector that is offset from the axis of the cylinder. The ray 30 is only generated when the fuel spray delivered to the fuel injector exceeds a given value, namely im generally when the internal combustion engine is running at high speed. The jet 30 can penetrate into the air flow that occurs at a Increase in engine speed has an increased speed.

Claims

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67-34,564Ρ

January 11, 1983

LUCAS INDUSTRIES public limited company Great King Street, Brimingham B19 2XF Great Britain

Fuel injector

Expectations

Fuel injector for delivering fuel to an internal combustion engine,

- with the fuel injector from the outside opening type and has a body, in the end of which an opening is formed, which during operation of a Combustion chamber facing the internal combustion engine, and

- wherein a valve head is arranged in the opening, the is resiliently biased into contact with a seat to prevent fuel flow through the opening and that pressurized by the action of being supplied to an inlet of the fuel injector Fuel can be lifted from the seat for the passage of fuel through the opening,

characterized,

- That the opening (12) has a straight cylindrical wall one or more inlets to one or more flow paths (25; 27) formed in the body (10); 28),

67-103190 T.

- That the flow path (25; 27; 28) opens towards the end of the body (10) and

- That the valve head (13) has a straight cylindrical part (24) which covers the inlets to an increasing extent when the valve head (15) is in operation moved away from the seat (13).

2. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized,

- That the flow path through a bore (25) in the body (10) is formed.

3. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized,

- That the flow path is axially spaced by at least two Bores (27) is formed in the body (10).

4. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized,

- That the flow path is formed by an axial incision (28) which extends from the end of the body (10) extends inward.

5. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that

- That the straight cylindrical parts (12, 24) a small Have play in order to essentially prevent fuel from flowing along.

6. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that

- That the straight cylindrical parts (12, 24) are annular Form play through which a generally annular fuel jet (29) is created when the valve head from Seat (13) is lifted.