DE3313395A1

DE3313395A1 - FUEL INJECTION DEVICE

Info

Publication number: DE3313395A1
Application number: DE19833313395
Authority: DE
Inventors: Donald B. 01106 Longmeadow Mass. Butterfield
Original assignee: Ambac Industries Inc
Current assignee: Ambac Industries Inc
Priority date: 1982-04-23
Filing date: 1983-04-13
Publication date: 1983-11-10
Also published as: GB8309532D0; GB2119016A; GB2119016B; FR2525691A1; IT8320751A0; IT1161165B

Description

KraftstoffeinspritzvorrichtungFuel injector

Die Erfindung bezieht sich auf Kraftstoffeinspritzvorrichtungen und betrifft insbesondere eine für Dieselmotoren geeignete Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit nach innen öffnendem Ventilverschlußstück·The invention relates to fuel injectors and more particularly relates to an inboard fuel injector suitable for diesel engines opening valve closing piece

Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, die auch als Einspritzdüsen bezeichnet werden,, gibt es in drei typischen Bauarten. Eine Bauart ist eine Tellerventileinspritzvorrichtung, in der sich das bewegliche Ventilverschlußstück nach außen von dem Ventilsitz weg und in Richtung in den Motor bewegt, um das Einspritzen von Kraftstoff in den Motor zu gestatten. Bei den beiden anderen Bauarten bewegt sich eine Düsennadel einwärts von dem Ventilsitz weg, um das Einspritzen von Kraftstoff zu bewirken. Bei einer der beiden letztgenannten Bauarten, die hier als Lochdüseneinspritzvorrichtung bezeichnet wird, erstreckt sich die Düsenkörperspitze der Einspritzvorrichtung nach außen über jedenFuel injectors, also called fuel injectors There are three typical types. One type is a poppet injector in which the movable valve plug follows moved outside of the valve seat and toward the engine to stop injecting fuel into the engine allow. In the other two types, a nozzle needle moves inward away from the valve seat to initiate injection of fuel to effect. In one of the last two types mentioned, here as a hole nozzle injection device the nozzle body tip of the injector extends outwardly above each

Teil der Düsennadel in deren Position auf dem Ventilsitz hinaus und ist im wesentlichen geschlossen, mit Ausnahme einer oder typisch mehrerer Spritzöffnungen. Wenn die Düsennadel von dem Ventilsitz abgehoben wird, wird Kraftstoff gestattet, über die Spritzöffnung oder die Spritzöffnungen in den Motor einzutreten. Die dritte Einspritzvorrichtungsbauart, die hier als Drossel- oder Zapfendüseneinspritzvorrichtung bezeichnet wird, hat am unteren Ende der Düsennadel einen Drosselstift oder Zapfen, der sich in oder durch eine einzelne Spritzöffnung in dem unteren Ende der Düse erstreckt.Part of the nozzle needle in its position on the valve seat addition and is essentially closed, with the exception one or typically several injection openings. When the nozzle needle is lifted from the valve seat, fuel is allowed, via the spray opening or the spray openings to enter the engine. The third type of injector, referred to herein as a throttle or spigot injector has, at the lower end of the nozzle needle, a throttle pin or peg that extends into or through a single Spray opening extends in the lower end of the nozzle.

Obgleich jede der oben erwähnten Einspritzvorrichtungsbauarten Vorteile und Nachteile bei besonderen Motoren hat, ist die Zapfendüseneinspritzvorrichtung für die Verwendung bei Dieselmotoren mit indirekter Einspritzung und relativ kleinem Hubraum besonders attraktiv, bei denen eine enge Steuerung der Einspritzmenge und des Eindringens des Sprühnebels in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Belastung wichtig ist. Beispielsweise ist die enge Steuerung der Kraftstoffmenge, die durch eine Tellerventileinspritzvorrichtung eingespritzt wird, wegen des relativ größeren Durchmessers von deren Spritzöffnung relativ schwieriger durchführbar. Weiter ist bei gegebener Größe der Einspritzvorrichtung die Zapfendüseneinspritzvorrichtung in der Lage, höhere Kraftstoffeinspritzdrücke als die Tellerventileinspritzvorrichtung zu liefern. Der Spritzöffnungsquerschnitt in einer Lochdüseneinspritzvorrichtung ist konstant und nicht in Abhängigkeit von der Belastung und der Drehzahl veränderbar. Die Zapfendüseneinspritzvorrichtung ist jedoch gut zur Verwendung bei Motoren mit indirekter Einspritzung geeignet, weil ihr Spritzöffnungsquerschnitt in Abhängigkeit von der Belastung und der Drehzahl veränderbar ist und weil ihr hohlkegelförmiges Sprühprofil die Luft/Kraftstoff-Ver-Although each of the above-mentioned injector types has advantages and disadvantages with particular engines the spigot injector is for use particularly attractive for diesel engines with indirect injection and a relatively small displacement, where a tight control of the injection quantity and the penetration of the spray depending on the speed and the load is important. For example, tight control of the amount of fuel delivered by a poppet injector is injected, because of the relatively larger diameter of the injection opening relatively more difficult to implement. Next is given the size The injector is capable of delivering higher fuel injection pressures than the spigot injector to deliver the poppet injector. The injection opening cross-section in a hole nozzle injection device is constant and cannot be changed as a function of load and speed. The spigot injector however, it is well suited for use in indirect injection engines because of its Injection opening cross-section depending on the load and the speed can be changed and because its hollow cone-shaped spray profile reduces the air / fuel ratio

mischung in der Vorkammer erleichtert.mixing in the antechamber facilitated.

Die Entwicklungen bei Dieselmotoren und deren Einspritzvorrichtungen haben die Verringerung von deren Größe zunehmend wichtiger gemacht, insbesondere bei der Verwendung in der Kraftfahrzeugtechnik. Es ist darüber hinaus erforderlich, die Kosten von Einspritzvorrichtungen bei solchen Motoren zu minimieren. Eine Verringerung der Größe einer Einspritzvorrichtung vergrößert die Flexibilität von deren Positionierung an und in dem Motor bei einem Minimum an Störung von anderen oder durch andere Teile an oder in dem Motor.The developments in diesel engines and their injection devices have made reducing their size increasingly important, especially in use in automotive engineering. It also requires the cost of injectors in such engines to minimize. Reducing the size of an injector increases the flexibility of its positioning on and in the engine with a minimum of interference from or by other parts on or in the engine.

Ein Beispiel einer bekannten Zapfendüseneinspritzvorrichtung ist in der US-PS 3 511 442 aus dem Jahre 1970 beschrieben. Die dort in Fig. 3 dargestellte und beschriebene Ausführungsform der Zapfendüseneinspritzvorrichtung hat einen Schaftteil 118, der im Durchmesser gegenüber dem Körperteil 116 des Ventilkörpers oder der Düse 112 etwas verkleinert ist. Diese bekannte Einspritzvorrichtung ist jedoch eine sogenannte "sumpflose" Einspritzdüse, bei der der übliche ringförmige Sumpf, d.h. die übliche Ringnut um die Düsennadel eliminiert oder wesentlich modifiziert ist. Eins solche Nut besteht bei Zapfendüsen aus einer ringförmigen Vergrößerung der axialen Bohrung in der Einspritzdüse in axialer Nähe der Ventilsitzfläche, was einen relativ großen Außendurchmesser dieses Teils des Düsenschaftes erforderlich macht. Je größer aber der Durchmesser des Düsenschaftes ist, um so größer ist die Notwendigkeit, den Bereich, mit dem er hohen Temperaturen ausgesetzt ist, zu minimieren, beispielsweise durch die Verwendung von Hitzeschutzschilden, die den der Verbrennungstemperatur ausgesetzten Bereich der Düsenstirnfläche verkleinern.An example of a known spigot injector is described in U.S. Patent No. 3,511,442, issued in 1970. The embodiment shown and described there in FIG. 3 The spigot injector has a shaft portion 118 that is opposite in diameter to the body portion 116 of the valve body or nozzle 112 is somewhat reduced in size is. However, this known injection device is a so-called "sumpless" injection nozzle, in which the usual one annular sump, i.e. the usual annular groove around the nozzle needle has been eliminated or significantly modified. One such In the case of pin nozzles, groove consists of an annular enlargement of the axial bore in the injection nozzle in the axial direction Proximity of the valve seat surface, which requires a relatively large outer diameter of this part of the nozzle shaft power. However, the larger the diameter of the nozzle shaft, the greater the need to with which it is exposed to high temperatures, for example through the use of heat protection shields, which reduce the area of the nozzle face exposed to the combustion temperature.

Das Vorsehen einer vollen ringförmigen Nut ergibt einen gleichmäßigen 360°-Durchfluß von Kraftstoff in dem Ventilsitzbereich. Durch Herstellen der Nut als radiale Vergrößerung in der Bohrung in der Düse kann der Winkel des Kanals für ankommenden Kraftstoff ausreichend groß gemacht werden, um strukturelle Schwächen zu minimieren. Verfeinerungen in der Technik des Herstellens der Ringnuten in Kraftstoffeinspritzdüsen durch spanabhebende Bearbeitung haben einen Hauptnachteil des Vorsehens derselben, der in der oben erwähnten US-PS 3 511 erwähnt ist, beseitigt.The provision of a full annular groove results in a uniform 360 ° flow of fuel in the Valve seat area. By making the groove as a radial enlargement in the bore in the nozzle, the The angle of the channel for incoming fuel should be made large enough to minimize structural weaknesses. Refinements in the art of forming the annular grooves in fuel injectors Machining has a major disadvantage of provision the same as mentioned in the aforementioned U.S. Patent 3,511 is eliminated.

Weiter ist bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit nach innen öffnendem Ventilverschlußstück ein gesondertes Anschlagteil häufig zwischen der Düse und einem Halter angeordnet, um die Einwärtsbewegung des Ventilsverschlußstückes zu begrenzen. Verschiedene Vorkehrungen sind getroffen worden, um Kraftstoff durch das Anschlagteil hindurch in das Ringnutgebiet zu leiten, wobei solche Vorkehrungen typisch eine gewisse Kontrolle der Ausrichtung des Anschlags während des Zusammenbauens der Einspritzvorrichtung erfordern.Furthermore, in the case of the fuel injection device with inwardly opening valve closure piece, there is a separate stop part often placed between the nozzle and a retainer to prevent inward movement of the valve plug to limit. Various provisions have been made to allow fuel to pass through the stop member into the annular groove area, such precautions typically requiring some control over the alignment of the Require stop while assembling the injector.

Die Erfindung schafft demgemäß eine miniaturisierte Zapfendüsenkraftstoff einspritz vorrichtung, die eine radial vergrößerte, vollständig ringförmige Nut axial entfernt von dem Ventilsitzgebiet aufweist.The invention accordingly provides miniaturized nozzle fuel Injection device that axially removes a radially enlarged, completely annular groove from the valve seat area.

Weiter schafft die Erfindung verbesserte Einrichtungen für das Zusammenbauen und zum Verlängern der Lebensdauer einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung. Dafür wird ein verbessertes Ventilverschlußstückanschlagteil für Einspritzvorrichtungen mit nach innen öffnendem Ventilverschlußstück vorgesehen. The invention further provides improved means for assembling and for extending the life of a vehicle Fuel injector. An improved valve plug stopper for injectors is used for this purpose provided with inwardly opening valve closure piece.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine verbesserte, miniaturisierte Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor geschaffen, die eine langgestreckte Düse mit einer Axialbohrung enthält, welche eine Ventilkammer bildet, die einen Ventilsitz und eine Spritzöffnung an ihrem vorderen Ende hat, und eine nach innen öffnende, druckbetätigte Düsennadel in der Bohrung zum Steuern des Kraftstoff durchflußes durch die Spritzöffnung. Die Düse hat einen langgestreckten Schaft an ihrem vorderen Ende mit relativ kleinem äußeren Durchmesser, beispielsweise von 7 mm, und kann einen Zwischenbereich mit einem äußeren Zwischendurchmesser aufweisen. Die Bohrung in der Düse ist auf ihrem vollem Umfang in einem von der Ventilsitzfläche entfernten Gebiet radial vergrößert, um eine vollständige ringförmige Nut zu schaffen. Die Ringnut befindet sich axial oberhalb des den kleinen Durchmesser aufweisenden Schaftteils der Düse, kann sich aber teilweise in das Gebiet des äußeren Zwischendurchmessers erstrecken, wenn ein solcher vorhanden ist. Der engtolerierte Teil der Düsenbohrung, der die Düsennadel führt, befindet sich axial einwärts oder oberhalb von der Ringnut. Die Einspritzvorrichtung kann außerdem einen Düsenhalter, ein Befestigungsteil, das die Düse und den Halter verbindet, und ein Ventilanschlagteil zwischen der Düse und dem Halter aufweisen.According to one embodiment of the invention, an improved, miniaturized fuel injection device for An internal combustion engine has been created that includes an elongated nozzle with an axial bore defining a valve chamber forms, which has a valve seat and an injection port has its front end, and an inwardly opening, pressure actuated Nozzle needle in the bore to control the fuel flow through the injection port. The nozzle has one elongated shaft at its front end with a relatively small outer diameter, for example 7 mm, and may have an intermediate region with an outer intermediate diameter. The hole in the nozzle is at its full Circumference in an area remote from the valve seat surface increased radially to a completely annular Create groove. The annular groove is located axially above the shaft part of the with the small diameter Nozzle, but can extend partially into the area of the outer intermediate diameter, if one is present is. The close-tolerance part of the nozzle bore that guides the nozzle needle is located axially inwards or above the ring groove. The injector may also include a nozzle holder, a fastener that holds the nozzle, and the holder connects, and have a valve stop member between the nozzle and the holder.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung enthält eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die ein nach innen öffnendes Ventilverschlußstück in der Bohrung einer Düse hat, weiter ein verbessertes Verschlußstückanschlagteil zum Begrenzen der Einwärtsbewegung des Verschlußstückes. Das Anschlagteil ist typisch zwischen der Düse und einem Halterkörper axial festgehalten. Das Anschlagteil hat eine gedrehte Rille in jeder seiner axial entgegengesetzten Flächen, wobei die Rillen durch eine oder mehrere, im wesentlichen axiale Bohrungen, die sich durch das Anschlagteil erstrecken, miteinander verbunden sind. DieIn a further embodiment of the invention, a fuel injection device contains a according to has an inwardly opening valve plug in the bore of a nozzle, further an improved plug stop part to limit the inward movement of the breechblock. The stop part is typically between the Nozzle and a holder body held axially. The stop member has a turned groove in each of its axially opposite surfaces, the grooves through one or more, substantially axial bores extending through extend the stop part, are connected to each other. the

Rillen sind radial positioniert und dimensioniert und haben eine derartige Winkelausdehnung in dem Anschlagteil, daß sie eine Ströinungs verbindung mit den Kraftstoffkanälen sowohl in der Düse als auch in dem Halterkörper ungeachtet dessen herstellen, welche Stirnfläche des Anschlagteils die Düse berührt. Die Symmetrie der beiden Rillen in dem Anschlagteil erleichtert das Zusammenbauen der Einspritzvorrichtung und gestattet das Wenden des Anschlagteils, wenn ein übermäßiger Verschleiß auf einer seiner Seiten infolge der an es anschlagenden Düsennadel auftritt.Grooves are positioned and dimensioned radially and have such an angular extent in the stop part that they have a flow connection with both the fuel ducts in the nozzle as well as in the holder body regardless of which end face of the stop part the Touches the nozzle. The symmetry of the two grooves in the stop part makes it easier to assemble the injection device and allows turning of the stop member when excessive wear on one of its sides as a result of the there is a striking nozzle needle.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise wegFig. 1 is a side view, partially removed

gebrochen und teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach der Erfindung,broken and partially in section, of an embodiment of a fuel injector according to the invention,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des TeilsFigure 2 is an enlarged view of the part

der Düsenanordnung am unteren Ende der Einspritzvorrichtung nach Fig. 1,the nozzle arrangement at the lower end of the injection device according to Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilschnittansicht eines Die3 is a partial sectional view of a die

selmotors, die einen Teil der Einspritzvorrichtung nach Fig. 1 zeigt, welche in den Motor eingebaut ist, undselmotors, which shows part of the injection device of Fig. 1, which is built into the engine is and

Fig. 4 eine Teillängsschnittansicht derFig. 4 is a partial longitudinal sectional view of the

Einspritzvorrichtung nach Fig. 1, die ein verbessertes Düsennadelan-Injection device according to Fig. 1, which has an improved nozzle needle assembly

schlagteil zeigt.hitting part shows.

Fig. 1 zeigt eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 10 für Verbrennungsmotoren und insbesondere für Dieselmotoren mit indirekter Kraftstoffeinspritzung. Die Einspritzvorrichtung 10 hat wenigstens eine Düsenanordnung, die aus einer Düse 12 und einem Nadelventil oder einer Düsennadel 18 besteht. Typisch hat die Einspritzvorrichtung 10 außerdem einen Düsenhalter 14, mit dem die Düse 12 unten mittels einer Befestigungsmutter 16 verbunden ist. Ein ringförmiges Düsennadelanschlagteil 24 ist axial zwischen dem Halter 14 und der Düse 12 angeordnet, um die Aufwärts- oder Einwärtsbewegung der Düsennadel 18 zu begrenzen.1 shows a fuel injection device 10 for internal combustion engines and particularly for indirect fuel injection diesel engines. The injector 10 has at least one nozzle arrangement, which consists of a nozzle 12 and a needle valve or a nozzle needle 18. The injection device 10 also typically has a nozzle holder 14 with which the nozzle 12 is attached at the bottom by means of a fastening nut 16 is connected. An annular nozzle needle stop member 24 is axially between the holder 14 and the Nozzle 12 arranged to limit the upward or inward movement of the nozzle needle 18.

Die Düsennadel 18 ist in einer Kammer angeordnet, die durch eine axiale Bohrung 20 in der Düse 12 gebildet ist und in der die Düsennadel hin- und herbewegbar ist, d.h. auf den in der Bohrung 20 nahe dem vorderen Ende der Düse 12 gebildeten Ventilsitz 22 bewegbar und, um das Ventil zu schließen, und von diesem wegbewegbar ist. Eine Druckfeder 26 ist in einer Federkammer 28 in dem Halter 14 angeordnet und wirkt über ein bewegliches Federsitzelement 30 nach unten oder außen, um die Düsennadel 18 auf den Ventilsit? 22 zu drücken. Ein Kraftstoffeinlaßkanal ist durch einen ersten Kanal 32 in dem Halter 14 gebildet, der seinerseits mit einem Kanal 34 in dem Düsennadelanschlagteil 24 in Verbindung steht, welcher seinerseits mit einem Düsenkanal 36 verbunden ist, der sich in einen Sumpf oder eine Ringnut 38 für Kraftstoff erstreckt.The nozzle needle 18 is arranged in a chamber through an axial bore 20 is formed in the nozzle 12 and in which the nozzle needle is reciprocable, i.e. on the valve seat 22 formed in bore 20 near the front end of nozzle 12 is movable and, to close the valve, and can be moved away from it. A compression spring 26 is arranged in a spring chamber 28 in the holder 14 and acts a movable spring seat element 30 downwards or outwards in order to move the nozzle needle 18 onto the valve seat? 22 to press. A fuel inlet channel is formed by a first channel 32 in the holder 14, which in turn is connected to a channel 34 is in the nozzle needle stop part 24 in connection, which in turn is connected to a nozzle channel 36, which extends into a sump or annular groove 38 for fuel.

Die Düsennadel 18 ist im wesentlichen zylindrisch, hat einen kleinen Durchmesser und einen oberen Teil, der so bemessen ist, daß er einen engen Gleitsitz in dem oberen Bohrungsabschnitt 20a in dem Düsenkörper 12 hat. Unterhalb dieses oberen Teils der Düsennadel 18 hat diese einen langgestrecktenThe nozzle needle 18 is substantially cylindrical, has a small diameter and a top portion which is so sized is that it has a tight sliding fit in the upper bore portion 20a in the nozzle body 12. Below this upper one Part of the nozzle needle 18 has an elongated one

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Teil mit einem etwas kleineren Durchmesser von etwa 4 mm, der Abstand von der Wand des unteren Teils 20b der Bohrung in der Düse aufweist, um einen im ^Querschnitt ringförmigen Kraftstoffkanal zwischen der Ringnut 38 und der einzigen zentralen öffnung oder Spritzöffnung 40 an dem unteren oder äußersten Ende der Düse 12 zu schaffen. Ein Ansatz 42 erstreckt sich von der Düsennadel 18 axial nach oben oder einwärts durch eine zentrale Bohrung in dem Düsennadelanschlagteil 24 und ist mit dem Federsitz 30 in axialer Berührung. Ein Leckkanal 44 steht mit der Federkammer 28 in Verbindung, um jedweden Kraftstoff, der an dem oberen Ende der Düsennadel 18 und der Führungsfläche 20a durchleckt, zurück in einen Kraftstofftank zu leiten. Part with a slightly smaller diameter of about 4 mm, the distance from the wall of the lower part 20b of the bore in the nozzle to a fuel channel which is annular in cross section between the annular groove 38 and the single central opening or to create spray orifice 40 at the lower or extreme end of nozzle 12. An approach 42 extends from the Nozzle needle 18 axially upwards or inwards through a central bore in the nozzle needle stop part 24 and is with the spring seat 30 in axial contact. A leak channel 44 is in communication with the spring chamber 28 to allow any fuel, which leaks through the upper end of the nozzle needle 18 and the guide surface 20a, back into a fuel tank.

An ihrem untersten oder äußersten Ende hat die Düsennadel 18 mehrere aufeinanderfolgende Durchmesserverringerungen, von denen eine eine kegeistumpfförmige konische Fläche 46 hat, die mit der komplementären kegelstumpfförmigen konischen Fläche des Ventilsitzes 22 in der Düse zusammenpaßt. Das untere oder äußerste Ende der Düsennadel 18 hat einen sich axial erstreckenden Drosselstift oder Zapfen 48 mit etwas kleinerem Durchmesser als die kreisförmige Spritzöffnung 40 in dem äußeren Ende der Düse 12. Der Zapfen 48 erstreckt sich abwärts in und typisch durch die Spritzöffnung 40 und somit etwas über die untere Düsenstirnfläche 49 hinaus. Der Zapfen 48 hat einen sich geringfügig verändernden oder abgestuften Durchmesser von etwa 1 mm, und sein radialer Abstand von der Düse 12 in der Spritzöffnung 40 beträgt ungefähr 0,01 mm. Der maximale axiale Hub der Düsennadel 18 und somit auch des Zapfens 48 beträgt ungefähr 1 mm, wobei dieser Hub bei weniger als Vollastbetrieb kleiner ist. Die Geometrie des Zapfens 48 ist so gewählt, daß die Kraftstoffspritzöffnung 40 ein sehr dünner Ring bei Leerlauf- und Teillastbetrieb ist und im Querschnitt stark zunimmt; wenn die Einspritzvorrichtung nahe oder bei Vollastbetrieb arbeitet. At its lowermost or outermost end, the nozzle needle 18 has several successive reductions in diameter, one of which has a frustoconical conical surface 46 has that with the complementary frustoconical conical Surface of the valve seat 22 in the nozzle fits together. The lower or outermost end of the nozzle needle 18 has a axially extending throttle pin or pin 48 with a slightly smaller diameter than the circular spray opening 40 in the outer end of the nozzle 12. The spigot 48 extends downwardly into and typically through the spray port 40 and thus somewhat beyond the lower nozzle end face 49. The pin 48 has a slightly changing or stepped diameter of about 1 mm, and its radial distance from the nozzle 12 in the spray opening 40 is approximately 0.01 mm. The maximum axial stroke of the nozzle needle 18 and thus also of the pin 48 is approximately 1 mm, this being the case Stroke is smaller at less than full load operation. The geometry of the pin 48 is chosen so that the fuel injection opening 40 is a very thin ring in idle and part-load operation and increases sharply in cross-section; if the injector is operating near or at full load.

Die rohrförmige Befestigungsmutter 16, die den oberen Teil oder die Schulter 12a der Düse 12 und den unteren Teil des Halters 14 umgibt, hat einen Außendurchmesser von ungefähr 17 mm und bestimmt gemäß der Darstellung in Fig. 3 den Mindestführungsdurchmesser des Motorhohlraums 51, in welchem die Einspritzvorrichtung 10 befestigt ist. Der langgestreckte untere Teil oder Schaft 12b der Düse 12 hat typisch einen Außendurchmesser, der so klein wie praktisch möglich ist und etwa 7 mm beträgt. Das wiederum legt den Mindesdurchmesser einer Verengung 50 in dem Motorblock fest, die die Einspritzvorrichtung 10 mit der Vorkammer 52 verbindet. Fig. zeigt die mögliche Nähe der Einspritzvorrichtung 10 zu der Vorkammer 52 und zu einem Glühkerzensitz 55. Weil die Wände des Düsenschaftes 12b weniger als 2 mm dick sein können, ist es vorteilhaft, daß die Düse 12 eine Stufe 12ab von mittlerem Außendurchmesser zwischen der Schulter 12a und dem Schaft 12b hat, wo sie durch die zentrale öffnung 56 hindurchgeht, die durch die sich radial nach innen erstreckende, in axiale Richtung weisende Lippe 57 in dem unteren Ende der Befestigungsmutter 16 gebildet ist. Typisch beträgt der Außendurchmesser der Düse 12 in diesem Ubergangsgebiet 12ab etwa 9 mm. Der Außendurchmesser der Düsenschulter 12a kann etwa 14 oder 15 mm betragen, um den Kraftstoffeinlaßkanal 36 und den gesamten oder den größten Teil der Kraftstoffringnut 38 aufzunehmen.The tubular fastening nut 16, which is the upper part or the shoulder 12a of the nozzle 12 and the lower part of the Holder 14 surrounds, has an outer diameter of approximately 17 mm and determines the minimum guide diameter as shown in Fig. 3 of the engine cavity 51 in which the injector 10 is mounted. The elongated one The lower portion or stem 12b of the nozzle 12 typically has an outside diameter that is as small as practical and is about 7 mm. This in turn defines the minimum diameter of a constriction 50 in the engine block that the injector 10 connects to the antechamber 52. Fig. Shows the possible proximity of the injector 10 to the Pre-chamber 52 and to a glow plug seat 55. Because the walls of the nozzle shaft 12b can be less than 2 mm thick it is advantageous that the nozzle 12 has a stage 12ab of medium Has the outer diameter between the shoulder 12a and the shaft 12b, where it passes through the central opening 56, the lip 57 in the lower end which extends radially inward and points in the axial direction the fastening nut 16 is formed. Typically this is Outside diameter of the nozzle 12 in this transition area 12 from about 9 mm. The outer diameter of the nozzle shoulder 12a can about 14 or 15 mm around the fuel inlet passage 36 and all or most of the fuel ring groove 38 to include.

Die Ringnut 38 ist durch Vergrößern des Durchmessers der Bohrung 20 auf deren vollem Umfang längs eines axialen Gebietes unmittelbar unterhalb der Führungsfläche 20a und oberhalb der Ringdurchflußkanalfläche 2 0b unter Anwendung von bekannten Techniken der elektrochemischen Bearbeitung oder der Bearbeitung mit einem Profilfräßer od.dgl. hergestellt worden. Wenigstens der obere Teil der Ringnut 38 befindet sich in dem Schulterteil 12a größten Durchmessers der DüseThe annular groove 38 is by enlarging the diameter of the bore 20 to its full circumference along an axial area immediately below the guide surface 20a and above the annular flow channel surface 2 0b using known techniques of electrochemical machining or machining with a profile cutter or the like. manufactured been. At least the upper part of the annular groove 38 is located in the shoulder part 12a of the largest diameter of the nozzle

12 und kann ungefähr 9 nun im Durchmesser betragen. Die Wände der Ringnut 38 haben einen glatten übergang zu der Achse der Einspritzvorrichtung in abwärtiger Richtung und gehen anschließend in die Bohrung 20b des unteren Abschnitts über. Dieser übergang der Ringnut 38 in die Bohrung 20b kann entweder in der Düsenschulter 12a oder in dem übergangsteil 12ab der Düse 12 erfolgen, so daß sich eine relativ glatte Kontur der Ringnut ohne Beeinträchtigung der Festigkeit der Düsenwand ergibt.12 and can now be about 9 in diameter. The walls the annular groove 38 have a smooth transition to the axis of the Injector in downward direction and then go into the bore 20b of the lower section. This transition of the annular groove 38 into the bore 20b can either be in the nozzle shoulder 12a or in the transition part 12ab of the Nozzle 12 take place, so that a relatively smooth contour of the annular groove without impairing the strength of the nozzle wall results.

Die axiale Ausdehnung des radial nichtabgestützten Teils der Düsennadel 18 in der Einspritzdüse nach der Erfindung liegt typisch in der Größenordnung von 20-28 mm zwischen dem unteren Ende der Führungsbohrung 20a und dem Ventilsitz 22. Der Kraftstoffkanal 36 in der Düse 12 ist nach innen zu der Achse unter einem Winkel in dem Bereich von 8-10° geneigt. Dieser Winkel ist beträchtlich größer als der Winkel von 4-5°, der gemäß der oben erwähnten US-PS 3 511 442 erforderlich ist und trägt zum Minimieren des Erzeugens eines sehr dünnen Wandabschnitts zwischen diesem Kraftstoffkanal und der Führungsbohrung 20a nahe dem oberen Ende der Ringnut 38 bei.The axial extent of the radially unsupported part of the nozzle needle 18 in the injection nozzle according to the invention lies typically on the order of 20-28 mm between the lower end of the guide bore 20a and the valve seat 22. Der Fuel passage 36 in nozzle 12 is inclined inwardly to the axis at an angle in the range of 8-10 °. This Angle is considerably larger than the 4-5 ° angle required by the aforementioned US Pat. No. 3,511,442 and helps to minimize the creation of a very thin wall section between this fuel channel and the guide bore 20a near the upper end of the annular groove 38 at.

Im Betrieb der Einspritzvorrichtung 10 wird, wenn sich der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffringnut 38 ausreichend aufbaut, um eine Hubkraft auf die Düsennadel 18 auszuüben, durch die die Vorspannung der Feder 26 überwunden wird, die Düsenfeder nach oben oder innen angehoben? um Kraftstoff zu gestatten, aus der Ringnut über die öffnung an dem Ventilsitz 22 und über die ringförmige öffnung, die durch die öffnung 40 und den Zapfen 48 gebildet wird, auszutreten. Das Profil des sich ergebenden Krafstoffsprühnebels ist ein Hohlkegel, der zu der Achse der Einspritzdüse symmetrisch ist. Die vergrößerte Ringnut 38, die den vollen Umfang der Düsennadel 18 umgibt, gewährleistet einen gleichmäßigen und gleichförmigen Durchfluß von Kraftstoff durch den Schaft 12b der Düse 12During operation of the injection device 10, if the fuel pressure in the fuel ring groove 38 builds up sufficiently, to exert a lifting force on the nozzle needle 18, through which the bias of the spring 26 is overcome, the Is the nozzle spring raised upwards or inwards? to fuel too allow from the annular groove via the opening on the valve seat 22 and via the annular opening that passes through the opening 40 and the pin 48 is formed to emerge. The profile of the resulting fuel spray is a hollow cone, which is symmetrical about the axis of the injector. The enlarged annular groove 38, which covers the full circumference of the nozzle needle 18 surrounds, ensures an even and uniform flow of fuel through the stem 12b of the nozzle 12

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und über die Spritzöffnung am unteren Ende derselben. Der kleine Durchmesser des Schaftteils 12b erleichtert das Positionieren der Einspritzvorrichtung 10 in der Nähe von Glühkerzen, Einlaß- und Auslaßventilen, Wasserkühlkanälen und der Vorkammer 52 sowie das Minimieren oder Eliminieren des Erfordernisses einer Wärmeabschirmung an der Stirnfläche 4 9 der Düse 12. Die entfernte Lage der Führungsfläche 20a minimiert außerdem thermische Auswirkungen auf den Gleitvorgang der Düsennadel 18.and via the injection opening at the lower end of the same. Of the small diameter of the shaft part 12b facilitates positioning of the injector 10 in the vicinity of glow plugs, inlet and outlet valves, water cooling ducts and the antechamber 52 as well as minimizing or eliminating the need for a heat shield on the face 4 9 of the nozzle 12. The remote location of the guide surface 20a also minimizes thermal effects on the The sliding process of the nozzle needle 18.

Gemäß Fig. 1 hat das Düsennadelanschlagteil 24 einen einfachen Kanal 34, der sich durch es hindurch erstreckt und mit den Kraftstoffkanälen 32 und 36 in Verbindung steht. Der Kanal 34 wird mit Hilfe eines Paßstiftes 60, der sich durch eine Axialbohrung in dem Düsennadelanschlagteil 24 und in fluchtende Paßlöcher in den einander gegenüberliegenden Flächen des Halters 14 und des Ventilkörpers 12 erstreckt, positioniert und mit dem Kraftstoffkanälen 3 2 und 36 in Deckung gehalten. Das Düsennadelanschlagteil 24 wird so in der richtigen Winkelposition gehalten, und seine untere Fläche dient zum Begrenzen der Aufwärts- oder Einwärtsbewegung der Düsennadel 18, insbesondere während des Vollastbetriebes.According to FIG. 1, the nozzle needle stop part 24 has a simple channel 34 which extends through it and with it the fuel channels 32 and 36 is in communication. The channel 34 is with the help of a dowel pin 60, which extends through an axial bore in the nozzle needle stop part 24 and in aligned fitting holes in the opposing surfaces of the holder 14 and the valve body 12 is positioned and kept in register with the fuel channels 3 2 and 36. The nozzle needle stop part 24 is in the correct Held angular position, and its lower surface is used to limit the upward or inward movement of the nozzle needle 18, especially during full load operation.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Düsennadelanschlagteils 124 gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung. Das Düsennadelanschlagteil 124 ist insgesamt ein kreisscheibenförmiges Element mit einer zentralen Axialbohrung, durch die sich der obere Endteil 42 der Düsennadel 18 erstreckt. Zwei Kraftstoffkanäle 134 erstrecken sich axial durch das Anschlagteil 124 an radialen Stellen, die im wesentlichen dieselben sind wie die des unteren Endes des Kraftstoffkanals 32 und des oberen Endes des Kraftstoffkanals 36, jedoch um 180° gegeneinander versetzt. Wichtig ist jedoch, daßFig. 4 shows a further embodiment of the nozzle needle stop part 124 according to another aspect of the invention. The nozzle needle stop part 124 is overall in the form of a circular disk Element with a central axial bore through which the upper end part 42 of the nozzle needle 18 extends. Two fuel channels 134 extend axially through the stop member 124 at radial locations which are substantially are the same as those of the lower end of the fuel passage 32 and the top of the fuel passage 36, however offset by 180 ° from each other. It is important, however, that

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gekrümmte oder ringförmige Rillen 186 und 188 in der oberen bzw. unteren Fläche des Düsennadelanschlagteils 124 gebildet sind, beispielsweise durch Ausbohren oder als gedrehte Innenrillen. Die radiale Positionierung der Rillen 186 und 188 stimmt insgesamt mit der des unteren Endes des Kraftstoffkanals 32 bzw. des oberen Endes des Kraftstoffkanals 36 überein. Weiter sind die radialen Breiten der Rillen 186 und 188 vorzugsweise so, daß sie sich etwas über die radialen Begrenzungen der Kraftstoffkanäle 32 und 36 hinaus erstrecken, denen sie benachbart sind. Die Kanäle 134 verbinden die Rille 186 mit der Rille 188, wodurch eine Kraftstoffverbindung zwischen dem Kanal 32 und dem Kanal 36 gewährleistet wird, solange diese Rillen winkelmäßig auf die betreffenden Kanäle ausgerichtet sind, was eine Forderung ist, die sich am leichtesten erfüllen läßt, indem die Rillen als durchgehende, konzentrische Kreise in dem Anschlagteil 124 hergestellt werden. Der Durchmesser jedes Kanals 134 ist wenigstens so groß wie die benachbarten Enden der Kanäle 32 und 36, um jedwede Durchflußdrosselung zu vermeiden. Es können zwar mehr als zwei Kanäle 134 oder auch nur einer verwendet werden, zwei Kanäle werden jedoch bevorzugt.curved or annular grooves 186 and 188 are formed in the upper and lower surfaces of the nozzle needle stop member 124, respectively are, for example, by drilling or as turned internal grooves. The radial positioning of the grooves 186 and 188 agrees overall with that of the lower end of the fuel channel 32 or the upper end of the fuel channel 36 match. Further, the radial widths of the grooves 186 and 188 are preferably such that they slightly overlap the radial Extending boundaries of the fuel passages 32 and 36 to which they are adjacent. The channels 134 connect the groove 186 with the groove 188, whereby a fuel connection between the channel 32 and the channel 36 ensures will, as long as these grooves are angularly aligned with the channels concerned, which is a requirement, which can be met most easily by creating the grooves as continuous, concentric circles in the stop part 124 getting produced. The diameter of each channel 134 is at least as large as the adjacent ends of the channels 32 and 36 to avoid any flow restriction. It is true that more than two channels 134 or only one can be used can be used, but two channels are preferred.

Wenn angenommen wird, daß die radiale Positionierung des unteren Endes des Kraftstoffkanals 32 und des oberen Endes des Kraftstoffkanals 36 dieselbe oder beinahe dieselbe ist, so ist zu erkennen, daß das Düsennadelanschlagteil 124 bei dem fertigen Zusammenbau der Einspritzvorrichtung 10 entweder eine Orientierung haben kann, in der sich die Rille 186 oben befindet oder in der sich die Rille 186 unten befindet. Diese Symmetrie erleichtert deutlich das Zusammenbauen der Einspritzvorrichtung und, was möglicherweise noch wichtiger ist, gestattet das Umdrehen des Anschlagteils später im Betrieb der Einspritzvorrichtung, wenn die Schulter 41 nahe dem oberen Ende der Düsennadel 18 die Oberfläche des An-Assuming that the radial positioning of the lower end of the fuel passage 32 and the upper end of the fuel channel 36 is the same or almost the same, it can be seen that the nozzle needle stop member 124 at the completed assembly of the injection device 10 can either have an orientation in which the groove 186 is at the top or in which the groove 186 is at the bottom. This symmetry makes assembling the Injector and, perhaps more importantly, allows the stopper to be inverted later in the Operation of the injection device when the shoulder 41 near the top of the nozzle needle 18 touches the surface of the injection

schlagteils 124, die sie berührt, insbesondere im Vollastbetrieb, erodiert oder etwas verformt hat. Der Kraftstoffdurchfluß zwischen dem Kanal 32 und dem Kanal 36 wird also gänzlich unabhängig von der Ausrichtung des Düsennadelanschlagteils 124 gewährleistet, und zwar sowohl unabhängig von der Winkelausrichtung als auch davon, welche Oberfläche oder ItLlIe sich oben befindet.impact part 124 that touches it, especially in full load operation, eroded or deformed something. The fuel flow between the channel 32 and the channel 36 is thus Guaranteed completely independent of the orientation of the nozzle needle stop part 124, both independently from the angular orientation as well as what surface or ItLlIe is on top.

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Claims

Patent claims:

M./Fuel injection device for an internal combustion engine, characterized by an elongated nozzle (12) with an axial bore (20) which forms a valve chamber, which, axially one behind the other, have a valve guide surface (20a), a groove (38), a valve seat (22) and has an outlet opening (40) at the lower end thereof, the groove (38) being completely annular Enlargement of the bore (20) near the valve guide surface (20a) and away from the valve seat (22), and wherein a fuel channel (36) in the nozzle (12) rait the Annular groove (38) for introducing fuel is in communication; and by an inwardly opening, pressure actuated Valve plug (18) in the bore (20) for controlling the flow of fuel through the outlet opening (40), wherein the valve closure piece (18) is elongated, is substantially cylindrical, has a small diameter and a guide part in close sliding contact with the bore guide part (20a) and an annular sealing surface (46), which bring into contact with the valve seat (22)

is bar to close the valve, and has a pin (48) which extends axially through the outlet opening (40) extends outside.

2. Fuel injection device according to claim 1, characterized characterized in that the nozzle (12) is substantially cylindrical and has an upper shoulder portion (12a) and a lower one Shank part (12b) with a considerably smaller outer diameter than the upper shoulder part (12a) and that the annular groove (38) is arranged axially at least for the most part within the nozzle shoulder part (12a).

3. Fuel injection device according to claim 2, characterized by tubular fastening means (16) having a lip (57) extending radially therefrom extends inward and axially contacts the nozzle (12) and retains to axially connect them to a nozzle holder (14) with the nozzle shoulder portion (12a) axially extends entirely within the fastening device and wherein the nozzle shaft part (12b) extends axially entirely extends outside the fastening device, and that the nozzle has a transition area (12ab) between the shoulder and the shaft part (12a, 12b) and ax ': il through the The lip (57) of the fastening device (16) extends, the transition region (12ab) having an outer diameter, which lies between that of the shoulder and the shaft area (12a, 12b) and wherein the annular groove (38) is axially inside of the shoulder and transition area (12a, 12ab) of the Extends nozzle (12).

4. The fuel injector of claim 1

or 2, characterized in that the closure piece (18) has a substantially constant diameter on its Length from the upper end of the annular groove (38) to the vicinity of the valve seat (22) and that the annular groove (38)

extends from the closure piece (18) radially outwards over the remaining part of the axial bore (20) and uniformly completely around the closure piece (18).

5. Fuel injection device according to claim 3, characterized characterized in that the plug (18) has a substantially constant diameter along its length from the upper one End of the annular groove (38) in the vicinity of the valve seat (22) and that the annular groove (38) extends from the closure piece (18) radially outwards over the remaining part of the axial bore (20) and evenly completely around the Closure piece (18) extends.

6. Fuel injection device according to claim 5, characterized characterized in that the nozzle fuel channel (36) extends up to to an upper end of the nozzle (12) that the nozzle holder extends (14) has a fuel channel (32) that extends up to extends to a lower end of the holder (14) and includes a circular breech stop member (124) which is arranged axially between the nozzle (12) and the nozzle holder (14) to prevent the inward movement of the closure piece (18) to limit by contact with this, wherein the breech block stop member (124) an upper and a lower Has surface for sealing contact with the lower nozzle holder end or the upper nozzle holder end and wherein a first and second curved pills (186, 188) are provided in the upper and lower surfaces, respectively, and wherein at least a channel (134) extending substantially axially between the first and second grooves (186, 188) to provide a Establish fluid communication therebetween, the first and second grooves (186 ·, 188) each radially in the closure piece stop part (124) are arranged to establish a flow connection with the nozzle holder channel (32) and to allow the nozzle channel (36).

7. Fuel injection device according to claim 6, characterized characterized in that the first and second grooves (186, 188) are each annular and concentric with the axis of the circular Closing piece stop part (124) and that the radial positions and the widths of the grooves (186, 188) are relative to the radial positions of the nozzle holder channel (32) and the nozzle channel (36) are such that a flow connection between the nozzle holder channel (32) and the nozzle channel (36) completely independent of the orientation of the stopper part (124) exists.

8. Fuel injection device according to one of the claims 2 to 7, characterized in that the maximum outside diameter of the nozzle shaft part (12b) is approximately 7 mm.

9. Fuel injector with a nozzle (12), with a valve chamber (38) in the nozzle (12), with an inwardly opening closure piece (18), which is in the nozzle valve chamber is arranged, wherein the nozzle (12) has a fuel channel (36) extending from an upper surface which extends to the valve chamber (38), a nozzle holder (14) to which the nozzle (12) is axially connected and from which the nozzle extends downwardly, the nozzle holder (14) having a first fuel passage (32) which extending to a lower surface thereof to direct fuel to the nozzle channel (36), and a plug stopper (124) which is arranged axially between the nozzle holder (14) and the nozzle (12) to prevent the upward movement limit the closure piece (18) by contact with it, characterized in that that the closure piece stop member (124) is a circular member with an upper and a lower surface for sealing Contact with the lower surface of the nozzle holder

and the upper surface of the nozzle, respectively, with first and second curved grooves (186, 188) in the upper and lower, respectively Surface of the stop part are arranged, with at least one channel (134) overall axially between the first and second grooves (186, 188) for fluid communication therebetween, wherein the first and second grooves (186, 188) are each arranged radially in the closure piece (124) to provide flow communication with the nozzle holder channel (32) and the nozzle channel (36).

10. Fuel injection device according to claim 9, characterized characterized in that the first and second grooves (186, 188) of the latch stop member (124), respectively are annular and concentric with the axis of the circular stop member (124) and that the radial positions and the widths of the pills (186, 188) relative to the radial positions of the nozzle holder channel (32) and the nozzle channel (36) are such that a flow connection between the nozzle holder channel (32) and the nozzle channel (36) are completely independent of the orientation of the stop part (124).

11. Fuel injection device according to claim 10, characterized characterized in that the breech block stop member (124) includes two channels (134) each extending between the first pill (186) and the second groove (188) extend and are angularly offset from one another by about 180 °.

12. Fuel injection device according to claim 10, characterized characterized in that the one extending between the first and second grooves (186, 188) in the stop member (124) Channel (134) has a minimum diameter that is at least as large as that of the nozzle holder channel (32) and the nozzle channel (36) at opposite ends thereof.