DE3408579A1

DE3408579A1 - FUEL INJECTION NOZZLE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DE3408579A1
Application number: DE19843408579
Authority: DE
Inventors: Helmut 7152 Aspach Giess; Dietrich Dipl.-Ing. 7250 Leonberg Trachte
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-04-02
Filing date: 1984-03-09
Publication date: 1984-10-04
Also published as: GB8408257D0; GB2137693B; GB2137693A

Description

R. 18UTT i.P. , ^T-R. 18UTT i.P. , ^ T-

22.2.198U Ki/LeFebruary 22, 1989 U Ki / Le

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Kraftstoff-Einspritzdüse'für Brennkraftmaschinen Stand der Technik Fuel injection nozzle for internal combustion engines state of the art

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Einspritzdüsen dieser Gattung ist die Dämpfungskammer in einer Kappe gebildet, welche auf einen den Dämpfungskolben bildenden zylindrischen Ansatz der Ventilnadel aufgesteckt ist und sich bei deren Öffnungsbewegung an einer gehäusefesten Schulter abstützt (DE-A1-32 20 398). Der die Kappe tragende zylindrische Ansatz der Ventilnadel ragt in eine stromauf der Schließfederkammer angeordnete weitere Kammer zur Aufnahme der Kappe hinein, die gegen die Schließfederkammer durch einen nach innen gerichteten Flansch eines zwischen Düsenhalter und Düsenkörper eingespannten Ringkörpers abgeteilt ist, welcher auch die Stützschulter für die Kappe bildet. Diese Ausführung ist sehr betriebssicher, bedingt jedoch eine von den gebräuchlichen Ausführungen abweichende Ventilnadelkonstruktion.The invention is based on a fuel injection nozzle according to the genre of the main claim. In known injection nozzles of this type is the Damping chamber formed in a cap, which on a forming the damping piston cylindrical Approach of the valve needle is attached and is attached to a shoulder fixed to the housing during its opening movement supported (DE-A1-32 20 398). The cylindrical shoulder of the valve needle carrying the cap protrudes into a upstream of the closing spring chamber arranged further chamber for receiving the cap into it, which against the Closing spring chamber by an inwardly directed Flange of an annular body clamped between the nozzle holder and nozzle body is divided, which also forms the support shoulder for the cap. This version is very reliable, but conditional a valve needle construction that differs from the usual designs.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ist einfach und verschleißarm und zeichnet sich außerdem dadurch aus, daß die Ventilnadelausführung einer herkömmlichen Einspritzdüse ohne jede Abänderung übernommen werden kann.The arrangement according to the invention with the characteristic Features of the main claim is simple and low-wear and is also characterized by it from that the valve needle execution of a conventional Injection nozzle can be adopted without any modification.

Durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruchs möglich.The measures contained in the subclaims are advantageous developments of the subject matter of the main claim possible.

Der in die Dämpfungskammer führende Drosselkanal kann im Düsenkörper bzw. -halter verlaufen und gegebenenfalls durch Einstellmittel im Querschnitt veränderbar sein. Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich, wenn der Drosselkanal den auslenkbaren Wandabschnitt der Dämpfungskammer durchsetzt.The throttle channel leading into the damping chamber can run in the nozzle body or holder and, if necessary, can be changed in cross section by adjusting means be. A particularly simple embodiment is obtained when the throttle channel has the deflectable wall section penetrates the damping chamber.

Der auslenkbare Wandabschnitt der Dämpfungskammer kann durch, ein Ventilschließglied gebildet sein, welches von einer Feder in Strömungsrichtung des Kraftstoffs gegen einen Ventilsitz gedrückt ist, der einen nicht drosselnden Durchgangsquerschnitt der Verbindungsbohrung umgibt und von dem in die Dämpfungskammer führenden Drosselkanal überbrückt ist. Der Drosselkanal kann in diesem Fall in einer in die Verbindungsbohrung eingesetzten Ventilsitzplatte vorgesehen sein. The deflectable wall section of the damping chamber can be formed by a valve closing member, which is pressed by a spring in the direction of flow of the fuel against a valve seat, which surrounds a non-throttling passage cross-section of the connecting bore and from which into the Damping chamber leading throttle channel is bridged. The throttle channel can in this case in a be provided in the connecting hole inserted valve seat plate.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn erfindungsgemäß der auslenkbare Wandabschnitt der Dämpfungskammer durch einen in der Verbindungsbohrung verschiebbar gelagerten Kolben gebildet ist.It is particularly advantageous if according to the invention the deflectable wall portion of the damping chamber is formed by a piston displaceably mounted in the connecting bore.

Bei dieser Anordnung läßt sich durch entsprechende Bemessung und Abstimmung der Rückführfeder für den Kolben und des Querschnittes des Drosselkanals erreichen, daß die Dämpfung der Ventilnadelbewegung erst nach, dem Einspritzbeginn einsetzt und daß sich die Verzögerung· des Dämpfungsbeginns gegenüber dem Einspritzbeginn bei verschiedenen Betriebspunkten selbsttätig auf einen günstigen Wert einstellt. Im Prinzip ist eine solche Funktion aus der DE-A1-32 21 kk2 bekannt. Der Kolben weicht beim Schließhub der Ventilnadel entgegen der Kraft seiner Rückführfeder aus, so daß das von der Ventilnadel in der Dämpfungskammer verdrängte Kraftstoffvolumen ohne nennenswerten Widerstand von dem vom zurückweichenden Kolben freigegebenen Abschnitt der Verbindungsbohrung geschluckt wird. Danach schiebt die Rückführfeder den Kolben in die Ausgangsstellung zurück, wobei das vorher geschluckte Kraftstoffvolumen über den Drosselkanal in den Durchströmkanal des Kraftstoffs verdrängt wird. Wenn dieser Vorgang bei Beginn des nächsten Öffnungshubs der Ventilnadel noch nicht beendet ist, läuft ein erster Teilhub des nächsten Öffnungshubs der Ventilnadel ungedämpft ab. Eine einfache Ausführung ergibt sich, wenn der in die Dämpfungskammer führende Drosselkanal mindestens teilweise durch das Spiel zwischen Kolben und Führungsbohrung gebildet ist.With this arrangement, by appropriately dimensioning and coordinating the return spring for the piston and the cross-section of the throttle duct, it is possible to ensure that the valve needle movement is only damped after the start of injection and that the delay in the start of damping compared to the start of injection is automatically reduced at different operating points sets a favorable value. In principle, such a function is known from DE-A1-32 21 kk2 . During the closing stroke of the valve needle, the piston deflects against the force of its return spring, so that the fuel volume displaced by the valve needle in the damping chamber is swallowed without significant resistance by the section of the connecting bore released by the receding piston. The return spring then pushes the piston back into the starting position, the previously swallowed fuel volume being displaced via the throttle channel into the fuel flow channel. If this process has not yet ended at the beginning of the next opening stroke of the valve needle, a first partial stroke of the next opening stroke of the valve needle takes place undamped. A simple design results when the throttle channel leading into the damping chamber is formed at least partially by the play between the piston and the guide bore.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Kolben am Umfang mit mindestens einer Längsnut versehen ist, welche von der der Dämpfungskammer zugekehrten Stirnseite des Kolbens ausgeht und kürzer als der Kolben bemessen ist.In a further development of the invention it is proposed that the piston be provided with at least one longitudinal groove on the circumference is provided, which extends from the end face of the piston facing the damping chamber and shorter than the piston is dimensioned.

Dadurch kann das maximale Schluckvolumen des Kolbens und seiner Führungsbohrung auf einen vorgegebenen Wert begrenzt.und der ungedämpfte Teil des nächsten Öffnungshubes der Ventilnadel auf einen für das Verbrennungsgeräusch vorteilhaften Wert beschränkt werden.As a result, the maximum displacement of the piston and its guide bore can be reduced to a predetermined one Value limited. And the undamped part of the next Opening stroke of the valve needle is limited to an advantageous value for the combustion noise will.

In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn der Drosselkanal durch das Radialspiel der Ventilnadel in der Führungsbohrung des Düsenkörpers im Bereich einer Überdeckung zwischen dem Druckraum und der Dämpfungskammer gebildet ist.In some cases it can be advantageous if the throttle channel is caused by the radial play of the valve needle in the guide bore of the nozzle body in the area of an overlap between the pressure chamber and the Damping chamber is formed.

Zur Begrenzung der Dämpfung der Öffnungsbewegung der · Ventilnadel auf einen Teilhub wird weiter vorgeschlagen, daß die Ventilnadel mit einem aus dem Druckraum herausführenden Kanal versehen ist, der am Mantelumfang der Ventilnadel an einer Stelle ausmündet, die nach einem vorbestimmten Teilhub der Ventilnadel mit einer Bohrung im Düsenkörper zur Überdeckung kommt, welche in die Schließfederkammer führt.To limit the damping of the opening movement of the Valve needle on a partial stroke is further proposed that the valve needle with one of the Pressure chamber leading out channel is provided, the opens out on the circumference of the valve needle at a point that after a predetermined partial stroke of the Valve needle with a hole in the nozzle body comes to cover, which in the closing spring chamber leads.

Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß sich schon in der Schließlage der Ventilnadel die am Mantelumfang der Ventilnadel liegende Mündung des aus demThe arrangement can also be made in such a way that, even in the closed position of the valve needle, the one on the circumference of the casing the mouth of the valve needle lying from the

Druckraum herausführenden Kanals bzw. unmittelbar die den Druckraum bildende Ringnut der Ventilnadel und die in die Schließfederkammer -weiterführende Bohrung im Ventilkörper ein wenig überdecken und so einen Drosselkanal bilden, so daß eine Drosselbohrung im Ventilschließglied der Dämpfungseinrichtung oder ein definiertes größeres Radialspiel der Ventilnadel in der Führungsbohrung des Düsenkörpers entfallen kann. Diese Anordnung hat auch den Vorteil, daß durch entsprechende Querschnittsgestaltung der Ausmündung des Kanals in der Venti'lnadel und/oder der weiterführenden Bohrung im Düsenkörper die Dämpfung der Ventilnadel auf einen Teilhub begrenzt und außerdem der Querschnitt des Drosselkanals über den Hub- bzw. Teilhub der Ventilnadel hinweg veränderlich gemacht werden kann,Pressure chamber leading out channel or directly the annular groove of the valve needle that forms the pressure chamber and the one that continues into the spring chamber Cover the hole in the valve body a little and thus form a throttle channel, so that a throttle hole in the valve closing element of the damping device or a defined larger radial play the valve needle in the guide hole of the nozzle body can be omitted. This arrangement also has the advantage that through a corresponding cross-sectional design of the opening of the channel in the valve needle and / or the continuing bore in the nozzle body on the damping of the valve needle limited a partial stroke and also the cross section of the throttle channel over the stroke or partial stroke of the Valve needle can be made changeable,

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß die zwischen Dämpfungskammer und dem Druckraum liegende Führungsbohrung des Düsenkörpers einen kleineren Durchmesser als die dem Ventilsitz zugeordnete Druckschulter der Ventilnadel hat.According to a further proposal of the invention it is provided that the between the damping chamber and the Pressure chamber lying guide bore of the nozzle body has a smaller diameter than that of the valve seat assigned pressure shoulder of the valve needle.

Durch diese Maßnahme entsteht eine Differenzfläche, an welcher der ungedrosselte Kraftstoffdruck in Öffnungsrichtung der Ventilnadel angreift. Der Kraftstoffdruck in der Dämpfungskammer wirkt nurmehr als zusätzliche Teilkraft auf die Ventilnadel ein, wodurch erreicht ist, daß auch in den hohen Drehzahlbereichen der Maschine bereits am Einspritzbeginn eine zur Beschleunigung der Ventilnadel ausreichende Kraft unverzögert zur Verfügung steht.This measure creates a differential area, at which the unthrottled fuel pressure acts in the opening direction of the valve needle. Of the Fuel pressure in the damping chamber is only effective as an additional partial force on the valve needle, whereby it is achieved that also in the high The speed ranges of the machine already at the start of injection are sufficient to accelerate the valve needle Power is available without delay.

BeSechs Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel und in den Figuren 2 und 3 sind Varianten der Dämpfungsmittel nach Figur 1 dargestellt. Figur h ist ein vergrößerter Teilschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel und in den Figuren 5a. bis 5<i sind mehrere Varianten gemäß einem Schnitt nach Linie V - V in Figur k gezeigt. In den Figuren 6, T und 8 sind Einzelheiten des dritten, vierten und fünften Ausführungsbeispiels dargestellt. Figur zeigt ein Funktionsschaubild der Ausführung nach Figur 8 und in Figur 10 ist ein Teilschnitt durch das sechste Ausführungsbeispiel· dargestellt. Be Six embodiments of the invention are illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a longitudinal section through the first exemplary embodiment, and FIGS. 2 and 3 show variants of the damping means according to FIG. Figure h is an enlarged partial section through the second embodiment and in Figure 5a. to 5 <i several variants according to a section along line V - V in Figure k are shown. In Figures 6, T and 8 details of the third, fourth and fifth embodiment are shown. FIG. 8 shows a functional diagram of the embodiment according to FIG. 8 and FIG. 10 shows a partial section through the sixth embodiment.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Die Einspritzdüse nach Figur 1 hat einen Düsenkörper 10, der durch eine Überwurfmutter 12 an einem Düsenhalter 1U festgespannt ist. Im Düsenkörper 10 ist ein Ventilsitz 16 gebildet und eine Ventilnadel 18 verschiebbar gelagert, deren Dichtkegel 20 von einer Schließfeder 22 gegen- den Ventilsitz 16 gedrückt ist. Die Schließfeder 22 stützt sich am Düsenkörper 10 ab und greift über eine Flanschbuchse 2k an einem Federteller 26 an, der sich an einer Schulter 28 der Ventilnadel 18 abstützt.The injection nozzle according to FIG. 1 has a nozzle body 10 which is clamped to a nozzle holder 1U by a union nut 12. A valve seat 16 is formed in the nozzle body 10 and a valve needle 18 is displaceably mounted, the sealing cone 20 of which is pressed against the valve seat 16 by a closing spring 22. The closing spring 22 is supported on the nozzle body 10 and acts via a flange bushing 2k on a spring plate 26 which is supported on a shoulder 28 of the valve needle 18.

Der Düsenhalter 1U enthält eine Zulaufbohrung 30, die in eine Kammer 32 führt, welche den stromaufliegenden Abschnitt der Ventilnadel 18, die Schließfeder 22, die Flanschbuchse 2h und den Federteller 26 aufnimmt. Von der Zulaufbohrung 30 ist ein Kanal 3U abgezweigt, der mit einer Ringnut 36 im Düsenkörper 10 korrespondiert. Die Ringnut 36 ist über eine Bohrung 38 mit einem Druckraum hO verbunden, der zwischen der Wand der Ventilnadelbohrung-im Düsenkörper 10 und dem Mantelumfang eines im Durchmesser verkleinerten Abschnitts U2 der Ventilnadel 18 gebildet ist und unmittelbar bis vor den Ventilsitz 16 reicht. Der Druckraum k0 ist stromauf von einer Schulter kk der Ventilnadel 18 begrenzt.The nozzle holder 1U contains an inlet bore 30 which leads into a chamber 32 which receives the upstream section of the valve needle 18, the closing spring 22, the flange bushing 2h and the spring plate 26. A channel 3U, which corresponds to an annular groove 36 in the nozzle body 10, branches off from the inlet bore 30. The annular groove 36 is connected via a bore 38 to a pressure chamber hO , which is formed between the wall of the valve needle bore in the nozzle body 10 and the circumference of a section U2 of the valve needle 18 with a reduced diameter and extends directly to in front of the valve seat 16. The pressure chamber k0 is delimited upstream by a shoulder kk of the valve needle 18.

Zwischen der Flanschbuchse 2k und dem Düsenkörper ist in der dargestellten Schließlage ein Abstand h vorhanden, welcher dem Hub der Ventilnadel 18 entspricht. Die Ventilnadel 18 wird - wie nachstehend noch näher beschrieben - vom Kraftstoffdruck entgegen der Kraft der Schließfeder 22 nach außen in Öffnungsrichtung verschoben, bis die Flanschbuchse 2k am In the illustrated closed position, there is a distance h between the flange bushing 2k and the nozzle body, which corresponds to the stroke of the valve needle 18. The valve needle 18 is - as will be described in more detail below - displaced by the fuel pressure against the force of the closing spring 22 outward in the opening direction until the flange socket 2k on

-\ Düsenkörper 10 anschlägt. Beim Schließen des Ventils führt die Schließfeder 22 die Ventilnadel 18 nach innen in die dargestellte Schließlage zurück.- \ Nozzle body 10 strikes. When closing the valve the closing spring 22 leads the valve needle 18 inwardly back into the illustrated closed position.

Die Zulaufleitung 30 hat stromab der Abzweigung des Kanals 3^ einen Gewindeabschnitt U6, an welchen sich ein im Durchmesser verkleinerter Bohrüngsabschnitt kQ anschließt. Dieser geht an einer RingschulterThe feed line 30 has, downstream of the branching off of the channel 3 ^, a threaded section U6, which is followed by a bore section kQ of reduced diameter. This goes on a ring shoulder

in einen noch engeren Bohrungsabschnitt 52 ü"ber, welcher unmittelbar in die Kammer 32 mündet. Im Bohrungsabschnitt kQ ist eine Ventilplatte 5^· verschiebbar geführt, welche einen zentralen Drosselkanal 56 enthält. Die Ventilplatte ^k ist von einer Feder 58 gegen die Ringschulter 50 gedruckt, welche im Zusammenwirken mit der Ventilplatte 5h einen Ventilsitz in der Zulaufbohrung 30 bildet. Die Feder 58 stützt sich an einer Gewindebuchse βθ ab, die in den Gewindeabschnitt k6 der Zulaufbohrung eingeschraubt ist.which opens into an even narrower bore portion 52 ü "over immediately in the chamber 32nd In the bore portion kQ a valve plate 5 ^ · is slidably guided, which includes a central orifice passage 56th the valve plate is ^ k by a spring 58 against the annular shoulder 50 which, in cooperation with the valve plate 5h, forms a valve seat in the inlet bore 30. The spring 58 is supported on a threaded bushing βθ which is screwed into the threaded section k6 of the inlet bore.

Im Betrieb der Einspritzdüse gelangt der von der Einspritzpumpe geförderte Kraftstoff über die Zulaufbohrung 30, den Kanal 3^·, die Ringnut 36 und die Bohrung 38 in den Druckraum kO und dort direkt an den Ventilsitz 16. Die vom Kraftstoff im Druckraum Uo auf die Ventilnadel 18 ausgeübte resultierende Kraft ist gleich Null, solange die Ventilnadel 18 geschlossen ist. Über den Drosselkanal 56 in der Ventilplatte 5^ ist auch die Kammer 32 mit Kraftstoff gefüllt, welcher darin auf die Ventilnadel 18 eine Kraft ausübt, die sich aus dem spezifischen Kraft stoffdruck mal der Querschnittsfläche der Ventilnadel 18 in der Führungsbohrung des Düsenkörpers bemißt. Solange diese Kraft die Vorspannkraft der Schließfeder 22 und die vom Brennraumdruck auf die Ventilnadel 18 ausgeübte Schließkraft nicht zu überwinden vermag, bleibt die Einspritzdüse geschlossen.When the injection nozzle is in operation, the fuel delivered by the injection pump passes through the inlet bore 30, the channel 3 ^ ·, the annular groove 36 and the bore 38 into the pressure chamber kO and there directly to the valve seat 16. The fuel in the pressure chamber Uo on the valve needle 18 resulting force exerted is equal to zero as long as the valve needle 18 is closed. Via the throttle channel 56 in the valve plate 5 ^, the chamber 32 is also filled with fuel, which exerts a force on the valve needle 18 therein, which is measured from the specific fuel pressure times the cross-sectional area of the valve needle 18 in the guide bore of the nozzle body. As long as this force cannot overcome the pretensioning force of the closing spring 22 and the closing force exerted by the combustion chamber pressure on the valve needle 18, the injection nozzle remains closed.

Wenn zu Beginn eines Einspritzvorganges der Kraftstoffdruck ansteigt und die auf die Ventilnadel 18 ausgeübten Schließkräfte überwindet, kann der Kraft-If at the beginning of an injection process the fuel pressure increases and overcomes the closing forces exerted on the valve needle 18, the force

stoff infolge der Drosselung im Drosselkanal 56 nur verzögert in die Kammer 32 gelangen, so daß die Ventilnadel 18 nur entsprechend langsam öffnen kann. Beim Schließen der Ventilnadel 18 wird die Ventilplatte 5^ "von der Ringschulter 50 abgehoben, so daß die beim Öffnungshub in die Kammer 32 eingetretene Kraftstoffmenge ungehindert in die Zulaufbohrung zurückweichen und die Ventilnadel 18 entsprechend schnell schließen kann.substance due to the throttling in the throttle channel 56 only get into the chamber 32 delayed so that the valve needle 18 can only open slowly. When the valve needle 18 is closed, the valve plate 5 ^ "is lifted off the annular shoulder 50, see above that the amount of fuel which entered the chamber 32 during the opening stroke is unhindered into the inlet bore withdraw and the valve needle 18 can close accordingly quickly.

Anstelle der Ventilplatte 5^ kann auch ein gemäß Figur 2 ausgebildeter Schließkörper TO vorgesehen sein, der ebenfalls mit der Ringschulter 50 als Ventilsitz zusammenarbeitet und mit einem in den Bohrungsabschnitt 52 eintauchenden Ansatz 72 versehen ist, welcher mehrere Längsnuten T^- zum ungedrosselten Hindurchtreten des Kraftstoffs bei abgehobenem Schließkörper 70 hat und diesen führt.Instead of the valve plate 5 ^ can also according to Figure 2 trained closing body TO be provided, which is also with the annular shoulder 50 as Valve seat cooperates and is provided with a projection 72 immersed in the bore section 52 is, which several longitudinal grooves T ^ - to the unthrottled Passage of the fuel with the closing body 70 lifted off and this leads.

Bei der Variante nach Figur 3 ist in den Bohrungsabschnitt UQ eine Ventilsitzplatte 76 eingepresst, welche zentral eine Bohrung 78 mit nicht drosselndem Durchgangsquerschnitt und daneben einen Drosselkanal 80 enthält. Als Ventilschließglied dient eine Kugel 82, welche von der Feder 58 gegen den als Ventilsitz ausgebildeten oberen Mündungsrand der Bohrung 78 gedruckt ist.In the variant according to FIG. 3, a valve seat plate 76 is pressed into the bore section UQ , said valve seat plate having a central bore 78 with a non-throttling passage cross section and a throttle channel 80 next to it. A ball 82, which is pressed by the spring 58 against the upper edge of the opening of the bore 78, which is designed as a valve seat, serves as the valve closing element.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur h ist die Dämpfung der Öffnungsbewegung der Ventilnadel 18 auf einen Teilhub h beschränkt. Die Ventilnadel 18 hat zu diesem Zweck eine schrägverlaufendeIn the exemplary embodiment according to FIG. H , the damping of the opening movement of the valve needle 18 is limited to a partial stroke h. The valve needle 18 has an inclined one for this purpose

Bohrung Qk, die vom Druckraum kO in eine Ringnut 86 im Mantelumfang der Ventilnadel 18 führt, welche ein Stück weit oberhalb des Abschnitts U2 der Ventilnadel 18 angeordnet ist. Der Düsenkörper 10 hat eine Querb thrung 88, die aus der Führungsbohrung für die Ventilnadel 18 in die Kammer 32 führt. Die Querbohrung 88 ist so angeordnet_s daß in der dargestellten Schließlage der Ventilnadel 18 zur Ringnut 86 hin eine dem Teilhub h -entsprechende Überdeckung vorhanden ist. Die in der Zulaufbohrung 30, kQ, 52 angeordnete Teile der Dämpfungseinrichtung stimmen mit einer der vorbeschriebenen Ausführungen überein und sind daher nicht dargeestellt. Bore Qk, which leads from the pressure chamber kO into an annular groove 86 in the circumference of the valve needle 18, which is arranged a little way above the section U2 of the valve needle 18. The nozzle body 10 has a transverse recess 88 which leads from the guide bore for the valve needle 18 into the chamber 32. The transverse bore 88 is arranged so that _s in the illustrated closed position of the valve needle to the annular groove 86 toward a h -entsprechende the partial stroke overlap is present eighteenth The parts of the damping device arranged in the inlet bore 30, kQ, 52 correspond to one of the above-described designs and are therefore not shown.

Nachdem die Ventilnadel 18 bei der Öffnungsbewegung den Teilhub h zurückgelegt hat, wird über die Bohrungen 8U und 88 eine Verbindung vom Druckraum kO zur Kammer 32 aufgesteuert, über welche der Kraftstoff schließlich ungedrosselt in die Kammer 32 gelangt. Durch entsprechende Querschnittsformung der Bohrung 88 kann die Aufsteuerung dieser Verbindung nach einem gewünschten Gesetz erfolgen. In den Figuren 5& bis 5c sind verschiedene Querschnittsformen 88a bis 88c dargestellt, bei denen ein linearer bzw. mehr oder weniger progressiver Zusammenhang zwischen Ventilnadelweg und Steuerq.uerschnitt erhalten wird.After the valve needle 18 has covered the partial stroke h during the opening movement, a connection from the pressure chamber kO to the chamber 32 is opened via the bores 8U and 88, via which the fuel finally reaches the chamber 32 unthrottled. By appropriately shaping the cross-section of the bore 88, this connection can be controlled according to a desired law. In FIGS. 5 & 5c, various cross-sectional shapes 88a to 88c are shown, in which a linear or more or less progressive relationship between valve needle travel and control cross section is obtained.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur k könnte auch der Drosselkanal der Dämpfungseinrichtung in das entsprechend zu bemessende Radialspiel zwischen Ventilnadel 18 und Führungsbohrung im Düsenkörper 10 imCould k in the embodiment of figure also the throttle duct of the damping device in the DETERMING corresponding to the radial clearance between the valve needle 18 and the guide bore in the nozzle body 10 in

Bereich der Überdeckung h verlegt werden. Der Drosselkanal 56 in der Ventilplatte 5^ (Figur 1) bzw. dem Schließkörper TO (Figur 2) bzw. der Ventilsitzplatte 76 (Figur 3) könnte dann entfallen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, der Bohrung 88 gemäß Figur 5d einen Querschnitt 88d zu geben, bei welchem eine schlitzartige Erweiterung 90 in Schließlage der Ventilnadel· 18 bis in den Bereich der Ringnut 86 reicht. Die Anordnung könnte aber auch so getroffen sein, daß bereits in der Schließlage der Ventilnadel 18 eine die gewünschte Drosselwirkung ergebende geringe Überdeckung zwischen der nach Figur 5a· bis c ausgebildeten Bohrung 88 und der Ringnut 86 vorhanden ist.The area of the cover h can be laid. The throttle channel 56 in the valve plate 5 ^ (Figure 1) or the Closing body TO (FIG. 2) or the valve seat plate 76 (FIG. 3) could then be omitted. Another It is possible to give the bore 88 according to FIG. 5d a cross section 88d in which a slot-like extension 90 in the closed position the valve needle 18 extends into the area of the annular groove 86. The arrangement could also be made in this way be that already in the closed position of the valve needle 18 the desired throttling effect resulting slight overlap between the bore 88 formed according to FIG. 5a · to c and the Annular groove 86 is present.

Beim Ausührungsbeispiel nach Figur 6 ist anstelle eines Ventilschließgliedes ein Kolben 92 im Bohrungsabschnitt 52 verschiebbar gelagert, welcher von der Feder 58 gegen die gehäusefeste Ringschulter 50 gedrückt ist und eine durchgehende Drosselbohrung 9h enthält. Der Kolben 92 füllt bis auf das notwendige Bewegungsspiel den Bohrungsabschnitt 52 voll aus, der dadurch die Funktion eines Zylinders erhält.In the exemplary embodiment according to FIG. 6, instead of a valve closing member, a piston 92 is slidably mounted in the bore section 52, which is pressed by the spring 58 against the annular shoulder 50 fixed to the housing and contains a continuous throttle bore 9h . The piston 92 completely fills the bore section 52 with the exception of the necessary play, which thereby assumes the function of a cylinder.

Beim Öffnungshub der Ventilnadel 18 tritt der Kraftstoff ähnlich wie bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 3 über die Drosselbohrung 9^· verzögert in die Kammer 32 ein, wodurch die Öffnungswegung gedämpft erfolgt. Der Schließhub der Ventilnadel 18 wird dagegen praktisch nicht behindert,When the valve needle 18 opens stroke, the fuel occurs similar to the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3 via the throttle bore 9 ^ · delayed into the chamber 32, whereby the opening movement takes place attenuated. The closing stroke of the valve needle 18, on the other hand, is practically not hindered,

weil der nach oben ausweichende Kolben 92 das von der Ventilnadel 18 aus der Kammer 32 verdrängte Kraftstoffvolumen in den Bohrungsabschnitt 52 treten läßt. Nach Beendigung des Schließhubs wird der Kolben 92 vqn der Feder 58 gegen die in Figur 6 gezeigte Ausgangsstellung zurückgeführt.because the upwardly deflecting piston 92 removes the fuel volume displaced from the chamber 32 by the valve needle 18 can occur in the bore section 52. After the closing stroke has ended, the Piston 92 returned by spring 58 towards the starting position shown in FIG.

Bei kleinen Nadelhüben und/oder längeren Spritzpausen hat der Kolben .92 seine Ausgangsstellung schon vor Beginn des nächsten Öffnungshubes der Ventilnadel erreicht, so daß dieser Öffnungshub von Anfang gedämpft erfolgt. Die Kraft der Feder 58 und der Querschnitt der Drosselbohrung 9^· sind so bemessen und aufeinander abgestimmt, daß bei größeren Nadelhüben und/oder kürzeren Spritzpausen der Kolben 92 bei Beginn des nächstfolgenden Öffnungshubs seine.Ausgangsstellung nocht nicht erreicht hat. Das hat zur Folge, daß der nächstfolgende Öffnungshub über eine erste Teilstrecke hinweg ungedämpft erfolgt, weil dabei der ansteigende Kraftstoffdruck im Bohrungsabschnitt kQ ungedrosselt über den Kolben 92 und das Kraftstoffpolster in der Kammer 32 auf die stromauf liegende Stirnseite der Ventilnadel 18 übertragen wird. Erst wenn der Kolben 92 an der Ringschulter 50 angelegt hat, tritt die Dämpfungswirkung ein.In the case of small needle strokes and / or longer pauses in injection, the piston .92 has already reached its starting position before the start of the next opening stroke of the valve needle, so that this opening stroke is dampened from the start. The force of the spring 58 and the cross-section of the throttle bore 9 ^ · are dimensioned and coordinated with one another so that with larger needle strokes and / or shorter injection pauses, the piston 92 has not yet reached its starting position at the beginning of the next opening stroke. The consequence of this is that the next opening stroke takes place undamped over a first section, because the increasing fuel pressure in the bore section kQ is transmitted unthrottled via the piston 92 and the fuel cushion in the chamber 32 to the upstream face of the valve needle 18. Only when the piston 92 has made contact with the annular shoulder 50 does the damping effect occur.

Bei der vorbeschriebenen Anordnung wird die unverzögerte Teilstrecke des Öffnungshubes der Ventilnadel umso größer, je größer der Ventilnadelhub und/oder jeIn the above-described arrangement, the undelayed section of the opening stroke of the valve needle the greater the greater the valve needle stroke and / or the

kürzer die Spritzpausen werden. Bei entsprechender Auslegung läßt sich erreichen, daß sich die Verzögerung des Dämpfungsbeginns gegenüber dem Einspritzbeginn bei verschiedenen Betriebspunkten oder in einem ganzen Bereich des Betriebskennfeldes selbstständig den Anforderungen anpaßt.the spray breaks become shorter. With appropriate design it can be achieved that the delay in the start of damping compared to the start of injection is at different operating points or in a whole area of the operating map independently the requirements adapts.

In Figur 7 ist eine Variante zur Ausführung nach Figur 6 dargestellt. Bei dieser ist ein Kolben 96 vorgesehen und der Drosselkanal ist durch das entsprechend bemessene Radialspiel 98 zwischen Kolben 96 und Bohrungsabschnitt 52 gebildet. Zum Verbinden des Radialspiels 98 mit dem Bohrungsabschnitt U8 ist eine Ausnehmung 100 in einem mit der Ringschulter 50 zusammenarbeitenden Bund 102 des Kolbens 96 vorgesehen .In FIG. 7, a variant of the embodiment according to FIG. 6 is shown. A piston 96 is provided in this case and the throttle channel is formed by the correspondingly dimensioned radial play 98 between piston 96 and bore section 52. To connect the radial play 98 with the bore section U8 is a recess 100 in one working with the ring shoulder 50 Collar 102 of the piston 96 is provided.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 8 hat einen Kolben IOU, der ebenfalls ein den Drosselkanal bildendes Radialspiel I06 gegenüber dem Bohrungsabschnitt 52 aufweist. Das Radialspiel IO6 ist über Bohrungen 108 im Kolben IOU mit dem Bohrungsabschnitt U8 verbunden. Ferner ist der Kolben 10.U am Umfang mit mehreren Längsnuten 110 versehen, die bis auf denThe embodiment of Figure 8 has a piston IOU, which also forms the throttle channel Radial play I06 with respect to the bore section 52 having. The radial play IO6 is connected to the bore section U8 via bores 108 in the piston IOU. Furthermore, the piston 10.U is provided on the circumference with a plurality of longitudinal grooves 110, which up to the

Abstand a an einen Bund 112 des Kolbens 10U hermax Distance a to a collar 112 of the piston 10U hermax

anreichen.to enrich.

Durch die Anordnung der Längsnuten 110 wird die maximale Auslenkung des Kolbens 101+ beim Schließhub der Ventilnadel· 18 auf den Weg a begrenzt.The arrangement of the longitudinal grooves 110 results in the maximum deflection of the piston 101+ during the closing stroke the valve needle 18 is limited to the path a.

° max° max

Nach Zurücklegung dieses Weges wirkt der Kolben 10U wie ein Ventilschließglied, welches das aus der Kammer 32 verdrängte Kraftstoffvolumen ungehindert in den Bohrungsabschnitt U8 zurücktreten läßt. Durch entsprechende Wahl des Abstandes a kann der unge-After this distance has been covered, the piston 10U acts like a valve closing member which pulls the out of the chamber 32 displaced fuel volume unhindered in the Borehole section U8 can recede. Through appropriate The choice of the distance a can

IUEXIUEX

dämpfte Teilhub des nächstfolgenden Öffnungshubes der Ventilnadel 18 auf einen für das Verbrennungsgeräusch vorteilhaften Wert beschränkt werden. damped partial stroke of the next opening stroke the valve needle 18 can be limited to a value that is advantageous for the combustion noise.

Diese vorteilhafte Wirkung ist im Schaubild nach Figur 9 verdeutlicht, in welchem über der Zeitachse t nach oben die Ventilnadelhübe h und nach unten die Auslenkungen a des Kolbens 10^ aus der in Figur 8 gezeigten Ausgangsstellung aufgetragen sind. Der Verlauf der Ventilnadelhübe ist mit einem vollen Linienzug und jener der Auslenkungen des Kolbens *\θΗ mit einem gestrichelten Linienzug dargestellt.This advantageous effect is illustrated in the diagram according to FIG. 9, in which the valve needle lifts h are plotted upwards over the time axis t and the deflections a of the piston 10 ^ downwards from the starting position shown in FIG. 8 are plotted. The course of the valve needle lifts is shown with a solid line and that of the deflections of the piston * \ θΗ with a dashed line.

Zum Zeitpunkt t. hat die Ventilnadel 1-8 ihren dem jeweiligen Betriebspunkt entsprechenden vollen Öffnungshub h zurückgelegt, wo.bei der Kolben lOh noch in- der Ausgangsstellung verharrt. Beim Schließhub der Ventilnadel 18, der zum Zeitpunkt t_ beendet ist, wird der Kolben 101+ nach oben verschoben, bis er den Weg a zurückgelegt hat. In dieser Stellung verbleibt der Kolben 10U, bis die Ventilnadel 18 zum Zeitpunkt t„ ihre Schließstellung erreicht hat. Von diesem Zeitpunkt ab schiebt die Feder 58 den Kolben 10U gegen die Ringschulter 50 zurück, was sich in Figur 9 durch die Linie a. darstellt. Zum Zeitpunkt t beginnt der nächstfolgende Öffnungshub, der zuerst ungedämpft erfolgt, bis zum Zeitpunkt t. der Kolben 10U seine Ausgangsstellung erreicht hat und die Dämpfungsmittel mittel wieder wirksam werden.At time t. the valve needle 1-8 has covered its full opening stroke h corresponding to the respective operating point, where the piston lOh still remains in the initial position. During the closing stroke of the valve needle 18, which ends at the point in time t_, the piston 101+ is displaced upwards until it has covered the distance a. The piston 10U remains in this position until the valve needle 18 has reached its closed position at time t “. From this point on, the spring 58 pushes the piston 10U back against the annular shoulder 50, which is shown in FIG. 9 by the line a. represents. At time t, the next opening stroke begins, which initially takes place undamped, up to time t. the piston 10U has reached its starting position and the damping means become effective again.

Der strichpunktierte dritte Linienzug in Figur 9 gibt den Hubverlauf des Kolbens 1OU wieder, wenn dieser nicht mit den Längsnuten 110 versehen wäre. Man erkennt, daß der ungedämpfte Teil des nächstfolgenden Öffnungshubes bis zum Zeitpunkt t'. reichen würde und daß durch die Anordnung der Längsnuten 110 im Kolben 10U eine Begrenzung des ungedämpften Teils des Öffnungshubes der Ventilnadel erfolgt.The dash-dotted third line in Figure 9 gives the course of the stroke of the piston 10U again if it were not provided with the longitudinal grooves 110. One recognises, that the undamped part of the next opening stroke up to time t '. are sufficient and that the arrangement of the longitudinal grooves 110 in the piston 10U there is a limitation of the undamped part of the opening stroke of the valve needle.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 10 ist die Ventilnadel 18' in einem Bohrungsabschnitt 11h des Düsenkörpers 10 geführt, dessen Durchmesser D₁ etwas kleiner als der Durchmesser D der brennraumseitigen Druckschulter 116 der Ventilnadel 18' ist. Dadurch ist eine Differenzfläche gebildet, an welcher der ungedrosselte Kraftstoffdruck im Druckraum Uo zusätzlich eine in Öffnungsrichtung wirkende Kraft auf die Ventilnadel 18' ausübt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß auch in den hohen Drehzahlbereichen der Maschine bereits am Einspritzbeginn eine zur Beschleunigung der Ventilnadel ausreichende Kraft unverzögert auf die Ventilnadel einwirkt. Im unteren Drehzahl- und Einspritzmengenbereich kann die Ventilnadel auch bis zu größeren Nadelhüben wirkungsvoll gedämpft bzw. verzögert werden, ohne daß die Spritzdauer bei höheren Drehzahlen zu lang wird.In the embodiment of Figure 10, the valve needle 18 'in a bore portion 11 h of the nozzle body 10 out of which the diameter D ₁ slightly than the diameter D of the combustion chamber pressure shoulder 116 of the valve needle 18 is less' is. As a result, a differential area is formed on which the unthrottled fuel pressure in the pressure chamber Uo also exerts a force acting in the opening direction on the valve needle 18 '. This arrangement has the advantage that, even in the high speed ranges of the machine, a force sufficient to accelerate the valve needle acts immediately on the valve needle at the start of injection. In the lower speed and injection quantity range, the valve needle can also be effectively damped or delayed up to larger needle strokes without the injection duration becoming too long at higher speeds.

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Claims

February 22, I98U Ki / Le

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Expectations

Ay fuel injection nozzle for internal combustion engines, with a nozzle body, in which a valve seat is formed and a valve needle is displaceably mounted, which is acted upon by a closing spring and opposite to the fuel pressure and moves in the flow direction of the fuel during the opening stroke, furthermore with a fuel Through-flow channel, which leads from a connection bore 'into a pressure chamber in front of the valve seat in the valve needle bore of the nozzle body, which is axially limited by two oppositely directed pressure shoulders of the valve needle', and also with a damping piston that delays the opening movement of the valve needle, one filled with fuel Bounded damping chamber, which is connected to the flow channel via a throttle channel and has a wall section which can be deflected against the force of a return spring during the closing stroke of the valve needle, characterized in that

the damping chamber through the closing spring chamber (32) and the damping piston through the into the closing spring chamber (32) protruding portion of the valve needle (18) is formed, and that also the deflectable wall portion (5U, TO, 82, 92, 96, 10 * 0 of the damping chamber (32) in one of the flow channel (30, 3 ^, 38) to Closing spring chamber (32) leading connecting bore (U8, 52) arranged and from the return spring (58) is pressed against a shoulder (50) fixed to the housing.

2. The injector of claim 1, characterized in that the throttle duct (56), the deflectable wall portion passes through (5 + ^1, TO, 92) of the damping chamber (32).

3. Injection nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the deflectable wall section of the damping chamber (32) is formed by a valve closing member (5U, TO ₅ 82) which is actuated by a return spring (58) in the direction of flow of the fuel against a valve seat (50, T6), which surrounds a non-throttling through cross-section (52, 78) of the connecting bore (U8, 52) and is bridged by the throttle channel (56, 80, 90).

H. Injection nozzle according to Claim 3, characterized in that the throttle channel (80) is formed in a valve seat plate (76) inserted into the connecting bore (U8, 52).

5. Injection nozzle according to claim 1, characterized in that the deflectable wall section of the damping chamber (32) is formed by a piston (92, 96, \ 0k) mounted displaceably in the connecting bore (1 + 8, 52).

6. Injection nozzle according to claim 5, characterized in that the in the damping chamber (32) leading throttle channel (98, 106) at least partially through the clearance between pistons (965 IOU) and guide hole (52) is formed.

7. Injection nozzle according to claim 5 or 6, characterized characterized in that the piston (10U) is provided on the circumference with at least one longitudinal groove (110), which starts from the end face of the piston (IOU) facing the damping chamber (32) and is shorter than the piston (1 OU) is sized.

8. Injection nozzle according to claim 1, characterized in that that the throttle channel through the radial play of the valve needle (18) in the guide bore of the nozzle body (1O) in the area of an overlap (h) between the pressure chamber (UO) and the Damping chamber (32) is formed.

9. Injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the valve needle (18) is provided with one of the pressure chamber ( kO ) leading out channel (8U) which opens out on the circumference of the valve needle (18) at a point which, according to a predetermined partial stroke (h) of the valve needle (18) comes to overlap with a bore (88) in the nozzle body (10) which leads into the damping chamber (32).

10. Injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the guide bore (11U) of the nozzle body (1O) located _{between the damping chamber (32) and the pressure chamber (kO) has a smaller diameter (D 1} ) than that associated with the valve seat (16) The pressure shoulder (116) of the valve needle (18) has.