DE3736700A1

DE3736700A1 - Fuel injection nozzle for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE3736700A1
Application number: DE19873736700
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: INTER SYSTEM VERTRIEB GES fur
Current assignee: INTER SYSTEM VERFAHRENSTECHNIK GMBH, 8000 MUENCHEN
Priority date: 1987-10-29
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1989-05-11
Also published as: PL269333A1

Abstract

Fuel injection nozzle for an internal combustion engine having a nozzle body in which a fuel supply, a needle valve, a cavity (8) into which the fuel supply leads and a throttle channel (1) are formed, said channel (1) being connected to the cavity (8) and the needle valve opening and closing the throttle channel (1). The fuel supply consists of an annular space which is concentric with respect to the valve needle (2) of the needle valve and in which a securing component (12) is arranged which guides the valve needle (1) and keeps it at a distance from the inner wall of the nozzle body. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a fuel injector for an internal combustion engine according to the generic term of Claim 1.

Bei einer herkömmlichen derartigen Kraftstoff-Ein spritzdüse für eine Brennkraftmaschine ist die Kraftstoff zuführung in Form von wenigstens einer Bohrung im Düsen körper ausgebildet, die in der Kaverne mündet. Da derartige Bohrungen nicht beliebig dick ausgebildet werden können, ergibt sich bei einer hohen Beschleunigung der Brennkraft maschine die Schwierigkeit, daß die notwendige Kraftstoff menge nicht schnell genug zugeführt werden kann, was zu Aussetzern und Fehlzündungen der Brennkraftmaschine führen kann.With a conventional fuel on The spray nozzle for an internal combustion engine is the fuel supply in the form of at least one hole in the nozzle body trained, which opens into the cavern. Because such Bores cannot be made to any thickness, results from a high acceleration of the internal combustion engine machine the difficulty that the necessary fuel quantity cannot be supplied quickly enough, which leads to Misfires and misfiring of the internal combustion engine can.

Herkömmliche Kraftstoff-Einspritzdüsen für Brennkraft maschinen werden weiterhin dadurch hergestellt, daß im Düsenkörperrohling die Kaverne durch Ätzen ausgebildet wird, wobei aufgrund der kürzeren Ätzzeit der Düsenkörper aus einem gewöhnlichen Stahlmaterial besteht und lediglich an seiner einspritzseitigen Außenfläche gehärtet wird.Conventional fuel injectors for internal combustion machines are still manufactured in that in Nozzle body blank formed the cavern by etching is due to the shorter etching time of the nozzle body consists of an ordinary steel material and only is hardened on its injection-side outer surface.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, eine Kraftstoff-Einspritzdüse nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß auch bei einer hohen Beschleunigung der Brennkraftmaschine eine ausreichende Kraftstoffversorgung durch die Kraftstoff zuführeinrichtung sichergestellt ist.The object underlying the invention is in contrast, a fuel injector after the Generic term of claim 1 so that even with high acceleration of the internal combustion engine adequate fuel supply from the fuel feeding device is ensured.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Aus bildung gelöst, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben ist.This object is achieved according to the invention by the education solved in the characterizing part of claim 1 is specified.

Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzdüse steht somit der gesamte Durchgang oder stehen somit alle vorgesehenen Durchgänge zwischen der Innenwand des Düsen körpers und der Außenwand des Halteteils zum Führen der Ventilnadel zur Zuführung des Kraftstoffs zur Verfügung. Da dieser Durchgang oder diese Durchgänge in beliebiger Größe ausgebildet werden kann bzw. können, kann sichergestellt wer den, daß auch bei einer hohen Beschleunigung der Brenn kraftmaschine eine ausreichende Kraftstoffzuführung gewähr leistet ist.In the fuel injector according to the invention the entire passage stands or all stands provided passages between the inner wall of the nozzle body and the outer wall of the holding part for guiding the Valve needle for supplying the fuel available. Because this passage or these passes in any Size can be trained, who can ensure that even with a high acceleration of the burning ensure sufficient fuel supply to the engine is accomplished.

Da darüber hinaus die Kraftstoffzuführung nicht über einzelne Bohrungen im Düsenkörper erfolgt, ist die Kaverne von der Außenseite des Düsenkörpers her zugänglich, so daß bei der Herstellung der Kraftstoffeinspritzdüse dieser Teil durch eine mechanische Bearbeitung ausgebildet werden kann und sich somit ein Ätzvorgang erübrigt, der bei der Her stellung üblicher Kraftstoff-Einspritzdüsen zur Ausbildung des Kavernenteils erforderlich ist. Das hat den weiteren Vorteil, daß die mechanische Bearbeitung der Kaverne gleich mäßiger und mit glatteren Flächen erfolgen kann, was die Gleichförmigkeit der Kraftstoff-Einspritzdüse bei ihrer Herstellung verbessert. Die Herstellung über eine mechani sche Bearbeitung kann darüber hinaus in kürzerer Zeit er folgen.In addition, the fuel supply does not have individual holes in the nozzle body is the cavern accessible from the outside of the nozzle body, so that this part in the manufacture of the fuel injector can be formed by mechanical processing and thus an etching process is unnecessary, which is in the Her position of common fuel injectors for training of the cavern part is required. That has the other Advantage that the mechanical processing of the cavern is the same can be done more moderately and with smoother surfaces, which the Uniformity of the fuel injector at its Manufacturing improved. The production via a mechani machining can also take less time consequences.

Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzdüse ist darüber hinaus reparaturfähig, da durch Entfernen der Ven tilnadel und des Halteteils ggf. abgenutzte Paßflächen im Bereich der Kaverne mechanisch nachbearbeitet werden können.The fuel injector according to the invention is also repairable because by removing the ven tilnadel and the holding part possibly worn fitting surfaces in Area of the cavern can be mechanically reworked.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildun gen der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzdüse sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 7.Particularly preferred configurations and further training gene of the fuel injector according to the invention Subject matter of claims 2 to 7.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigenThe following are based on the associated drawing particularly preferred embodiments of the invention described in more detail. Show it

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Kraftstoff-Einspritzdüse, Fig. 1 is a cross-sectional view of a conventional fuel injector,

Fig. 2 eine Axialschnittansicht eines Ausführungsbei spiels der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritzdüse, Fig. 2 is an axial sectional view of an exemplary embodiment of the inventive game fuel injector,

Fig. 3 eine Radialschnittansicht des in Fig. 2 darge stellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kraft stoff-Einspritzdüse, Fig. 3 is a radial sectional view of the set in Fig. 2 Darge embodiment of the motor according to the invention injection nozzle,

Fig. 4 eine Axialschnittansicht eines weiteren Aus führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Ein spritzdüse, Fig. 4 is an axial section of a further example of the inventive guidance from a fuel injection nozzle,

Fig. 5 in einer teilweise axial geschnittenen Seiten ansicht den Teil des in Fig. 4 dargestellten Ausführungs beispiels der Erfindung, an dem die Kanäle im Halteteil mit der Ringnut in der Ventilnadel verbunden sind, Fig. 5 in a partially axially sectioned side view of the portion of the execution shown in Fig. 4 of the invention, on which the channels are connected in the holding part with the annular groove in the valve needle,

Fig. 6 und 7 Radialschnittansichten längs der Linien A-A und B-B in Fig. 5 jeweils, FIGS. 6 and 7 radial sectional views taken along lines AA and BB in Fig. 5, respectively,

Fig. 8 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht, Fig. 8 is a Fig. 5 corresponding view,

Fig. 9 eine Radialschnittansicht längs der Linie C-C in Fig. 8, und Fig. 9 is a radial sectional view taken along line CC in Fig. 8, and

Fig. 10 eine Seitenansicht der Ventilnadel für das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä ßen Kraftstoff-Einspritzdüse. Fig. 10 is a side view of the valve needle for the embodiment of the fuel injection nozzle according to the invention shown in Fig. 4.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine herkömmliche Kraft stoff-Einspritzdüse für eine Brennkraftmaschine dargestellt. Diese Kraftstoff-Einspritzdüse umfaßt einen Düsenkörper, in dem eine Kraftstoffzuführung in Form einer Bohrung 4, eine zentrale Bohrung für die Ventilnadel 2 eines Nadelventils, eine Kaverne 8, in die die Bohrung 4 für die Kraftstoffzu führung mündet, und ein Drosselkanal 1 ausgebildet sind. Der Drosselkanal 1 dient zum Ausgeben des Kraftstoffes und wird von der Ventilnadel 2 unter der Vorspannung einer Fe der 5 geöffnet und geschlossen. Zwischen der Ventilnadel 2 und dem Düsenkörper befindet sich eine Dichtung 3.In Fig. 1 of the drawing, a conventional fuel injector for an internal combustion engine is shown. This fuel injector comprises a nozzle body in which a fuel supply in the form of a bore 4 , a central bore for the valve needle 2 of a needle valve, a cavern 8 into which the bore 4 leads for the supply of fuel, and a throttle channel 1 are formed. The throttle channel 1 is used to dispense the fuel and is opened and closed by the valve needle 2 under the pretension of an Fe 5 . A seal 3 is located between the valve needle 2 and the nozzle body.

Bei einer derartigen herkömmlichen Kraftstoff-Einspritz düse, beispielsweise zum Einspritzen von Dieselkraftstoff in einen Dieselmotor muß der gesamte benötigte Kraftstoff über die Bohrungen 4 zugeführt werden, was bei einer hohen Beschleunigung, beispielsweise eines Dieselmotors dazu führen kann, daß nicht genügend Kraftstoff zugeführt wird.In such a conventional fuel injection nozzle, for example for injecting diesel fuel into a diesel engine, all of the required fuel must be supplied via the bores 4 , which can result in a high acceleration, for example a diesel engine, that insufficient fuel is supplied.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsge mäßen Kraftstoff-Einspritzdüse. Wie es in Fig. 2 darge stellt ist, umfaßt auch dieses Ausführungsbeispiel der er findungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse einen Düsenkörper mit einer Kaverne 8 und einem Drosselkanal 1, der über eine Ventilnadel 2 geöffnet und geschlossen wird, die durch eine Feder 5 beaufschlagt ist. Fig. 2 shows an embodiment of the fuel injection nozzle according to the invention. As it is shown in Fig. 2 Darge, this embodiment of the inventive fuel injector includes a nozzle body with a cavern 8 and a throttle channel 1 , which is opened and closed via a valve needle 2 , which is acted upon by a spring 5 .

Im Gegensatz zu der bekannten Kraftstoff-Einspritzdüse ist jedoch die Kraftstoffzuführung nicht in Form eines oder mehrerer dünner Bohrungen ausgebildet, sondern besteht die Kraftstoffzuführung aus einem um die Ventilnadel 2 herum konzentrisch verlaufenden Ringraum 14, der dadurch gebildet ist, daß ein Halteteil 12 in den Düsenkörper eingesetzt ist, das mit seinem zylindrischen Teil eine Führung für die Ventilnadel 2 bildet und mit speichenartigen Abstands halteelementen 13 versehen ist, die radial vom zylindrischen Teil ausgehen und dafür sorgen, daß die Ventilnadel 2 in der Mitte im Abstand von den äußeren Innenwänden des Ring raumes, d.h. der Innenwand des Innenraumes des Düsenkörpers gehalten wird.In contrast to the known fuel injection nozzle, however, the fuel supply is not designed in the form of one or more thin bores, but instead the fuel supply consists of an annular space 14 which is concentric around the valve needle 2 and is formed by a holding part 12 in the nozzle body is used, which forms a guide for the valve needle 2 with its cylindrical part and is provided with spoke-like spacing holding elements 13 which extend radially from the cylindrical part and ensure that the valve needle 2 in the middle at a distance from the outer inner walls of the ring space , ie the inner wall of the interior of the nozzle body is held.

Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, sind mehrere vor zugsweise zwei Gruppen von Abstandshalteelementen axial im Abstand voneinander vorgesehen, um die Ventilnadel si cher und genau in ihrer richtigen Lage zu halten.As shown in Fig. 2, several preferably two groups of spacer elements are provided axially at a distance from one another in order to hold the valve needle si cher and exactly in its correct position.

Die Kraftstoffzuführung erfolgt bei dem oben beschrie benen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoff- Einspritzdüse über die Zwischenräume zwischen den Abstands halteelementen 13, d.h. über den Ringraum 14, der in die Kaverne 8 mündet, wobei ersichtlich ist, daß die Ausbildung des Ringraumes 14 so gewählt werden kann, daß bei allen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine eine ausreichen de Kraftstoffversorgung sichergestellt ist.The fuel supply takes place in the above-described exemplary embodiment of the fuel injector according to the invention via the spaces between the spacing elements 13 , that is, via the annular space 14 , which opens into the cavern 8 , wherein it can be seen that the design of the annular space 14 can be chosen that a sufficient de fuel supply is ensured in all operating conditions of the internal combustion engine.

Die speichenartigen Abstandshalteelemente 13 können in beliebiger Anzahl vorgesehen sein, vorzugsweise sind sie in gleichen Winkelabständen um den zylindrischen Teil des Halteelementes 12 herum angeordnet, wie es in Fig. 3 darge stellt ist.The spoke-like spacing elements 13 can be provided in any number, preferably they are arranged at equal angular intervals around the cylindrical part of the holding element 12 , as is shown in FIG. 3 Darge.

Das Halteteil 12 kann in den Düsenkörper eingepreßt oder eingeschraubt sein, wobei der Düsenkörper ein gesenk geschmiedetes Bauteil sein kann.The holding part 12 can be pressed or screwed into the nozzle body, wherein the nozzle body can be a drop-forged component.

Auch bei dem zweiten in Fig. 4 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritz düse ist in einem Düsenkörper mit einer Kaverne 8 ein Halteteil 12 für die Ventilnadel 2 vorgesehen, das bei dem zweiten Ausführungsbeispiel dicht in den Innenraum des Dü senkörpers eingepaßt ist.Also in the second embodiment shown in FIG. 4, the fuel injection nozzle according to the invention, a holding part 12 for the valve needle 2 is provided in a nozzle body with a cavern 8 , which in the second embodiment is fitted tightly into the interior of the nozzle body.

Bei diesem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungs beispiel der Erfindung erfolgt die Kraftstoffzuführung über Kanäle, die in Längsrichtung des Halteteils 12 in der Außenwand des Halteteils 12 vorgesehen, beispielsweise in diese Außenwand gefräst sind.In this second embodiment of the invention shown in FIG. 4, the fuel is supplied via channels which are provided in the longitudinal direction of the holding part 12 in the outer wall of the holding part 12 , for example milled into this outer wall.

Wie es in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt ist, sind die in der Außenwand des Halteteils 12 vorgesehenen Kanäle in Längsrichtung des Halteteils 12 an einer Stelle unter brochen und an beiden Enden der Unterbrechung über radiale Bohrungen 17 mit der Innenseite, d.h. mit der Innenwand des Gleitkanals für die Ventilnadel 2 verbunden. Diese axialen Bohrungen 17 münden bei ganz oder teilweise geschlossenem Nadelventil in einer ra dial ausgebildeten Ringnut 16 in der Ventilnadel 2, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Die Kraftstoffzuführung erfolgt somit über die an der Außenwand des Halteteils 12 vorgesehenen Kanäle 15, an der Unterbrechung dieser Kanäle 15 über die radialen Bohrungen 17 zur Ringnut 16 und von dieser wieder über ra diale Bohrungen 17 zu den an der Außenwand des Halteteils 12 fortgesetzten Kanälen 15.As shown in FIGS. 5, 6 and 7 are provided for in the outer wall of the holding part 12 channels in the longitudinal direction of the holding member 12 at a location interrupted and both ends of the interruption via radial bores 17 to the inner side, ie with the inner wall of the slide channel for the valve needle 2 connected. These axial bores 17 open with a completely or partially closed needle valve in a ra dial-shaped annular groove 16 in the valve needle 2 , as shown in Fig. 10. The fuel is thus supplied via the channels 15 provided on the outer wall of the holding part 12 , at the interruption of these channels 15 via the radial bores 17 to the annular groove 16 and from this again via ra diale bores 17 to the channels 15 continued on the outer wall of the holding part 12 .

Durch eine derartige Ausbildung des zweiten Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung wird beim Einspritzvorgang und Druckabfall durch die Verschiebung der Ventilnadel 2 und damit durch die Verschiebung der Außenwand der Ventil nadel 2 mit der Ringnut 16 gegenüber der Stelle, an der die radialen Bohrungen 17 des Halteteils 12 münden, eine momentane vollständige oder teilweise Unterbrechung des Kraftstoff durchflusses bewirkt. Dadurch werden bei einer entsprechenden Auslegung der Ausgleichsfeder in Form einer harten Feder der Druckabbau beschleu nigt und eine größere Anzahl von Einspritzvorgängen pro Zeiteinheit er reicht.By such formation of the second exporting approximately example of the invention, the valve needle 2 and thus by the displacement of the outer wall of the valve needle 2 with the annular groove 16 opposite the point during the injection process, and pressure drop through the shift at which the radial holes 17 of the holding member 12 open , causes a momentary complete or partial interruption of the fuel flow. As a result, with a corresponding design of the compensating spring in the form of a hard spring, the pressure reduction is accelerated and a larger number of injection processes per unit of time is sufficient.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kraftstoff-Einspritz düse können die Kaverne 8, sowie die zugehörigen Paßflächen durch eine mechanische Bearbeitung ausgebildet werden, bevor das Halteteil 12 und anschließend die Ventilnadel eingesetzt werden. Das hat den Vorteil ei ner Zeitersparnis beim Herstellungsverfahren, einer genaueren und stärker reproduzierbaren gleichmäßigen Ausbildung der Ka verne aller hergestellten Kraftstoff-Einspritzdüsen, sowie der Möglichkeit der Verwendung härterer Werkstoffe, bei spielsweise Edelstahl für die Einspritzdüse, da der bei der Herstellung der üblichen Einspritzdüsen erforderliche Ätz vorgang sich erübrigt, der bei Edelstahl zuviel Zeit in An spruch nehmen würde.In the manufacture of the fuel injection nozzle according to the invention, the cavern 8 and the associated mating surfaces can be formed by mechanical processing before the holding part 12 and then the valve needle are used. This has the advantage of saving time in the manufacturing process, a more precise and more reproducible uniform design of the caverns of all fuel injection nozzles produced, and the possibility of using harder materials, for example stainless steel for the injection nozzle, since this is necessary in the production of the usual injection nozzles Etching process is unnecessary, which would take too much time with stainless steel.

Das Halteteil 12 mit dem Gleitkanal für die Ventilnadel 2 wird vorzugsweise mit minimaler Toleranz hergestellt und in den Düsenkörper preßgepaßt.The holding part 12 with the sliding channel for the valve needle 2 is preferably manufactured with minimal tolerance and press-fitted into the nozzle body.

Claims

1. Fuel injection nozzle for a Brennkraftmaschi ne with a nozzle body in which a fuel supply, a needle valve, a cavern, into which the fuel supply opens, and a throttle channel for dispensing the fuel are formed, which is connected to the output of the cavern , wherein the needle valve opens and closes the throttle channel, characterized by a holding part ( 12 ) which is arranged concentrically to the nozzle axis in the nozzle body and is provided with a central sliding channel for guiding the valve needle ( 2 ), the fuel supply in the form of at least one Passage is formed, which runs between the inner wall of the nozzle body and the outer wall of the holding part ( 12 ).

2. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that the passage for the fuel supply is in the form of a concentric to the valve needle ( 2 ) of the needle valve annular space ( 14 ) which is gebil det between the holding part ( 12 ) and the nozzle body.

3. Fuel injection nozzle according to claim 2, characterized in that the holding part ( 12 ) consists of a cylindrical guide part, in which the sliding channel for the valve needle ( 2 ) is formed, and spacer elements ( 13 ), which extend radially from the guide part.

4. Fuel injection nozzle according to claim 3, characterized in that the spacer elements ( 13 ) are designed in the form of individual spokes which are arranged at equal angular intervals around the cylindrical guide part.

5. Fuel injector according to claim 4, characterized characterized that several rows of Spokes are axially spaced from each other.

6. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that the passage for the fuel supply is in the form of channels ( 15 ) which are provided in the longitudinal direction in the outer wall of the holding part ( 12 ) or the inner wall of the nozzle body.

7. Fuel injection nozzle according to claim 6, characterized in that the channels ( 15 ) at one point in the longitudinal direction of the holding part ( 12 ) intermittently and on both sides of the interruption via radial bores ( 17 ) in the holding part ( 12 ) with the sliding channel for the valve needle ( 2 ) is connected, and in the outer wall of the Ven tilnadel ( 2 ) an annular groove ( 16 ) is provided at such a point that when the needle valve is closed, the channels ( 15 ) in the holding part ( 12 ) via the radial holes ( 17 ) and the annular groove ( 16 ) in the valve needle ( 2 ) are connected to each other, the annular groove ( 16 ) having a width in the axial direction which corresponds to the width of the interruption of the channels ( 15 ) in the axial direction.