Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzdüse für
Brennkraftmaschinen der im Oberbegriff des Anspruchs 1
definierten Gattung.The invention relates to a fuel injector for
Internal combustion engines in the preamble of claim 1
defined genus.
Eine solche Einspritzdüse mit Zwischenscheibe und
Zwischenbuchse hat den Vorteil, daß der in engen Grenzen zu
haltende Toleranzbereich des Vorhubs der Ventilnadel allein
durch die Fertigungstoleranzen am Düsenkörper und an der
Düsennadel bestimmt wird. Der Vorhub kann daher genau
gemessen und durch Anschleifen des Anschlags an der
Ventilnadel, der im allgemeinen von dem freien Ende der
Ventilnadel gebildet wird, eingestellt werden. Meßtoleranzen
und/oder im Betrieb bzw. bei der Montage auftretende
Veränderungen wirken sich danach nicht mehr auf die Größe
des Vorhubs aus.
Such an injector with washer and
Intermediate bushing has the advantage of being within narrow limits
maintaining tolerance range of the advance stroke of the valve needle alone
due to the manufacturing tolerances on the nozzle body and on the
Nozzle needle is determined. The advance stroke can therefore be precise
measured and by grinding the stop on the
Valve needle, which is generally from the free end of the
Valve needle is formed to be adjusted. Measurement tolerances
and / or occurring in operation or during assembly
After that, changes no longer affect size
of the advance stroke.
Bei einer bekannten Kraftstoff-Einspritzdüse der eingangs
genannten Art (DE 35 41 131 A1) ist die als Axialbohrung im
Düsenhalter ausgebildete Federkammer stufig ausgeführt, und
die zweite Schließfeder, die den Druckstift koaxial umgibt,
stützt sich über eine Scheibe an der zwischen den
Bohrungsabschnitten gebildeten Ringschulter ab. Der
Druckstift ragt durch eine koaxiale Öffnung in der Scheibe
hindurch und wird stirnseitig von der ersten Schließfeder
beaufschlagt. Während des Vorhubs der Ventilnadel ist
lediglich die erste Schließfeder wirksam, wohingegen während
des Resthubs beide Schließfedern wirksam sind. Diese
konstruktive Bauweise erzwingt wegen der erforderlichen
Abstimmung der Federcharakteristiken der Schließfedern eine
relativ lange Federanordnung und damit einen langen
Düsenhalter.In a known fuel injector at the beginning
mentioned type (DE 35 41 131 A1) is the axial bore in
Nozzle holder trained spring chamber, and
the second closing spring, which coaxially surrounds the pressure pin,
is supported by a disc on the between the
Bore sections formed ring shoulder. The
Push pin protrudes through a coaxial opening in the disc
through and is on the face of the first closing spring
acted upon. During the advance stroke of the valve needle
only the first closing spring is effective, whereas during
of the remaining stroke both closing springs are effective. These
constructive design enforces because of the required
Coordination of the spring characteristics of the closing springs
relatively long spring arrangement and thus a long one
Nozzle holder.
Aus der CH-PS 3 29 505 ist eine Kraftstoff-Einspritzdüse für
Brennkraftmaschinen bekannt, bei welcher die erste
Schließfeder ebenfalls allein während des Vorhubs wirksam
ist, aber nach Durchlaufen des Vorhubs ausgeschaltet wird,
so daß während des Resthubs ausschließlich die zweite
Schließfeder in Tätigkeit tritt. Hierzu ist in dem unteren,
dem Düsenkörper naheliegenden Teil der Federkammer ein die
erste Schließfeder koaxial umgebendes hülsenförmiges
Distanzstück eingesetzt, das sich an seiner der Ventilnadel
zugekehrten Stirnseite an einer gehäusefesten Radialschulter
in der Federkammer abstützt. Auf der anderen Stirnseite des
Distanzstücks liegt ein mit einem Schaft versehener Teller
auf, an dem die an der Federkammer abgestützte, den Schaft
konzentrisch umgebende zweite Schließfeder angreift. Der
Schaft steht in der Schließlage der Ventilnadel mit einem
den Resthub der Ventilnadel entsprechenden Abstand vor einem
seine Bewegung hindernden Queranschlag in der Federkammer,
an dem sich auch die zweite Schließfeder abstützt. Die
Ventilnadel ragt koaxial in die Federkammer hinein und endet
in Schließlage der Ventilnadel mit einem dem Vorhub der
Ventilnadel entsprechenden Abstand vor dem Teller. Die erste
Schließfeder umgibt die Ventilnadel koaxial und stützt sich
an dem Teller und an einem mit der Ventilnadel fest
verbundenen Ringflansch ab.From CH-PS 3 29 505 is a fuel injector for
Internal combustion engines known in which the first
Closing spring also effective alone during the forward stroke
but is switched off after the pre-stroke has been completed,
so that only the second during the remaining stroke
Closing spring comes into action. For this purpose, in the lower
the part of the spring chamber close to the nozzle body
first closing spring coaxially surrounding sleeve-shaped
Spacer used, which is located on the valve needle
facing end face on a radial shoulder fixed to the housing
supported in the spring chamber. On the other end of the
Spacer is a plate with a shaft
on which the shaft supported on the spring chamber
concentrically surrounding second closing spring attacks. The
The stem is in the closed position with a valve needle
the distance corresponding to the remaining stroke of the valve needle in front of
cross stop in the spring chamber preventing its movement,
on which the second closing spring is also supported. The
Valve needle protrudes coaxially into the spring chamber and ends
in the closed position of the valve needle with a forward stroke of
Valve needle appropriate distance in front of the plate. The first
Closing spring coaxially surrounds the valve needle and supports itself
firmly on the plate and on one with the valve pin
connected ring flange.
Bei dieser konstruktiven Ausbildung der Einspritzdüse wird
der Toleranzbereich des Vorhubs durch Fertigungstoleranzen
an der Ventilnadel, an dem Distanzstück sowie an der
Anschlagschulter für das Distanzstück in der Federkammer
bestimmt. Bedingt durch die Vielzahl der
Fertigungstoleranzen und durch Verformung bei der Montage
kann die Vorhub-Toleranz jedoch nur in einem relativ großen
Bereich eingehalten werden, der für manche Anwendungsfälle
zu groß ist. Dies ist insbesondere bei Einspritzdüsen für
direkt einspritzende Brennkraftmaschinen ein erhebliches
Problem.In this constructive design of the injector
the tolerance range of the advance stroke due to manufacturing tolerances
on the valve needle, on the spacer and on the
Stop shoulder for the spacer in the spring chamber
certainly. Due to the large number of
Manufacturing tolerances and due to deformation during assembly
However, the pre-stroke tolerance can only be in a relatively large one
Area to be observed for some applications
is too big. This is particularly the case with injectors
direct injection internal combustion engines a considerable
Problem.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzdüse mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil,
daß bei sehr kleinem Toleranzbereich des Vorhubs der
Ventilnadel die Länge des Düsenhalters wegen kürzerer
Federanordnung kleiner gemacht werden kann. Durch die
erfindungsgemäße Ausbildung des Druckstücks und die Lagerung
der Federteller werden bei unverändert günstiger
Vorhubmessung und -einstellung getrennt wirkende Federwege
für den Vor- und Resthub erzielt. Die erste Schließfeder
macht nur den Weg des Vorhubs und bleibt danach
abgeschaltet. Die zweite Schließfeder macht allein den
Resthub. Dadurch ist es möglich, der ersten Schließfeder
eine kleine, sehr kurze Bauform zu geben und damit die Länge
der Federanordnung und des Düsenhalters insgesamt zu
reduzieren.
The fuel injector according to the invention with the
characterizing features of claim 1 has the advantage
that with a very small tolerance range of the advance stroke
Valve needle the length of the nozzle holder due to shorter
Spring arrangement can be made smaller. Through the
inventive design of the pressure piece and storage
the spring plate will be cheaper at unchanged
Pre-stroke measurement and adjustment of separately acting spring travel
achieved for the preliminary and residual stroke. The first closing spring
only makes the advance stroke and stays after it
switched off. The second closing spring does that alone
Remaining stroke. This makes it possible to use the first closing spring
to give a small, very short design and thus the length
the spring arrangement and the nozzle holder as a whole
to reduce.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im
Anspruch 1 angegebenen Einspritzdüse möglich.By the measures listed in the other claims
are advantageous developments and improvements in
Claim 1 specified injector possible.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung
einen Längsschnitt einer Kraftstoff-Einspritzdüse für direkt
einspritzende Brennkraftmaschinen.The invention is based on one in the drawing
illustrated embodiment in the following
Description explained in more detail. The drawing shows
a longitudinal section of a fuel injector for direct
injecting internal combustion engines.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Die in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Einspritzdüse
besitzt einen Düsenkörper 10, der zusammen mit einer
stirnseitig anliegenden Zwischenscheibe 11 durch eine
Überwurfmutter 12 an einem Düsenhalter 13 festgespannt ist.
Im Düsenkörper 10 ist eine Ventilnadel 14 axial
verschieblich gelagert, die mit einem nach innen gekehrten
Ventilsitz im Düsenkörper 10 zusammenarbeitet und mehrere,
dem Ventilsitz vorgelagerte Spritzöffnungen 15 steuert. Wie
nicht weiter dargestellt ist, ist die Führungsbohrung 16 der
Ventilnadel 14 im Düsenkörper 10 wie üblich an einer Stelle
zu einem Druckraum erweitert, in dessen Bereich die
Ventilnadel 14 eine Druckschulter hat. Der Druckraum ist
über einen Kanal 17 mit einem Stutzen 18 am Düsenhalter 13
zum Anschließen einer zu einer Kraftstoff-Einspritzpumpe
führenden Kraftstoff-Förderleitung verbunden. Der an der
Druckschulter der Ventilnadel 14 anstehende Kraftstoffdruck
schiebt die Ventilnadel 14 entgegen dem abgestuften
Kraftverlauf einer im folgenden beschriebenen
Schließfederanordnung aus zwei Schraubendruckfedern nach
oben, wobei die Ventilnadel 14 in einer Voreinspritzphase
einen Vorhub und in einer Haupteinspritzphase einen Resthub
ausführt, in welchen Kraftstoff über die Spritzöffnungen 15
ausgespritzt wird.The injection nozzle shown in longitudinal section in FIG. 1 has a nozzle body 10 which is clamped together with an intermediate washer 11 lying on the end face by a union nut 12 on a nozzle holder 13 . In the nozzle body 10, a valve needle 14 is axially displaceably mounted, which cooperates with a turned-in valve seat in the nozzle body 10 and controls a plurality of upstream the valve seat spray openings 15 °. As is not shown further, the guide bore 16 of the valve needle 14 in the nozzle body 10 is, as usual, expanded at one point to a pressure chamber, in the area of which the valve needle 14 has a pressure shoulder. The pressure chamber is connected via a channel 17 to a nozzle 18 on the nozzle holder 13 for connecting a fuel delivery line leading to a fuel injection pump. The fuel pressure applied to the pressure shoulder of the valve needle 14 pushes the valve needle 14 upward against the graduated force curve of a closing spring arrangement described in the following, consisting of two helical compression springs, the valve needle 14 executing a preliminary stroke in a pre-injection phase and a residual stroke in a main injection phase, in which fuel via the Spray openings 15 is sprayed out.
Im Düsenhalter 13 ist eine Federkammer 19 koaxial zur
Ventilnadel 14 angeordnet, die als axiale Sackbohrung
ausgebildet und an ihrer offenen Stirnseite von der
Zwischenscheibe 11 abgeschlossen ist. In der Federkammer 19
ist eine erste Schließfeder 21 und eine zweite Schließfeder
22 hintereinandergereiht angeordnet. Die dem Düsenkörper 10
naheliegende erste Schließfeder 21 wirkt über einen
Druckstift 23 ständig auf die Ventilnadel 14 in deren
Schließrichtung. Der Druckstift 23 ist in einer
Zwischenbuchse 24 axial verschieblich geführt und liegt
stirnseitig an dem freien Ende der Ventilnadel 14 an. Die
Zwischenbuchse 24 ist koaxial zur Ventilnadel 14 in der
Zwischenscheibe 11 axial verschieblich geführt und trägt
einen Anschlag 25 und einen Gegenanschlag 26. Der von einer
radialen Ringschulter gebildete Anschlag 25 wirkt mit einem
von einer gleichen Schulter an der Zwischenscheibe 11
gebildeten Gegenanschlag 27 zur Begrenzung des Gesamthubs
der Ventilnadel 14 zusammen. Der vom Boden einer zentralen
Ausnehmung 29 in der Stirnseite der Zwischenbuchse 24
gebildete Gegenanschlag 26 wirkt mit einem von der
Stirnseite der Ventilnadel 14 gebildeten Anschlag 28 zur
Begrenzung des Vorhubs der Ventilnadel 14 zusammen.In the nozzle holder 13 , a spring chamber 19 is arranged coaxially to the valve needle 14 , which is designed as an axial blind bore and is closed on its open end face by the intermediate disk 11 . A first closing spring 21 and a second closing spring 22 are arranged in series in the spring chamber 19 . The first closing spring 21, which is close to the nozzle body 10, constantly acts on the valve needle 14 in its closing direction via a pressure pin 23 . The pressure pin 23 is guided axially displaceably in an intermediate bushing 24 and rests on the end face at the free end of the valve needle 14 . The intermediate bushing 24 is guided axially displaceably in the intermediate disk 11 coaxially with the valve needle 14 and carries a stop 25 and a counter stop 26 . The stop 25 formed by a radial annular shoulder interacts with a counter stop 27 formed by an identical shoulder on the intermediate disk 11 to limit the total stroke of the valve needle 14 . The counter stop 26 formed by the bottom of a central recess 29 in the end face of the intermediate bushing 24 interacts with a stop 28 formed by the end face of the valve needle 14 to limit the forward stroke of the valve needle 14 .
Die erste Schließfeder 21 ist konzentrisch von einer kappen
oder topfförmigen Verschiebehülse 30 umgeben, die in der
Federkammer 19 axial verschieblich geführt ist, mit ihrem
geschlossenen Bodenbereich den Druckstift 23 mit Spiel
umgreift und über eine Scheibe 20 an der Stirnseite der
Zwischenbuchse 24 anliegt. Auf der vom Bodenbereich
abgekehrten ringförmigen Stirnwand der Verschiebehülse 30
liegt ein erster Federteller 31 auf, an welchem die zweite
Schließfeder 22 angreift, die sich mit ihrem anderen Ende
über eine Scheibe 33 am Grunde 32 der Federkammer 19
abstützt. Auf der gegenüberliegenden Seite des ersten
Federtellers 31 stützt sich auch das eine Ende der ersten
Schließfeder 21 ab, die mit ihrem anderen Ende an einem
zweiten Federteller 34 abgefangen ist, der in der
Verschiebehülse 30 ein- und an der Stirnseite des
Druckstifte 23 anliegt. Durch die Vorspannung der zweiten
Schließfeder 22 wird über die Verschiebehülse 30 und die
Scheibe 20 die Zwischenbuchse 24 stirnseitig an der
Stirnseite des Düsenkörpers 10 abgestützt, während bei von
Kraftstoff unbelasteter Ventilnadel 14 die erste
Schließfeder 21 die Ventilnadel 14 in Schließlage hält. Die
zweite Schließfeder 22 hat eine gegenüber der ersten
Schließfeder 21 wesentlich größere Vorspannung. Die
Federkammer 19 ist noch über einen Kanal 35 mit einem
Anschlußnippel 36 für eine Leckölleitung verbunden.The first closing spring 21 is concentrically surrounded by a cap or cup-shaped sliding sleeve 30 which is axially displaceably guided in the spring chamber 19, engages with its closed bottom area the pressure pin 23 with play and rests on the end face of the intermediate bush 24 via a disk 20 . On the annular end wall of the sliding sleeve 30 facing away from the base region there is a first spring plate 31 , on which the second closing spring 22 engages, the other end of which is supported by a disk 33 on the base 32 of the spring chamber 19 . On the opposite side of the first spring plate 31 , one end of the first closing spring 21 is also supported , the other end of which is caught on a second spring plate 34 , which is inserted in the sliding sleeve 30 and abuts the end face of the pressure pin 23 . By prestressing the second closing spring 22 , the intermediate bush 24 is supported on the end face on the end face of the nozzle body 10 via the sliding sleeve 30 and the disk 20 , while when the valve needle 14 is unloaded by fuel, the first closing spring 21 holds the valve needle 14 in the closed position. The second closing spring 22 has a much greater bias than the first closing spring 21 . The spring chamber 19 is still connected via a channel 35 to a connection nipple 36 for a leak oil line.
Beim Einspritzvorgang führt die Ventilnadel 14 einen Vorhub
h v aus, bei welchem nur die erste Schließfeder 21 als
Gegenkraft wirksam ist. Bei diesem Vorhub wird eine
begrenzte Voreinspritzmenge aus den Spritzöffnungen 15
ausgespritzt. Der Vorhub h v ist beendet, wenn der Anschlag
28 an der Ventilnadel 14 an dem Gegenanschlag 26 der
Zwischenbuchse 24 zur Anlage kommt. In dieser Stellung
verharrt die Ventilnadel 14, bis der weiter ansteigende
Kraftstoffdruck die Gegenkraft der zweiten Schließfeder 22
überwindet. Danach wird über den Anschlag 28 und den
Gegenanschlag 26 die Zwischenbuchse 24 um die Strecke h h in
Öffnungsrichtung der Ventilnadel 14 weiterbewegt und über
die Scheibe 20, die Verschiebehülse 30 und den Federteller
31 die zweite Schließfeder 22 zusammengedrückt. Die
Ventilnadel 14 hat ihren Gesamthub beendet, wenn die
Zwischenbuchse 24 den Hubweg h h ausgeführt hat und der
Anschlag 25 an der Zwischenscheibe 11 an dem Gegenanschlag
27 an der Zwischenscheibe 11 anliegt. Während dieses
Resthubes h h ist allein die zweite Schließfeder 22 wirksam
und die erste Schließfeder 21 bleibt ausgeschaltet. Dadurch
kann die erste Schließfeder 21 mit sehr kurzer Baulänge
ausgeführt werden, was sich vorteilhaft auf gewünschte
Reduzierung der Gesamtlänge der Einspritzdüse auswirkt.During the injection process, the valve needle 14 performs a preliminary stroke h v , in which only the first closing spring 21 acts as a counterforce. During this preliminary stroke, a limited pre-injection quantity is injected from the injection openings 15 . The preliminary stroke h v is ended when the stop 28 on the valve needle 14 comes to rest against the counter stop 26 of the intermediate bush 24 . The valve needle 14 remains in this position until the further increasing fuel pressure overcomes the counterforce of the second closing spring 22 . Thereafter, over the stop 28 and the counterstop 26, the intermediate sleeve 24 by the distance h h in the opening direction of the valve needle 14 is further moved and the disc 20, the sliding sleeve 30 and the spring plate 31 compressing the second closing spring 22nd The valve needle 14 has completed its full stroke, when the intermediate sleeve 24 the stroke has executed h h and the stopper 25 abuts the washer 11 at the counter-stop 27 on the intermediate disc. 11 During this residual stroke h h , only the second closing spring 22 is effective and the first closing spring 21 remains switched off. As a result, the first closing spring 21 can be made with a very short overall length, which has an advantageous effect on the desired reduction in the overall length of the injection nozzle.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann die Zwischenscheibe
11 aus zwei Einzelscheiben gebildet werden, von denen die
untere einen größeren Innendurchmesser als die obere hat.
Der Gegenanschlag 27 zur Begrenzung des Gesamthubs der
Ventilnadel 14 wird durch den von der unteren Einzelscheibe
nicht bedeckten Bereich in der oberen Einzelscheibe
gebildet. Der Gegenanschlag 26 zur Begrenzung des Vorhubs
wird von der Scheibenfläche der unteren Einzelscheibe
gebildet, die plan auf der Stirnfläche des Düsenkörpers 10
aufliegt. Bei dieser Ausführung der Zwischenscheibe 11 kann
auch der Gesamthub der Ventilnadel 14 durch entsprechende
Wahl der Scheibendicke der unteren Einzelscheibe leicht auf
den gewünschten Wert eingestellt werden.The invention is not restricted to the exemplary embodiment described. The intermediate plate 11 can thus be formed from two individual plates, the lower one having a larger inner diameter than the upper one. The counter-stop 27 for limiting the total stroke of the valve needle 14 is formed by the area in the upper single disk not covered by the lower single disk. The counter stop 26 for limiting the advance stroke is formed by the disk surface of the lower individual disk, which lies flat on the end face of the nozzle body 10 . In this embodiment of the intermediate disk 11 , the total stroke of the valve needle 14 can also be easily adjusted to the desired value by appropriate selection of the disk thickness of the lower individual disk.