DE3905391A1 - Fuel injection nozzle for internal combustion engines - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruches. Durch die Steuermittel zum Einstellen des Gesamteinspritzquerschnitts werden besonders im unteren Dreh zahlbereich die Gemischaufbereitung verbessert und die schädlichen Anteile im Abgas verringert. Der Gesamteinspritzquerschnitt wird über das gesamte Betriebskennfeld den einzuspritzenden Kraftstoff mengen angepaßt, so daß bei jedem Betriebszustand eine optimale Zer stäubung des Kraftstoffs erzielt wird. Bei bekannten Einspritzdüsen der gattungsmäßigen Art (DE-A1 29 48 451) ist das Steuerglied ein durch Drehen axial verstellbarer Schieber, der in einem am Düsenkör per brennraumseitig befestigten Düsenkuppenteil angeordnet und über eine parallel zur Ventilnadel im Düsenkörper vorgesehene Verstell mechanik bewegbar ist. Diese Ausführung ist aufwendig und mit einem verhältnismäßig großen schädlichen Totvolumen zwischen dem Ventil sitz und den Spritzlöchern behaftet. The invention relates to a fuel injector according to the Genus of the main claim. By the control means for setting of the total injection cross-section are particularly in the lower rotation the mixture preparation and the harmful ones Portions in the exhaust gas reduced. The total injection cross section is the fuel to be injected over the entire operating map adjusted quantities so that an optimal Zer dusting of the fuel is achieved. With known injection nozzles of the generic type (DE-A1 29 48 451) is the control member by turning axially adjustable slider, which in a on the nozzle body arranged on the combustion chamber side attached nozzle cap part and over an adjustment provided parallel to the valve needle in the nozzle body mechanics is movable. This version is complex and with one relatively large harmful dead volume between the valve seat and the spray holes.
Ferner sind Einspritzdüsen mit einem an der Ventilnadel gebildeten, in ein dem Ventilsitz nachgeschaltetes Sackloch eintauchenden Schie berzapfen bekannt (DE-AS 30 32 735), der den Gesamteinspritzquer schnitt abhängig vom Ventilnadelhub steuert und dadurch für eine gute Zerstäubung auch im Leerlauf und im unteren Drehzahlbereich des Motors sorgt. Die Steuerung des Gesamteinspritzquerschnittes erfolgt jedoch in zwangsläufiger Abhängigkeit vom Ventilnadelhub, wodurch die Möglichkeiten einer Anpassung des Gesamteinspritzquerschnittes an die bei den einzelnen Betriebszuständen geforderten Einspritz mengen doch eingeschränkt sind.In addition, injection nozzles with a formed on the valve needle, dives into a blind hole downstream of the valve seat berzapfen known (DE-AS 30 32 735), the total injection cross Cut depending on the valve needle stroke controls and thereby for one good atomization even at idle and in the lower speed range of the Motors cares. The control of the overall injection cross section takes place however, inevitably depending on the valve needle stroke, whereby the possibilities of adapting the overall injection cross-section to the injection required in the individual operating states quantities are restricted.
Die erfindungsgemäße Kraftstoff-Einspritzdüse mit den kennzeichnen den Merkmalen des Hauptanspruchs zeichnet sich gegenüber der be kannten gattungsmäßigen Ausführung durch einen einfachen Aufbau und durch ein geringes schädliches Totvolumen im Sackloch aus.Label the fuel injector according to the invention with the features of the main claim are distinguished from the be knew generic execution by a simple structure and due to a low harmful dead volume in the blind hole.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch mög lich.The measures listed in the subclaims provide for partial refinements of the arrangement according to the main claim possible Lich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuermittel auf die Ventil nadel nur einwirken, wenn diese vom Ventilsitz abgehoben hat, vor zugweise wenn die Ventilnadel eine Hubbewegung ausführt. In diesem Fall wird einer bzw. jeder Hubbewegung der Ventilnadel eine Drehbe wegung überlagert, um den gewünschten Gesamteinspritzquerschnitt bzw. -querschnittsverlauf zu erzielen. Die Winkelstellung der Ven tilnadel bzw. das Maß der Winkeldrehung ist im Motorkennfeld abge legt. It when the control means on the valve is particularly advantageous Only act on the needle if it has lifted off the valve seat sometimes when the valve needle performs a lifting movement. In this Fall is one or each stroke of the valve needle a Drehbe motion overlaid to the desired total injection cross section to achieve or cross-sectional profile. The angular position of the ven tilnadel or the amount of angular rotation is abge in the engine map sets.
Weiter wird vorgeschlagen, daß der das Steuerglied bildende Stirn zapfen der Ventilnadel in deren Schließstellung die Mindestquer schnitte der Spritzlöcher vollständig überdeckt, so daß in den Spritzpausen die Verbrennungsgase nicht oder nur stark gedrosselt an den Ventilsitz gelangen können. Die Abdeckung muß keine Dichtfunk tion haben, weil diese vom Ventilsitz am Düsenkörper und der zuge ordneten Ventilsitzfläche bzw. -kante an der Ventilnadel ausgeübt wird.It is further proposed that the forehead forming the control member tap the valve needle in its closed position the minimum cross cuts the spray holes completely covered, so that in the Spray pauses do not, or only severely throttle, the combustion gases can reach the valve seat. The cover does not have a sealing radio tion because these are from the valve seat on the nozzle body and the arranged valve seat surface or edge exercised on the valve needle becomes.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing represents and explained in more detail in the following description. It demonstrate
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausge bildete Einspritzdüse und Fig. 2 vergrößert den brennraumseitigen Endabschnitt der Einspritzdüse nach Fig. 1. Fig. 1 shows a longitudinal section through an injector according to the invention being formed and Fig. 2 increases the combustion chamber side end portion of the injector of FIG. 1.
Die Einspritzdüse hat einen Düsenkörper 10, der zusammen mit einer Zwischenscheibe 12 durch eine Überwurfmutter 14 an einem Düsenhal ter 16 festgespannt ist. Im Düsenkörper 10 ist eine Ventilnadel 18 verschiebbar gelagert, die durch eine im Düsenhalter 16 angeordnete Schließfeder 20 über ein Druckstück 22 gegen einen Ventilsitz 24 (Fig. 2) im Düsenkörper 10 gedrückt ist. Die Ventilnadel 18 hat im Bereich eines Druckraumes 26 im Düsenkörper 10 eine Druckschulter 28, an welcher der über einen Anschlußstutzen 30 am Düsenhalter 10 und über Kanäle 32, 34, 36 in den Teilen zugeführte Einspritzkraft stoff im Öffnungssinn an der Ventilnadel 18 angreift. Vom Druckraum 26 führt ein Ringspalt 38 zwischen der Ventilnadel 18 und der Boh rungwand des Düsenkörpers 10 zum konischen Ventilsitz 24, der in ein Sackloch 40 in einer Düsenkuppe 42 übergeht, von welchem vier Spritzlöcher ausmünden, von denen die mit ihren Achsen in der Zeich nungsebene liegenden mit den Bezugszahlen 44, 46 bezeichnet sind.The injection nozzle has a nozzle body 10 which is clamped together with an intermediate plate 12 by a union nut 14 to a nozzle holder 16 . In the nozzle body 10, a valve needle is displaceably mounted 18 which is pushed by a nozzle holder 16 arranged in the closing spring 20 via a pressure member 22 against a valve seat 24 (Fig. 2) in the nozzle body 10. The valve needle 18 has in the region of a pressure chamber 26 in the nozzle body 10 has a pressure shoulder 28, at which the current supplied to the parts via a connection piece 30 on the nozzle holder 10 and via conduits 32, 34, 36 of injection fuel in the opening direction on the valve needle 18 engages. From the pressure chamber 26 , an annular gap 38 between the valve needle 18 and the drilling wall of the nozzle body 10 leads to the conical valve seat 24 , which merges into a blind hole 40 in a nozzle tip 42 , from which four spray holes open, one of which opens with its axes in the drawing plane lying with the reference numerals 44 , 46 are designated.
Die Ventilnadel 18 hat am brennraumseitigen Endbereich zwei sich konisch verjüngende Abschnitte 50, 52, zwischen denen eine mit dem Ventilsitz 24 zusammenarbeitende Dichtkante 54 gebildet ist. An den konischen Abschnitt 52 schließt sich ein insgesamt mit der Bezugs teil 56 bezeichneter Stirnzapfen an, der aus einem im Durchmesser kleineren zylindrischen Halsteil 58 und einem an einer Ringschulter 60 beginnenden, von der Grundform her ebenfalls zylindrischen Steu erteil 62 besteht, welcher bis auf einen geringen Bewegungsspalt dem Querschnitt des Sacklochs 40 angepaßt ist. Der Steuerteil 62 über deckt den Mündungsbereich der Spritzlöcher 44, 46 und ist an seinem Umfang mit vier den Spritzlöchern zugeordneten örtlichen Ausspa rungen 64 versehen, über welche der Einspritzkraftstoff bei ent sprechender Drehstellung der Ventilnadel 18 aus einem zwischen Hals teil 58 und der Sacklochwand gebildeten Ringraum 66 zu den einzelnen Spritzlöchern 44, 46 gelangt.The valve needle 18 has at the end region on the combustion chamber side two conically tapering sections 50 , 52 , between which a sealing edge 54 cooperating with the valve seat 24 is formed. At the conical section 52 is a total designated with the reference part 56 front pin, which consists of a smaller in diameter cylindrical neck portion 58 and a beginning at an annular shoulder 60 , from the basic shape also cylindrical control part 62 , which except for one small movement gap is adapted to the cross section of the blind hole 40 . The control part 62 covers the mouth of the spray holes 44 , 46 and is provided on its circumference with four spray holes associated with local recesses 64 , via which the injection fuel at ent speaking rotational position of the valve needle 18 from a part formed between the neck 58 and the blind hole wall 66 arrives at the individual spray holes 44 , 46 .
Jede Aussparung 64 ist durch eine etwa parallel zur Düsenachse ver laufende Steuerflanke 68 und eine schräge Flanke 70 begrenzt, so daß die zwischen den Aussparungen 64 verbleibenden Umfangsbereiche 72 des Steuerteils 62 von der Seite her gesehen die Form von Sägezähnen haben. Die Aussparungen 64 sind durch einen Erodierprozeß in den Steuerteil 62 eingearbeitet. An einer Stelle des Umfangs ist der Steuerteil 62 mit einer Überströmnut 74 versehen, über welche ein Druckausgleich zwischen dem Ringraum 66 und dem Restvolumen des Sacklochs 40 stattfinden kann. Die Stirnseite des Stirnzapfens 56 bzw. Steuerteils 62 ist zur Verringerung des Restvolumens halbkugel förmig ausgebildet. Each recess 64 is delimited by a control flank 68 running approximately parallel to the nozzle axis 68 and an inclined flank 70 , so that the peripheral regions 72 of the control part 62 remaining between the recesses 64 have the shape of saw teeth from the side. The recesses 64 are machined into the control part 62 by an erosion process. At one point on the circumference, the control part 62 is provided with an overflow groove 74 , via which a pressure equalization between the annular space 66 and the remaining volume of the blind hole 40 can take place. The end face of the end pin 56 or control part 62 is hemispherical to reduce the remaining volume.
Am stromaufliegenden Endbereich ist die Ventilnadel 18 wie üblich mit einer Ringschulter 76 am Übergang zu einem Druckzapfen 78 ver sehen, die im Zusammenwirken mit der unteren Stirnseite der Zwi schenscheibe 12 den Hub der Ventilnadel 18 begrenzt. Der Druckzapfen 78 ist unverdrehbar mit dem Druckstück 22 verbunden, welches seiner seits verdrehsicher, jedoch verschiebbar mit einer Stellstange 80 über einen an dieser angebrachten Vierkant 82 gekoppelt ist. Die Stellstange 80 ist fest mit einer Scheibe 84 verbunden, über welche sich die Schließfeder 20 an einer Schulter 86 des Düsenhalters 16 abstützt und welche somit die Stellstange 80 in Achsrichtung fest legt. Zwischen der Scheibe 84 und der Schulter 86 ist eine die Rei bung zwischen den Teilen vermindernde Druckscheibe 87 aus ent sprechendem, abriebfesten Material angeordnet.At the upstream end region, the valve needle 18 is seen as usual with an annular shoulder 76 at the transition to a pressure pin 78 , which in cooperation with the lower end face of the intermediate disc 12 limits the stroke of the valve needle 18 . The pressure pin 78 is non-rotatably connected to the pressure piece 22 , which in turn is non-rotatably, but slidably coupled to an actuating rod 80 via a square 82 attached to it. The actuating rod 80 is fixedly connected to a disk 84 , via which the closing spring 20 is supported on a shoulder 86 of the nozzle holder 16 and which thus fixes the actuating rod 80 in the axial direction. Between the disc 84 and the shoulder 86 is a Rei between the parts reducing pressure plate 87 made of ent speaking, abrasion-resistant material.
Die Stellstange 80 ist über die Scheibe 84 hinaus nach oben ver längert und ragt durch eine Packung 88 abgedichtet aus dem Düsenhal ter 16 heraus. Am freien Ende ist die Stellstange 80 mit einem Vier kant 90 zum verdrehsicheren Verbinden mit dem mechanischen Ausgangs glied einer Steuereinrichtung versehen, welche zum Verändern bzw. Anpassen des Gesamteinspritzquerschnitts an die jeweils einzu spritzende Kraftstoffmenge dient. Am Düsenhalter 16 ist ferner ein Leckölanschluß 92 vorgesehen, der über Bohrungen 94, 96 mit der die Schließfeder 20 aufnehmenden Kammer im Düsenhalter 16 verbunden ist.The actuating rod 80 is extended beyond the disk 84 upwards and protrudes sealed by a pack 88 from the nozzle holder 16 . At the free end, the actuating rod 80 is provided with a square 90 for rotation-proof connection to the mechanical output member of a control device which serves to change or adapt the total injection cross section to the amount of fuel to be injected. On the nozzle holder 16, a drain port 92 is further provided which is connected to the closing spring 20 is receiving chamber in the nozzle holder 16 through holes 94, 96th
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Anordnung so getrof fen, das in der Schließstellung der Ventilnadel 18 der Steuerteil 62 gemäß Fig. 2 die Mündungsquerschnitte der Spritzlöcher 44, 46 voll überdeckt. Sobald die Ventilnadel 18 vom Ventilsitz 24 abgehoben hat, werden die Ventilnadel 18 und mit ihr die Steuerflanken 68 durch die Steuereinrichtung über die Stellstange 80 so verdreht, daß sie in den Bereich der Mündungsquerschnitte der Spritzlöcher 44, 46 gelangen und diese nach Maßgabe der Steuerbefehle mehr oder weniger bzw. vollständig freigeben.In the described embodiment, the arrangement is such that in the closed position of the valve needle 18 of the control part 62 according to FIG. 2, the mouth cross-sections of the spray holes 44 , 46 are completely covered. As soon as the valve needle 18 has lifted off the valve seat 24 , the valve needle 18 and with it the control flanks 68 are rotated by the control device via the actuating rod 80 in such a way that they reach the area of the mouth cross-sections of the spray holes 44 , 46 and these more in accordance with the control commands or less or fully release.
Claims (5)
Priority Applications (1)
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DE19893905391 DE3905391A1 (en) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Fuel injection nozzle for internal combustion engines |
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