Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse für
Vor- und Haupteinspritzung für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbe
griff des Anspruchs 1. Bei einer beispielsweise aus der
DE-OS 15 76 477 bekannten Einspritzdüse dieser Art wird die Haupt
einspritzung durch das Steuerglied im Zuführkanal zum Druckraum
solange verzögert, bis die Voreinspritzung abgeschlossen ist. Danach
gibt das Steuerglied bei weiterem Druckanstieg den Durchgang zum
Druckraum frei, so daß sich die Haupteinspritzung mit nur einer sehr
kurzen Unterbrechung an die Voreinspritzung anschließt. Zur Ver
besserung der Funktion von Brennkraftmaschinen ist es jedoch er
strebenswert, die Zeitdauer zwischen Voreinspritzung und Hauptein
spritzung zu verlängern.The invention relates to a fuel injector for
Pre and main injection for internal combustion engines according to the Oberbe
handle of claim 1. In one example from the
DE-OS 15 76 477 known injector of this type is the main
injection by the control element in the feed channel to the pressure chamber
delayed until the pre-injection is completed. After that
the control element gives the passage to the pressure increase
Pressure chamber free, so that the main injection with only one very
short interruption after the pre-injection. Ver
However, it does improve the function of internal combustion engines
worth striving for, the time between the pre-injection and the main injection
extend spraying.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Einspritzdüse mit dem kennzeichnenden Merkmal
des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Haupteinspritzung erst nach
Förderung einer bestimmten Kraftstoffmenge nach der Voreinspritzung
einsetzt, so daß die Verbrennungsgeräusche und die Rußbildung weit
herabgesetzt werden können.
The injection nozzle according to the invention with the characteristic feature
of claim 1 has the advantage that the main injection only after
Delivery of a certain amount of fuel after the pre-injection
uses, so that the combustion noise and soot formation far
can be reduced.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 an
gegebenen Einspritzdüsen möglich. Die Ausgestaltung des Speichers
entsprechend dem Anspruch 2 hat den Vorteil, daß der Speicher selbst
den Zeitpunkt für den Druckaufbau an der Ventilnadel steuert. Ein
einfacher Aufbau des Steuerglieds und des Speichers ist im Anspruch
3 angegeben.The measures listed in the subclaims provide for
partial further developments and improvements in claim 1
given injectors possible. The design of the memory
according to claim 2 has the advantage that the memory itself
controls the time for the pressure build-up on the valve needle. A
simple structure of the control element and the memory is in the claim
3 specified.
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt, das einen Teil einer Einspritzdüse im Querschnitt zeigt, und
wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing
represents a part of an injection nozzle in cross section, and
is described in more detail below.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Die dargestellte Einspritzdüse hat einen Düsenkörper 10, der mit
einer Überwurfmutter 11 an einem Haltekörper 12 festgespannt ist. In
einer Führungsbohrung 13 im Düsenkörper 10 ist eine Ventilnadel 15
verschiebbar gelagert, die mit einem nach innen gekehrten Ventilsitz
16 zusammenwirkt, der mehrere Spritzöffnungen 17 aufweist. Die
Führungsbohrung 13 ist wie üblich an einer Stelle zu einem Druckraum
14 erweitert, in dessen Bereich die Ventilnadel 15 eine Druck
schulter 18 hat. Eine nur angedeutete Schließfeder 19 drückt die
Ventilnadel 15 mit einer bestimmten Schließkraft auf den Ventilsitz
16.The injector shown has a nozzle body 10 which is clamped to a holding body 12 with a union nut 11 . A valve needle 15 is slidably mounted in a guide bore 13 in the nozzle body 10 and cooperates with a valve seat 16 which is turned inwards and has a plurality of spray openings 17 . The guide bore 13 is, as usual, expanded at one point to a pressure chamber 14 , in the area of which the valve needle 15 has a pressure shoulder 18 . An only indicated closing spring 19 presses the valve needle 15 onto the valve seat 16 with a certain closing force.
Durch eine von einer Einspritzpumpe herführende Kraftstoffleitung
und einen Zulaufkanal 21 im Haltekörper 12 gelangt der Kraftstoff
unter Druck zunächst in eine Ringnut 22 im Düsenkörper 10. Von dort
führt ein Kanal 23 zu einem ersten Zylinderraum 24, in dem ein
Voreinspritzkolben 25 dichtend verschiebbar ist und von einer
Rückführfeder 26 in die gezeichnete Ausgangslage gedrückt wird. Der
Hub hV des Voreinspritzkolbens 25 ist durch die Länge des Zylinder
raums 24 begrenzt, so daß beim Verschieben des Voreinspritzkolbens
25 jeweils eine bestimmte Kraftstoffmenge als Voreinspritzmenge
durch einen Kanal 27 in den Druckraum 18 verdrängt wird.Through a fuel line leading from an injection pump and an inlet channel 21 in the holding body 12 , the fuel first passes under pressure into an annular groove 22 in the nozzle body 10 . From there, a channel 23 leads to a first cylinder chamber 24 , in which a pre-injection piston 25 can be moved in a sealing manner and is pressed into the initial position shown by a return spring 26 . The stroke hV of the pre-injection piston 25 is limited by the length of the cylinder chamber 24 , so that a certain amount of fuel is displaced as a pre-injection quantity through a channel 27 in the pressure chamber 18 when the pre-injection piston 25 is moved.
Von der Ringnut 22 führt außerdem ein Kanal 28 mit einem konischen
Ventilsitz 29 zu einem zweiten Zylinder 30, in dem ein Ausweich
kolben 31 entgegen der Wirkung einer Rückführfeder 32 begrenzt von
einem Anschlagzapfen 33 um das Maß hH verschiebbar ist. Der Aus
weichkolben 31 hat auf der Kraftstoffzulaufseite ein mit dem Ven
tilsitz 29 als Steuerglied zusammenwirkendes Ventilglied 35, das in
der dargestellten Ausgangslage unter der Kraft der Rückführfeder 32
die zulaufseitige Verbindung zum Zylinder 30 sperrt. Etwa auf halber
Höhe hat der Ausweichkolben 31 eine Umfangsnut 37, welche dauernd
über zwei Längsnuten 38 in seinem Umfang mit dem zulaufseitigen, vom
Ventilglied 35 gegen den Kanal 28 abgesperrten Speicherraum 39 im
Zylinder 30 verbunden ist. Die Umfangsnut 37 bildet zusammen mit
einer über einen Kanal 42 mit dem Druckraum 14 verbundenen Ringnut
41 in der Wand des Zylinders 30 ein Längsschieberventil. Der dem
Speicherraum 39 gegenüberliegende Federraum 43, in dem die Rückführ
feder 32 für den Ausweichkolben 31 angeordnet ist, ist über einen
nicht dargestellten Kanal mit der Leckölrückführung verbunden und
damit druckentlastet.
From the annular groove 22 also leads a channel 28 with a conical valve seat 29 to a second cylinder 30 , in which an evasive piston 31 against the action of a return spring 32 limited by a stop pin 33 is displaceable by the amount hH. From soft piston 31 has on the fuel inlet side with the Ven valve seat 29 cooperating as a valve member 35 which blocks the inlet-side connection to the cylinder 30 in the illustrated starting position under the force of the return spring 32 . Approximately halfway up, the evasive piston 31 has a circumferential groove 37 , which is permanently connected in its circumference via two longitudinal grooves 38 to the inlet-side storage space 39 in the cylinder 30, which is blocked off by the valve member 35 against the channel 28 . The circumferential groove 37 , together with an annular groove 41 connected to the pressure chamber 14 via a channel 42, forms a longitudinal slide valve in the wall of the cylinder 30 . The storage chamber 39 opposite the spring chamber 43, in which the return spring 32 is arranged for the escape piston 31 is connected via a not shown duct with the drain line and thus pressure-relieved.
Die beschriebene Einspritzdüse arbeitet wie folgt:
Beim Zuführen einer Kraftstoffmenge von der Einspritzpumpe durch den
Zulaufkanal 21 beaufschlagt der Kraftstoff gleichzeitig über den
Ringkanal 22 und den Kanal 23 den Voreinspritzkolben 25 und über den
Kanal 28 die durch den Ventilsitz 29 begrenzte Fläche des mit dem
Ausweichkolben 31 verbundenen Ventilglieds 35. Bei steigendem Druck
wird der Voreinspritzkolben 25 bis zum Anschlagen am Grund des
Zylinders 24 entgegen der Wirkung der verhältnismäßig schwachen
Rückführfeder 26 verschoben, wobei er eine durch seinen Durchmesser
und Hub bestimmte Voreinspritzmenge durch den Kanal 27 in den
Druckraum 14 und von dort bei durch den ansteigenden Druck vom Ven
tilsitz 16 abgehobener Ventilnadel 15 durch die Spritzöffnungen 17
in den Brennraum fördert. Da der Öffnungsdruck des Ventilglieds 35
höher als der Öffnungsdruck der Ventilnadel 15 ausgelegt ist,
schließt die Ventilnadel 15 nach dem Einspritzen der Voreinspritz
menge wieder. Während der Voreinspritzphase sperrt das Ventilglied
35 am Ausweichkolben 31 aufgrund der verhältnismäßig steifen Rück
führfeder 32 den Durchgang zum Speicherraum 39 ab. Erst nach Be
endigung der Voreinspritzung und weiterem Druckanstieg hebt das
Ventilglied 35 von seinem Ventilsitz 29 ab, so daß Kraftstoff in den
Speicherraum 39 des Zylinders 30 fließt und den Ausweichkolben 31
entgegen der Wirkung der Rückführfeder 32 verschiebt. Erst nach
Fördern einer bestimmten Kraftstoffmenge, die von dem sich ver
größernden Speicherraum 39 geschluckt wird, kommen die Umfangsnut 37
des Ausweichkolbens 31 mit der mit dem Druckraum 14 verbundenen
Ringnut 41 zur Deckung, so daß Kraftstoff aus dem Speicherraum 39 in
den Druckraum 14 gelangt und durch Druckanstieg im Druckraum 14 die
Ventilnadel 15 wieder öffnet, wobei die Haupteinspritzung einge
leitet wird. Durch die Aufnahme einer bestimmten Kraftstoffmenge in
dem sich vergrößernden Speicherraum 39 wird die Voreinspritzung von
der Haupteinspritzung zeitlich getrennt, wobei die Zeitdauer
von der Größe des Schluckvolumens abhängig ist. Der Voreinspritz
kolben 25 kehrt unterstützt durch seine Rückführfeder 26 in die
gezeichnete Ausgangslage zurück, wenn im Zulauf und im Bereich der
Ventilnadel 15 gleicher Druck herrscht, spätestens aber beim
Schließen der Ventilnadel 15. Bedingt durch die große Druckstufe am
Ausweichkolben 31 schließt zuerst die Ventilnadel 15 und darauf erst
das Ventilglied 35 am Ausweichkolben 31.The described injector works as follows:
When a fuel quantity is supplied from the injection pump through the inlet channel 21, the fuel simultaneously acts on the pre-injection piston 25 via the ring channel 22 and the channel 23 and via the channel 28 the area of the valve member 35 connected to the evasive piston 31 which is delimited by the valve seat 29 . With increasing pressure, the pre-injection piston 25 is displaced against the action of the relatively weak return spring 26 until it strikes the base of the cylinder 24 , whereby it receives a pre-injection quantity, determined by its diameter and stroke, through the channel 27 into the pressure chamber 14 and from there through the rising one Pressure from Ven valve seat 16 lifted valve needle 15 through the spray openings 17 in the combustion chamber. Since the opening pressure of the valve member 35 is designed to be higher than the opening pressure of the valve needle 15 , the valve needle 15 closes again after the injection of the pre-injection quantity. During the pre-injection phase, the valve member 35 on the evasive piston 31 blocks the passage to the storage space 39 due to the relatively stiff return spring 32 . Only after the pre-injection has ended and the pressure rise further does the valve member 35 lift off from its valve seat 29 , so that fuel flows into the storage space 39 of the cylinder 30 and displaces the evasive piston 31 against the action of the return spring 32 . Only after delivering a certain amount of fuel, which is swallowed by the ver increasing storage space 39 , the circumferential groove 37 of the evasive piston 31 come into congruence with the annular groove 41 connected to the pressure space 14 , so that fuel passes from the storage space 39 into the pressure space 14 and by increasing the pressure in the pressure chamber 14, the valve needle 15 opens again, the main injection being initiated. By taking up a certain amount of fuel in the increasing storage space 39 , the pilot injection is separated in time from the main injection, the duration depending on the size of the swallowing volume. The pilot injection piston 25 , supported by its return spring 26, returns to the initial position shown when the pressure in the inlet and in the area of the valve needle 15 is the same, but at the latest when the valve needle 15 is closed . Due to the large pressure level on the evasive piston 31 , the valve needle 15 closes first and then the valve member 35 on the evasive piston 31 .
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Ventilglied
35 mit dem Ausweichkolben 31 einstückig verbunden. Es ist jedoch
auch eine Ausführungsform denkbar, bei der der Zylinder 30 mit dem
Ausweichkolben 31 und dessen aus der Umfangsnut 37 und der Ringnut
41 bestehendes Steuerventil getrennt von dem aus Ventilglied 35 und
Ventilsitz 29 bestehenden Steuerglied ausgebildet und nachgeordnet
ist.In the embodiment described above, the valve member 35 is integrally connected to the evasive piston 31 . However, an embodiment is also conceivable in which the cylinder 30 with the evasive piston 31 and its control valve consisting of the circumferential groove 37 and the annular groove 41 is designed and arranged separately from the control member consisting of valve member 35 and valve seat 29 .