DE729835C

DE729835C - Liquid-controlled injection valve

Info

Publication number: DE729835C
Application number: DEB160860D
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1933-05-12
Filing date: 1933-05-12
Publication date: 1942-12-23

Description

Flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil Die Erfindung bezieht sich auf ein flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil für Brennkraftmaschinen, dessen Nadel vor ihrer Sitzfläche mit einer Angriffsfläche für den Brennstoffdruck und dahinter mit einem gegenüber der Sitzfläche abgesetzten Zapfen versehen ist, der zwischen sich und dem, einen wesentlich kleineren Durchmesser als die Sitzzone aufweisenden Mündungsloch im Ventilkörper einen über den ersten, verhältnismäßig großen Teil des Nadeleröffnungshubes sehr engen Düsenspalt frei läßt, welch letzterer aber wesentlich weiter wird, sobald anschließend an jenen ersten Teil des Nadelhub. es eine in. der Nähe des freien Zapfenendes vorgesehene Einschnürung, von der aus der Zapfen bis an sein freies Ende höchstens auf den Durchmesser des Führungsloches wieder zunimmt, weit genug in das Mündungsloch .hineingezogen: worden ist, um den engsten Querschnitt des Austrittsspaltes zu bestimmen. Der Mündungsteil einer solchen Zapfendüse ist -in Abb.2 der Zeichnung in stark vergrößertem Maßstab dargestellt. Wie jedoch das in Abb.2 angedeutete S,trahlbild erkennen. läßt, ergibt sich hierbei gerade über den wichtigen ersten Teil des Nadelhubes. keine gute Auflösung des Brennstoffstrahls, weil dabei der Brennstoff nicht auf die Oberfläche des, kegeligen Zapfenendes auftrifft. Erst nach einem beträchtlichen Nadelhub (strichpunktierte Nadelstellung) prallt der Strahl gegen den Kegelmantel des Zapfenendes. Die der Auflösung des Brennstoffes sehr förderliche Wirkung dieser Prellfläche fehlt hier also über den ersten Teil des Nadeleröffnungshubes, so daß gerade die Zerstäubung des zuerst eingespritzten, die Einleitung der Zündung herbeiführenden Teils der Brennstoffladung nicht gut ist. Dieser Mangel macht sich insbesondere bei langsamer Drehzahl solcher Motoren bemerkbar, bei denen die Fördergeschwindigkeit der Einspritzpumpe ummittelbar von der Motordrehzahl abhängig ist. Die ungenügende Zerstäubung beim Einspritzbeginn verursacht unregelmäßigen Zündbeginn und unvollständige Verbrennung.Fluid Controlled Injector The invention relates to on a liquid-controlled injection valve for internal combustion engines, whose Needle in front of its seat with a contact surface for the fuel pressure and behind it is provided with a pin offset from the seat surface, which between you and the, having a much smaller diameter than the seat zone Muzzle hole in the valve body over the first, relatively large part of the needle opening stroke leaves a very narrow nozzle gap free, but the latter is essential will continue as soon as subsequent to that first part of the needle stroke. there one in. the constriction provided near the free end of the pin, from which the pin up to its free end at most to the diameter of the guide hole again increases, far enough into the muzzle hole .drawn: has been to the narrowest To determine the cross-section of the exit gap. The mouth part of such a spigot nozzle is shown in Fig.2 of the drawing on a greatly enlarged scale. How however recognize the S, beam image indicated in Fig. can be found here over the important first part of the needle stroke. poor resolution of the fuel jet, because the fuel does not hit the surface of the conical end of the pin. Only after a considerable needle stroke (dot-dash needle position) does it bounce the jet against the conical surface of the pin end. The dissolution of the fuel The very beneficial effect of this impact surface is missing here over the first part of the needle opening stroke, so that the atomization of the first injected, the initiation of the ignition-inducing portion of the fuel charge is not good is. This deficiency is particularly evident when such engines are running at low speeds noticeable at which the delivery speed of the injection pump is immediately below depends on the engine speed. Insufficient atomization at the start of injection causes irregular ignition and incomplete combustion.

Das Vorb.eispritzen des Strahls. an der am Zapfenende vorgesehenen kegeligen Prallfläche ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, daß bei der schon früher vorgeschlagenen Düse nach Abb. 2 der am Anfang des. Nadelhubes sehr enge Mündungsspalt auf ein verhältnismäßig langes Stück zylindrisch ist, so daß der Strahl am kegeligen Zapfenende vorbeigeführt wird.The pre-ice spraying of the jet. at the one provided at the end of the pin conical baffle is mainly due to the fact that the already The nozzle proposed earlier according to Fig. 2 is the very narrow one at the beginning of the needle stroke Muzzle gap is cylindrical on a relatively long piece, so that the jet is guided past the tapered end of the pin.

Um den Strahl schon vom Einspritzbeginn an gegen die Oberfläche des kegeligen Zapfenendes zu leiten und ihn dadurch von allem Anfang an gut aufzulösen, wird gemäß der Erfindung das über jenen ersten Teil' des Öffnungshubes in das Mündungsloch eintauchende, in der Durchflußrichtung bis zum Beginn der Einschnürimg reichende Stück des unmittelbar hinter der Sitzbegrenzungskante der Nadel auf einen etwa dem Durchmesser des Mündungsloches entsprechendes Maß abgesetzten Zapfen mindestens über einen erheblichen Teil seiner Eintauchlänge derart schwach gegen die Einschnürung hin verjüngt, daß es einerseits, solange es über den öffnungshub in das Mündungsloch eingetaucht ist, noch den engsten Querschnitt bestimmt, anderseits. aber doch dien über jenen ersten Teil des öffnungshubes austretenden Anteil der Einspritzmenge 'gegen die Oberfläche des hinter der Einschnürung wieder dicker werdenden Zapfenendes führt.In order to direct the jet against the surface of the to guide the conical end of the spigot and thereby dissolve it well from the very beginning, is according to the invention that over that first part 'of the opening stroke in the mouth hole immersing, in the direction of flow up to the beginning of the constriction reaching piece of immediately behind the seat delimitation edge of the needle on one approximately the diameter of the mouth hole corresponding dimension offset pin at least so weakly against the constriction over a considerable part of its immersion length towards that it tapers on the one hand, as long as it over the opening stroke in the mouth hole is immersed, still determines the narrowest cross-section, on the other hand. but serve over that first part of the opening stroke portion of the injection quantity exiting 'Against the surface of the end of the pin, which becomes thicker again behind the constriction leads.

Auf der Zeichnung sind -zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.The drawing shows two exemplary embodiments of the subject matter of the invention shown.

Abb. i zeigt eine Düse samt Düsenhalter, Abb.2 die schon erwähnte Vergrößerung des Mündungsteils -einer schon früher vorgeschlagenen Düse.Fig. I shows a nozzle with nozzle holder, Fig. 2 the one already mentioned Enlargement of the mouth part of a nozzle proposed earlier.

Die Abb. 3 bis 5 stellen als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung den wesentlich vergrößerten Mündungsteil einer Düse im Längsschnitt in drei verschiedenen Stellungen der Düsennadel dar.Figs. 3 to 5 represent a first embodiment of the invention the substantially enlarged mouth part of a nozzle in longitudinal section in three different Positions of the nozzle needle.

Abb. 6 zeigt in gleicher Darstellungsart das nveite Ausführungsbeispiel. Die Nadel ist in ihrer Stellung im Augenblick des Eins.pritzbeginus gezeichnet.Fig. 6 shows the next embodiment in the same type of representation. The needle is drawn in its position at the moment of injection beginning.

a ist der Düsenkörper, b die Düsennadel, die mit ihrem Schaft c dichtend in einer Bohrung im Düsenkörper geführt ist. Die obere Stirnfläche des Düsenkörpers wird, wie Abb. i zeigt, durch eine überwurfmutterd fest und dicht gegen die untere Stirnfläche eines Düsenhalterse gepreßt. Der Halterschaft ist längs durchbohrt. DurchdieseLängsbohrung fsticht eine Druckstange g, die auf dem oberen, abgesetzten Ansatz Ja der Düsennadel aufsitzt. Der Ansatz lt ragt ein Stück weit in die Längsbohrung (hinein, die an ihrem unteren Ende so verengt ist, daß über der Nadelführungsbohrung im Düsenkörper eine ringförmige Schulter i gebildet wird. Diese Schulter begrenzt den öffnungshub der Nadel auf das eingetragene Maß x.a is the nozzle body, b the nozzle needle, which is guided with its shaft c sealingly in a bore in the nozzle body. The upper end face of the nozzle body is, as Fig. I shows, pressed tightly and tightly against the lower end face of a nozzle holder by a union nut. The holder shaft is pierced lengthways. A push rod g, which rests on the upper, stepped shoulder Ja of the nozzle needle, penetrates this longitudinal bore. The extension lt protrudes a little into the longitudinal bore (which is narrowed at its lower end so that an annular shoulder i is formed above the needle guide bore in the nozzle body. This shoulder limits the opening stroke of the needle to the entered dimension x.

In einer erweiterten Ausnehmung h im Kopf des Düsenhalters ist die Schließfeder an untergebracht, die sich unten gegeneinen auf der Druckstange .aufliegenden Federtellern und oben gegen einen Federteller o abstützt. Der obere Federteller legt sich gegen eine Verstellschraube p, die in den Boden einer den Federraum abschließenden Kappe g eingeschraubt ist.The closing spring is housed in an enlarged recess h in the head of the nozzle holder, which is supported at the bottom against a spring plate resting on the push rod and at the top against a spring plate o. The upper spring plate rests against an adjusting screw p which is screwed into the bottom of a cap g that closes off the spring space.

Die Brennstoffzufuhr zur Düse erfolgt durch das Ans,chlußstück r über Bohrungen .s und i im Düsenhalter und eine Bohrung tt-ixn Düsenkörper a. Von der Bohrung -a aus fließt der Brennstofft in einen Ringraum v. Dort greift er an einer an der Nadel vorgesehenen Schulter n, im Öffnungssinn an, so daß sich die kegelige Sitzflächey der Nadel von ihrem Sitz im Düsenkörper abhebt und der Brennstoff durch das Mündungsloch im Düsenkörper ausspritzen kann, das durch einen am Ende der Düsennadel angeordneten Zapfen z bis auf einen den Ausspritzquerschnitt bildenden Ringspalt verengt ist.The fuel is supplied to the nozzle through the connection piece r via bores .s and i in the nozzle holder and a bore tt-ixn nozzle body a. From the bore -a the fuel flows into an annular space v. There it engages a shoulder n provided on the needle in the opening direction, so that the conical seat surface of the needle lifts from its seat in the nozzle body and the fuel can eject through the opening in the nozzle body through a pin located at the end of the nozzle needle z is narrowed to an annular gap forming the injection cross-section.

Dieser Zapfen z ist nach dem in den Abb. 3 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wie folgt ausgebildet: Der obere Teil ist zylindrisch und sticht bei geschlossener Nadel (Abb. 3 j mit sehr geringem Spiel ein kleines Stück weit in das ebenfalls zylindrische Mündungsloch im Düsenkörper a hinein. Dann verjüngt sich der Zapfen ganz allmählich bis in die unmittelbare Nähe der Mündungskante i o am Düsenkörper. Dann ist er bei i i scharf eingeschnürt. Von der Stelle der stärksten Einschnürung an bis zu seinem freien Ende nimmt die Zapfenstärke kegelig zu bis auf einen Durchmesser, der nicht ganz so groß ist wie der Durchmesser des zylindrischen Zapfenteils. Die Mantelfläche des am freien Zapfenende gebildeten Iiegelsttimpfansatzes 12 dient über den ganzen Nadelhub als Prall lache für den aus dem Mündungsspalt herausspritzenden Brennstoffstrahl. Die Länge des Zapfens ist so bemessen, daß sein freies Ende noch etwas aus dem Mündungsloch herausragt, lvenn die Nadel ihren vollen öffnungshub zurückgelegt hat. In Abb. 5 ist diese Nadelstellung gezeichnet.This pin z is according to the embodiment shown in Figs designed as follows: The upper part is cylindrical and sticks when closed Needle (Fig. 3 j with very little play a little way into the also cylindrical mouth hole in the nozzle body a. Then the cone tapers very gradually up to the immediate vicinity of the mouth edge i o on the nozzle body. Then it is sharply constricted at i i. From the point of the strongest constriction up to its free end the tenon thickness increases conically up to a diameter, which is not quite as large as the diameter of the cylindrical pin part. the The lateral surface of the Iiegelsttimpfansatzes 12 formed at the free end of the pin is used over the entire needle stroke as a collision pool for the one who spurts out of the mouth gap Fuel jet. The length of the pin is dimensioned so that its free end is still slightly protrudes from the mouth when the needle opens its full opening stroke has covered. This needle position is shown in Fig. 5.

Im ersten Teil des Nadelhubes drosselt zuerst der zylindrische Zapfenteil und dann der leicht sich verjüngende Zapfenteil 13 den Durchtritt des Brennstoffs stark ab. Wenn dann im weiteren Verlauf des öffnungshubes die Einschnürung so weit in das Mündungsloch hineingezogen «-orden ist, daß die Weite des Austrittsspalts erheblich größer geworden ist, kann die Brennstoffmenge rascher abfließen.In the first part of the needle stroke, the cylindrical pin part throttles first and then the slightly tapered pin part 13 allows the fuel to pass through strong. If then in the further course of the opening stroke the constriction goes so far is drawn into the mouth hole that the width of the exit gap has become considerably larger, the amount of fuel can drain away more quickly.

Der punktiert eingezeichnete Strahlverlauf läßt deutlich erkennen, daß der Brennstoff in allen Stellungen der Düsennadel, infolge der schwachen Verjüngung des Zapfenteils 13, gegen die Mantelfläche des Zapfenkegels 12 geleitet und beim Aufprall auf diese Fläche gut aufgelöst wird.The dotted line of the rays clearly shows that the fuel in all positions of the nozzle needle, as a result of the weak taper of the journal part 13, passed against the lateral surface of the journal cone 12 and when Impact on this surface is well resolved.

Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 6 unterscheidet sich vom vorhergehenden nur dadurch, daß hier der sich verjüngende Zapfenteil 13 ohne Absatz in die Einschnürung i i übergeht. Die durch den Zapfen hervorgerufene Drosselung im ersten Teil des Nadelhubes nimmt hier natürlich schneller ab als beim Beispiel nach den Abb.,z bis K.The embodiment according to Fig. 6 differs from the previous one only because here the tapering pin part 13 without a shoulder in the constriction i i passes over. The throttling caused by the pin in the first part of the Needle stroke decreases here of course faster than in the example according to Figs., Z to K.

Claims

PATENT CLAIM: Liquid-controlled injection valve for internal combustion engines, its needle in front of its seat with an application surface for the fuel pressure and behind it is provided with a pin offset from the seat, the one between you and the one much smaller diameter than the seating area having mouth hole in the valve body one over the first, relatively large part of the Nadeleröffnungshub.es leaves a very narrow nozzle gap free, the latter aper becomes much further as soon as it follows that first part of the needle stroke a constriction provided in the vicinity of the free end of the pin, from which the Pin up to its free end at most to the diameter of the guide hole «Leather increases, has been drawn into the mouth hole far enough to allow the narrowest cross-section of the exit slit, to be determined, characterized in that, that the one that plunges into the mouth hole over the first part of the opening stroke, in the flow direction up to the beginning of the constriction piece of the immediately behind the seat delimitation edge of the needle to approximately the diameter of the mouth hole corresponding amount of offset pin at least over a considerable part of its Immersion length is tapered so weakly towards the constriction that on the one hand, as long as it is immersed in the mouth hole over the opening stroke, still the narrowest Flow cross-section determined, but on the other hand the one above that first part of the opening stroke exiting proportion of the injection quantity against the surface of the behind the constriction again thickening pin end leads.