Flüssigkeitsgesteuerte Einspritzdüse mit konischem Zapfen für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft eine flüssigkeitsgesteuerte Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen:,
-insbesondere für luftverodichtende Brennkraftnnaschinen mit Selbstzündung, deren
Nadelventil hinter einer kegeligen Sitzfläche mit einem durch eine sich nach außen
konisch verjüngende Austrittsbohrung tauchenden und bei geschlossener Düse ,am Bohrungsaustritt
um eine etwa dem Nadelhub entsprechende Länge hervorstehenden, sich nach seinen
freien Ende hin konisch verjüngenden und zusammen mit der Austrittsbohrung den engsten
Durchflußquerschnitt bildenden Zapfen. versehen ist. Durch derartige Düsenlanordnunaensoll
erreicht werden, daß sich der freie Düsenquerschnitt beim Öffnungshub des Nadelventils
trotz schneller Freigabe eines relativ großen Querschnittes .an der Sitzfläche der
Nadel nur allmählich erweitert, um .die beiiim Beginn der Öffnungsbewegung einspritzende
Brennstoffmenge möglichst klein zu halten. Bei bekannten flüssigkeitsgesteuerten
Zapfendüsen der genannten Art ragt der konische Zapfen in eine an die Sitzfläche
der Nadel anschließende zylindrische hinein. Dadurch wird der engste Durchflußquerschnitt
an,d-ie Übergangsstelle zwischen der stark konischen Sitzfläche und der zylindriischen
Austrittsbohrung verlegt. Es hat sich gezeigt, daß .mit dieser Düsenbauart die gewünschte
Regelung des Brennstoffaustritts aus der Düse nicht erreichbar ist und daß die Zurückverlegung
.des engsten Querschnittes -an den Anfang der Austrittsbohrung unerwünschte Auswirkungen
auf die Bildung des Brennstoffstrahles hat.Liquid-controlled injection nozzle with conical pin for internal combustion engines
The invention relates to a liquid-controlled injection nozzle for internal combustion engines:
-in particular for air-compressing internal combustion engines with compression ignition, their
Needle valve behind a conical seat with a through one to the outside
conically tapering outlet bore plunging and with the nozzle closed, at the bore outlet
protruding about a length corresponding to the needle stroke, according to his
free end tapering conically and together with the outlet bore the narrowest
Flow cross-section forming cones. is provided. By such a nozzle arrangement should
can be achieved that the free nozzle cross-section during the opening stroke of the needle valve
despite the rapid release of a relatively large cross-section .an the seat of the
Needle only gradually expanded to include the one injecting at the beginning of the opening movement
To keep the amount of fuel as small as possible. With known liquid-controlled
Pin nozzles of the type mentioned, the conical pin protrudes into a on the seat surface
the needle adjoining cylindrical into it. This creates the narrowest flow area
on, the transition point between the strongly conical seat and the cylindrical
Relocated outlet hole. It has been shown that .with this type of nozzle the desired
Regulation of the fuel outlet from the nozzle is not achievable and that the relocation
.the narrowest cross-section - undesirable effects at the beginning of the outlet bore
on the formation of the fuel jet.
Andere bekannte Zapfendüsen @dieser oder ähnlicher Art weisen konische
Austrittsbohrungen auf, in denen ein abgesetzter oder mit gleicher Konizi.tät und
beispielsweise äußeren Rillen versehener Zapfenoder ein Vierk.antzapfen mit einander
parallelen Seitenflächen derart geführt ,ist, @daß seine äußere
Stirnseite
beim lin ider A.ustnittsbohrung verschwindet, womit ebenfalls der engste Offnungsquerschnitt
in die Austrittsbohrung hineinverlegt wird. Außerdem ist bei :diesen: bekannten
Zapfendüsen die Strah.lführunig zumindest vor der Stelle desi engsten Austrittsquerschnittes
uneinheitlich und die Herstellung der meisten zugehörigen Zapfen, umständlich und
teuer.Other known spigot nozzles of this type or of a similar type have conical ones
Outlet holes in which a stepped or with the same Konizi.tät and
For example, tenons provided with outer grooves or a square tenon with each other
parallel side surfaces so out, @ that its outer
Front side
in the case of the lin ider, the cut-out bore disappears, which also means the narrowest opening cross-section
is laid into the outlet hole. In addition, there is: these: well-known
Spigot nozzles guide the jet at least in front of the point of the narrowest exit cross-section
inconsistent and the manufacture of most of the associated tenons, awkward and
expensive.
Die genannten Mängel der bekannten Bauarten werden durch die vorliegende
Erfindung vermieden, die darin besteht, daß lder von der Austrittsbohrung umschlossene
Kegelwinkel größer .ist als derjenige des Zapfens, jedoch .kleiner ials iderjenige
,des Ventilsitzes, wobei der Unterschied zwischen: idem Spitzenwinkel des Zapfens
:und demjenigen Ader Austrittsbohrung vorzugsweise nur- einigle (etwa i bis io)
Winkelgrade beträgt. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Zapfendüse wird mit
lsteigendem Nadelhub ein allmähliches Anwachsen .des D,urchflußqiuerschniittes und
damit der einspritzenden Brennstoffmenge erreicht, was .sich auf den Zerstäubungsvobang
und auf Iden Ablauf der Verbrennung :sowohl im Leerkauf ,als auch .im Vollastbetrieb
der Maschine äußerst günstig auswirkt, insbesondere den harten Gang der Maschine
im Leerlauf und bei niedrigen Drehzahlen beseitigt. Außerdem wird idiurch idie Erfindung
unmittelbar vor Ü er für die Dauer der gesamten Einspritzung an der Mündung der
Austrittsb ohrung verbleibenden engsten Stelle leine allmähliche Strah.lkontraktion
erzielt, wodurch die Bildung des Einspritzstrahles in günstiger Weise beeinflußt
wird.The mentioned shortcomings of the known designs are addressed by the present
Invention avoided, which consists in the fact that lder enclosed by the outlet bore
The taper angle is larger than that of the journal, but smaller than that
, of the valve seat, where the difference between: idem point angle of the pin
: and that vein outlet bore preferably only a few (about i to io)
Degrees. The inventive design of the spigot is with
With increasing needle stroke, there is a gradual increase in the D, flow cross section and
so that the injected fuel quantity reaches what .sich on the atomization vobang
and on the course of the combustion: both in empty purchase and in full load operation
has an extremely beneficial effect on the machine, especially the hard running of the machine
eliminated at idle and at low speeds. In addition, i is created by i the invention
immediately before over for the duration of the entire injection at the mouth of the
The narrowest point in the exit bore allows for a gradual contraction of the jet
achieved, thereby influencing the formation of the injection jet in a favorable manner
will.
Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in einen Längsschnitt
idurch dien Einspritzteil der neuen Düse. Die mit :ih rem Schaft a in dem Düsenkörper
b gleitend geführte Düsennadel c ist an ihrem hier nicht dargestellten oberen Ende
in bekannter Weise durch eine vorgespannte, im Slinne des Pfeiles d wirkende Schließfelder
belastet, unter deren Einwirkung sich der VentilkegP1. e der Nadel in deren Ruhelage
abdichtend auf
die im Düsenkörper b angeordnete Sitzfläche
f legt. An den Ventilkegel e schließt ,sich in hekannter Weise ein in die
Austrittsbohrung g der Düse eintauchenider, nach seinem freien Ende hin ,konisch
verjüngter Zapfen lt an. Gemäß der Erfindung ist diie Austrittsibohrung nach ihrer
Mündung hin ebenfalls komisch verjüngt, und zwar so"daß ihr Kegelwinkel a um einige
Winkelgrade-größer ist als,der Kegelwinkel ß des Zapfens h, jedoch kleiner als der
Kegelwindcel y der Watilsdtzfläche f. Der zwischen der Mündung der
Austrittsbohrung g ,und dem Zapfen lt vorhandene Ringspalt i li,st so bemessen,
daß er auch bei nur geringem öffniungsh«b lder Nadel bereits kleiner isst .als die
Durchgangsöffnung zwischen dem Ventilkegel e und seiner Sitzfläche f, so
daß, ldie Größe idieses Spaltes also während der ganzen Dauer des Einspritzvorganges,
insbesondere aber zu Beginn, desselben, maßgebend ist für die eiiggespritzte Brennstoffmenge
und für .deren Zerstäubung. Es leuchtet ohne weiteres ein, idaß, sobald das Nadelventil
beim Druckhub der Einspritzpumpe durch den Druck ides bei j in die Kammer k eintretenden
Brennstoffs auf die Ringfläche l geöffnet wird, unabhängig von lder Öffnungsweite
am Ventil,siitz f nur eine ganz allmähliche Vergrößerung des Spaltes i und damit
ein entsprechend langsames Anwachsen der einspritzenden Brennstofi"unenge erreicht
wird. Das Maß dieser Spaltvergrößerung läßt sich idurch geeignete Wahl der Winkel
a und ß in, sehr feiner Weise 'den praktischen Bedürfnissen anpassen, insbesondere
das zu plötzliche Einspritzen einer. unerwünscht großen zu Beginn des- Einspritzvorganges,
das zu einem harten Gang -der Maschine führt, vermeiden.The drawing shows an embodiment of the invention in a longitudinal section through the injection part of the new nozzle. The nozzle needle c, which is slidably guided with its shaft a in the nozzle body b, is loaded at its upper end, not shown here, in a known manner by a prestressed closing field acting in the direction of arrow d, under the action of which the valve plug P1. e of the needle in its rest position sealingly au f b in the nozzle body arranged seat surface defines f. A conically tapered pin lt adjoins the valve cone e in the known manner, dipping into the outlet bore g of the nozzle, towards its free end. According to the invention, the outlet bore is also strangely tapered towards its mouth, namely in such a way that its cone angle a is a few degrees larger than the cone angle β of the pin h, but smaller than the cone angle y of the watilsdtz area f mouth of the outlet bore g, and the pin lt existing annular gap i li st dimensioned so that it also with only a small öffniungsh "b lder needle already smaller eating .als the passage opening between the poppet e and its seating f so that LPress size This gap, therefore, during the entire duration of the injection process, but especially at the beginning, is decisive for the amount of fuel injected and for its atomization fuel entering the chamber k is opened on the annular surface l, regardless of the opening width at the valve, f only a very al Gradual enlargement of the gap i and thus a correspondingly slow growth of the injecting fuel is achieved. The extent of this enlargement of the gap can be "very finely" adapted to the practical needs by a suitable choice of the angles α and β, in particular the too sudden injection of a. Avoid undesirably large ones at the beginning of the injection process, which leads to a hard gear-the machine.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die konische Austrittsbohrung
g in einem besonderen Einsatzstück m angeordnet, das ,an seinem Umfang im Düsenkörper
b zentriert ist, so daß ider komische Zapfen h igenau mittig in die Austrittsbohrung
eintaucht. Das Einsatzstück m wird durch eine Überwurfunuutte.r i-a gegen dien Düsenkörper
gepreßt: Durch idie Anordnung der Austmittsibohrung in dem austauschbaren Einsatzstück
wird einte einfache Herstellung rund ,die Auswechselbarkeit dieses Düsenteiles gegen
ein solches mit einer AustnittsbohTung von anderem Kegelwinilcel ermöglicht.As can be seen from the drawing, the exit hole is conical
g arranged in a special insert piece m, on its circumference in the nozzle body
b is centered, so that the strange pin h igenoughly centered in the outlet hole
immersed. The insert m is through a Überwurfunuutte.r i-a against the nozzle body
Pressed: By the arrangement of the Ausmittsibbohrung in the exchangeable insert
is a simple production round, the interchangeability of this nozzle part against
this with a AusnittsbohTung of other cone-shaped ankle allows.