DE9301992U1

DE9301992U1 - Fuel injection nozzle for internal combustion engines

Info

Publication number: DE9301992U1
Application number: DE9301992U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2003-02-13

Description

R. 25932
9.2.1993 Gl/KeiR. 25932
9.2.1993 Gl/Kei

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 30ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 30

Fuel injection nozzle for internal combustion engines

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei solchen, sogenannte Sitzlochdüsen, bei denen mehrere Spritzlöcher vom Ventilsitz im Düsenkörper auf dem Umfang verteilt ausgehen, deckt der Schließkegel infolge Spiel oder Exzentrizität der Ventilnadel oder auch bei auf die Nadel wirkenden Seitenkräften bei kleinem Öffnungshub oder beim Vorhub immer wieder einen Teil der Spritzlöcher ganz oder teilweise ab. Durch .die dadurch von der Sollform abweichende Aufbereitung des Kraftstoffs im Brennraum wird die Verbrennung beeinträchtigt, wodurch die Motorwerte sich verschlechtern. The invention relates to a fuel injection nozzle for self-igniting internal combustion engines according to the preamble of claim 1. In the case of so-called seat hole nozzles, in which several spray holes extend from the valve seat in the nozzle body distributed around the circumference, the closing cone repeatedly covers part of the spray holes completely or partially due to play or eccentricity of the valve needle or due to lateral forces acting on the needle during a small opening stroke or during the pre-stroke. The resulting deviating preparation of the fuel in the combustion chamber from the desired shape impairs combustion, which in turn deteriorates the engine values.

Eine Behebung dieser Unzulänglichkeit wird bei einer Kraftstoffeinspritzdüse der eingangs genannten Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen erreicht. Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen Kraftstoffeinspritzdüse möglich. This deficiency is remedied in a fuel injection nozzle of the type mentioned at the beginning by the measures specified in the characterizing part of claim 1. The measures specified in the subclaims enable advantageous further developments of the fuel injection nozzle specified in claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 den brennraumseitigen Teil einer Kraftstoffeinspritzdüse im Längsschnitt und Figur 2 die Kraftstoffeinspritzdüse nach Figur 1 im Querschnitt in der Ebene II-II der Figur 1.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Figure 1 shows the combustion chamber-side part of a fuel injection nozzle in longitudinal section and Figure 2 shows the fuel injection nozzle according to Figure 1 in cross section in the plane II-II of Figure 1.

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Ein Düsenkörper 11, der mittels einer Überwurfmutter an einem nicht dargestellten Federhalter in an sich bekannter Weise befestigt ist, hat eine Sackbohrung 12, deren Grund in einer Kuppe 13 am einspritzseitigen Ende als konische Sitzfläche 14 für ein Ventil ausgebildet ist. Mit dieser Sitzfläche 14 wirkt ein entsprechend geformter Schließkegel 16 an der Spitze einer Ventilnadel 15 ventilartig zusammen, welche im eingangsseitigen Bereich der Sackbohrung 12 des Düsenkörpers 11 mit einem Führungsabschnitt 17 verschiebbar geführt ist. An diesen Führungsabschnitt 17 schließt sich über eine Druckschulter 18 zum Schließkegel 16 hin ein Folgeabschnitt 19 an, dessen Außenumfang zusammen mit dem Innenumfang der Sackbohrung 12 einen Ringspalt 20 bildet, der im Bereich der Druckschulter 18 zu einer Druckkammer 21 erweitert ist, in welche eine Zuführbohrung 22 für Kraftstoff mündet.A nozzle body 11, which is fastened to a spring holder (not shown) in a known manner by means of a union nut, has a blind bore 12, the base of which is designed as a conical seat surface 14 for a valve in a dome 13 at the injection-side end. A correspondingly shaped closing cone 16 at the tip of a valve needle 15 interacts with this seat surface 14 in a valve-like manner, which is guided in the inlet-side area of the blind bore 12 of the nozzle body 11 by a guide section 17. This guide section 17 is followed by a follower section 19 via a pressure shoulder 18 towards the closing cone 16, the outer circumference of which, together with the inner circumference of the blind bore 12, forms an annular gap 20, which is expanded in the area of the pressure shoulder 18 to form a pressure chamber 21, into which a feed bore 22 for fuel opens.

Im Deckungsbereich mit dem Schließkegel 16 der Ventilnadel 15 gehen von der Sitzfläche 13 des Düsenkörpers 11 mehrere, auf dem Umfang verteilte Spritzlöcher 24 ab, welche die Kuppe 13 durchsetzen und zum Brennraum hin münden. Der Durchmesser, die Anzahl und die Neigung der Spritzlöcher 24 sind dem Brennraum der Brennkraftmaschine angepaßt.In the area of overlap with the closing cone 16 of the valve needle 15, several spray holes 24 distributed around the circumference extend from the seat surface 13 of the nozzle body 11, which penetrate the dome 13 and open into the combustion chamber. The diameter, number and inclination of the spray holes 24 are adapted to the combustion chamber of the internal combustion engine.

Um zu verhindern, daß beim Öffnungshub der vom Führungsabschnitt 17 frei abstehende Folgeabschnitt 19 der Ventilnadel 15 durch Spiel, Exzentrizität oder Seitenkräfte aus der Mittelachse versetzt wird, so daß bei kleinen Öffnungshüben oder beim Vorhub einer in zwei oder mehr Stufen öffnenden Einspritzdüse der Schließkegel 16 der Ventilnadel 15 durch Versatz zur Mittelachse eines der Spritzlöcher 24 übermäßig freigibt, dagegen das gegenüberliegende abdeckt, ist auf dem dem Schließkegel 16 nahen Bereich 27 des Folgeabschnitts 19 der Ventilnadel 15 eine Führungshülse 25 mit wenig Spiel verschiebbar angeordnet. Die der Sitzfläche 14 des Düsenkörpers 11 zugewandteIn order to prevent the following section 19 of the valve needle 15, which protrudes freely from the guide section 17, from being displaced from the central axis by play, eccentricity or lateral forces during the opening stroke, so that during small opening strokes or during the forward stroke of an injection nozzle that opens in two or more stages, the closing cone 16 of the valve needle 15 excessively exposes one of the spray holes 24 due to an offset from the central axis, while covering the opposite one, a guide sleeve 25 is arranged so as to be displaceable with little play on the area 27 of the following section 19 of the valve needle 15 close to the closing cone 16. The

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Stirnseite 26 der Führungshülse 25 ist konisch ausgebildet, so daß sie vom radial äußeren Ringbereich der Sitzfläche 14 koaxial ausgerichtet aufgenommen wird und selber die Ventilnadel 15 sowie deren Schließkegel 16 ebenfalls koaxial zur Sitzfläche 14 ausrichtet. Vorzugsweise ist der dem Schließkegel 16 nahe Bereich 27 der Ventilnadel 15 vom Folgeabschnitt 19 über eine Schulter 28 bildend im Durchmesser abgesetzt und zwischen dieser Schulter 28 und der dieser zugewandten anderen Stirnseite 29 der Führungshülse 25 eine Schraubendruckfeder 30 angeordnet, welche die Führungshülse 25 an der Sitzfläche 14 dauernd in Position gedrückt hält. Das Führungsspiel zwischen der Führungshülse 25 und dem geführten Abschnitt des Folgeabschnitts 19 der Ventilnadel 15 liegt im Bereich von 0,003 - 0,007 mm, vorzugsweise 0,006 mm.The front side 26 of the guide sleeve 25 is conical, so that it is received in a coaxially aligned manner by the radially outer ring area of the seat surface 14 and itself aligns the valve needle 15 and its closing cone 16 coaxially with the seat surface 14. Preferably, the area 27 of the valve needle 15 close to the closing cone 16 is offset in diameter from the following section 19 via a shoulder 28, and a helical compression spring 30 is arranged between this shoulder 28 and the other front side 29 of the guide sleeve 25 facing it, which keeps the guide sleeve 25 permanently pressed into position on the seat surface 14. The guide play between the guide sleeve 25 and the guided section of the following section 19 of the valve needle 15 is in the range of 0.003 - 0.007 mm, preferably 0.006 mm.

Der äußere Umfang der Führungshülse 25 ist im Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Sackbohrung 12 des Düsenkörpers 11. Außerdem hat die Führungshülse 28 zum besseren Umströmen vier auf dem Umfang verteilte Längsabflachungen 31 und zur konischen Stirnseite 26 hin mit diesen ausgerichtete Ausnehmungen in Form von Nuten 32. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser der Führungshülse 25 über die axiale Erstreckung der Nuten 32 etwas größer als im übrigen Bereich, so daß kein Klemmen aufgrund eines Differenzdruckes auftreten kann.The outer circumference of the guide sleeve 25 is smaller in diameter than the diameter of the blind bore 12 of the nozzle body 11. In addition, the guide sleeve 28 has four longitudinal flats 31 distributed around the circumference for better flow around it and recesses in the form of grooves 32 aligned with these towards the conical front side 26. Preferably, the inner diameter of the guide sleeve 25 is slightly larger over the axial extent of the grooves 32 than in the remaining area, so that no jamming can occur due to a differential pressure.

Beim Zuführen von Kraftstoff durch die Zuführbohrung 22 und Aufbauen eines erhöhten Drucks im Druckraum 21 hebt die Ventilnadel 15 entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffs und entgegen der Schließkraft einer auf die Ventilnadel 15 drückenden Schließfeder 33 mit ihrem Schließkegel 16 von der konischen Sitzfläche 14 ab, so daß das Ventil öffnet. Von der Ventilhülse 25 geführt verbleibt dabei der freie Schließkegel 16 in axialer Ausrichtung mit der konischen Sitzfläche 14, so daß die lichte Weite des sich ausbildenden Kegelmantelspalts zwischen dem Schließkegel 16 der Ventilnadel 15 und der konischen Sitzfläche 14 des Düsenkörpers 11 umfangsmäßig gleichmäßig weit ist, so daß der Zuströmguerschnitt zu der Öffnung jedes Spritzlochs 24 ebenfalls gleichmäßig ist. Ein solches exaktes Öffnen des Ventils einer Einspritzdüse ist von wesentlicher Bedeutung bei Einspritzdüsen mit einem geringen Öffnungshub und auch bei Einspritzdüsen, die in mehrer^rf*St^tfen.;ö^f«iea» beim Vorhub.When fuel is supplied through the supply bore 22 and an increased pressure is built up in the pressure chamber 21, the valve needle 15 lifts off the conical seat surface 14 with its closing cone 16 against the flow direction of the fuel and against the closing force of a closing spring 33 pressing on the valve needle 15, so that the valve opens. Guided by the valve sleeve 25, the free closing cone 16 remains in axial alignment with the conical seat surface 14, so that the clear width of the conical shell gap that forms between the closing cone 16 of the valve needle 15 and the conical seat surface 14 of the nozzle body 11 is uniformly wide around the circumference, so that the inflow cross-section to the opening of each spray hole 24 is also uniform. Such precise opening of the valve of an injection nozzle is of essential importance for injection nozzles with a small opening stroke and also for injection nozzles that open in several stages during the pre-stroke.

Claims

R. 25932 9.2.1993 Gl/Kei ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 30 claims

1. Fuel injection nozzle for self-igniting internal combustion engines with a nozzle body in which a conical seat surface is formed in the base of a blind bore, from which spray openings extend, and with a valve needle which is guided with a guide section in the entrance area of the blind bore so as to be displaceable against a closing force and against the direction of fuel flow and which at the end of a subsequent section adjoining the guide section has a closing cone which interacts with the seat surface, the subsequent section of the valve needle delimiting an annular gap for the fuel supply on the circumference, characterized in that a guide sleeve (25) is arranged so as to be displaceable with little play on the region (27) of the subsequent section (19) of the valve needle (15) which is close to the closing cone (16), which guide sleeve rests with a conical end face (26) on the outer annular surface of the conical seat surface (15) of the nozzle body (11) in axial alignment with the latter, the thickness of which is smaller than the Width of the blind bore (12) of the nozzle body (11), and which in its section close to the conical front side (26) has several recesses (32) extending to the conical front side.

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2. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that the region (27) of the follower section (19) of the valve needle (15) near the closing cone (16) is offset in diameter to form a shoulder (28), and that a
Helical compression spring (30) presses the guide sleeve (25) against the seat surface (14) of the nozzle body (11).

3. Fuel injection nozzle according to claim 2, characterized in that the guide sleeve (25) has on its circumference a plurality of longitudinally directed recesses (31) in the overlap of which the recesses (32) lie.

4. Fuel injection nozzle according to claim 3, characterized in that the guide sleeve (25) in the region of the recesses (32) has a
has a larger inner diameter than in the rest of the area.