EP0028288A1 - Fuel injection nozzle for internal-combustion engines - Google Patents
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- F02M45/00—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship
- F02M45/02—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts
- F02M45/04—Fuel-injection apparatus characterised by having a cyclic delivery of specific time/pressure or time/quantity relationship with each cyclic delivery being separated into two or more parts with a small initial part, e.g. initial part for partial load and initial and main part for full load
- F02M45/08—Injectors peculiar thereto
- F02M45/086—Having more than one injection-valve controlling discharge orifices
Definitions
- the invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim.
- a fuel injection nozzle of this type the pressure spaces are supplied with fuel by either two pumps or two independent pump work spaces, with supply of only one space enabling the second to be activated via the slide valve. It is therefore a special fuel injection system, which is relatively complex due to the two required cubic capacity and is also only of limited use.
- the fuel injection pump according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the fuel injection nozzle can also be supplied with a conventional injection pump, for example a distributor pump, with only one pump working space. There is also the possibility of an alternative switching or switching as well as a common on circuit of the injection nozzles. Additional important embodiments of the invention can be found in the drawing and the following description.
- FIG. 1 shows the first exemplary embodiment
- FIG. 2 shows a variant of the example according to FIG. 1
- FIGS. 3, 4 and 5 show the second exemplary embodiment.
- FIG. 1 shows a fuel injection nozzle with the usual structure of nozzle holder 1, intermediate plate 2, nozzle body 3, union nut 4 and nozzle needles 5.
- the nozzle needles 5 are loaded via spring plates 6 by closing springs 7.
- the space 8 receiving the spring 7 is relieved of pressure via a channel 9.
- the invention relates to an injection nozzle with two nozzle needles 5 and, correspondingly, two closing springs 7, but only one spring chamber 8.
- pressure spaces 11 are provided in the area of the pressure shoulder 10 of the nozzle needle, which with inflow channels 12 and 13 in Nozzle holders 1 are connected, which can be connected via a slide valve 14 to an inflow line 15, via which the fuel under high pressure is fed to the injection nozzle.
- FIG. 1 the upper part of the nozzle holder 1 is shown rotated by 90 ° with respect to the lower part, because there to be able to show the pressure chambers 11 in the nozzle body 3 or the closing springs 7 in section by one time and the inflow channels 12 and 13 in the upper part on the other.
- the slide valve 14 works with a slide 16 which counteracts the force of a return spring 17 in one Room 18 hydraulic fluid is displaceable.
- the pressure fluid is controlled as a function of the engine parameters by means not shown, for example a solenoid valve, and is supplied to the space 18 via a nipple 19.
- the slide 16 is displaced more or less against the spring 17 and in doing so makes various connections between the inflow line 15 and the inflow channels 12 and 13.
- the fuel flows along an annular groove 20 of the slide 16 in the bore 21 receiving the slide 16, from an annular groove 22 connected to the inflow line 15 of this bore 21 to one with the inflow channel 12 connected annular groove 23.
- a relief channel 24 is arranged, which connects the inflow channel 13 in the position shown with the pressure-relieving space 25 accommodating the spring 17.
- the relief line 9 of the spring chamber 8 also opens into this space 25.
- the space 25 is connected by a connecting nipple 26 to a leak line, not shown.
- the reference numbers of the parts corresponding to the first exemplary embodiment are provided with two dashes as an index.
- the two nozzle needles are arranged coaxially with one another, one nozzle needle 31 being received by a hollow needle 32.
- the nozzle needle 31 has a pressure space 33 arranged between the needles
- the hollow needle 32 has a pressure space 34 arranged between the hollow needle and the nozzle body 3 ".
- the compression springs acting on the nozzle needles 31 and 32 are connected in parallel, as in the first embodiment.
- the closing spring 37 of the hollow needle 32 has a substantially larger diameter than the closing spring 38 of the inner needle 31, since the area on the hollow needle 32 which is acted upon by the supplied fuel is, by design, considerably larger than that on the inner needle. 31.
- the pressure chambers 33 and 34 or the inflow channels 12 "and 13" are hydraulically completely separate from one another.
- the slide valve 14 "works in principle like the valve shown in the first exemplary embodiment. In contrast to this, however, it is arranged coaxially to the injector axis, since the fuel pressure connection is connected to the fuel supply line 15" transversely to the nozzle axis. In addition to the advantage of the small diameter of this embodiment, fewer channels are required for leakage removal, since the spring 17 "of the Slider 16 "receiving space 25" is directly connected to the spring space 8 "via a bore 39. In contrast to the first exemplary embodiment, the slide 1 6" encounters a stop 42 loaded by a spring 41 after covering a first stroke. Only when the pressure increases further (Pressure stage) in space 18 ", the force of spring 41 is overcome and slide 16" is now moved against the force of both springs 17 "and 41 into its end position.
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzdüse dieser Art werden die Druckräume von entweder zwei Pumpen oder zwei unabhängigen Pumpenarbeitsräumen mit Kraftstoff versorgt, wobei bei Versorgung nur des einen Raumes eine Zuschaltung des zweiten über das Schieberventil möglich ist. Es handelt sich also um eine spezielle Kraftstoffeinspritzanlage, die durch die zwei erforderlichen Hubräume verhältnismäßig aufwendig und außerdem nur begrenzt einsetzbar ist.The invention relates to a fuel injector according to the preamble of the main claim. In a known fuel injection nozzle of this type, the pressure spaces are supplied with fuel by either two pumps or two independent pump work spaces, with supply of only one space enabling the second to be activated via the slide valve. It is therefore a special fuel injection system, which is relatively complex due to the two required cubic capacity and is also only of limited use.
Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzpumpe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch mit einer gewöhnlichen Einspritzpumpe z.B. Verteilerpumpe mit nur einem Pumpenarbeitsraum die Kraftstoffeinspritzdüse versorgt werden kann. Außerdem besteht die Möglichkeit der Alternativschaltung bzw. Umschaltung sowie der gemeinsamen Einschaltung der Einspritzdüsen. Zusätzliche wichtige Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnung sowie der folgenden Beschreibung zu entnehmen.The fuel injection pump according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the fuel injection nozzle can also be supplied with a conventional injection pump, for example a distributor pump, with only one pump working space. There is also the possibility of an alternative switching or switching as well as a common on circuit of the injection nozzles. Additional important embodiments of the invention can be found in the drawing and the following description.
Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 das erste Ausführungsbeispiel, Figur 2 eine Variante des Beispiels nach Figur 1 und Figur 3, 4 und 5 das zweite Ausführungsbeispiel.Two embodiments of the object of the invention are shown in simplified form in the drawing and described in more detail below. FIG. 1 shows the first exemplary embodiment, FIG. 2 shows a variant of the example according to FIG. 1, and FIGS. 3, 4 and 5 show the second exemplary embodiment.
In Figur 1 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse mit dem üblichen Aufbau Düsenhalter 1, Zwischenplatte 2, Düsenkörper 3, Überwurfmutter 4 und Düsennadeln 5 dargestellt. Die Düsennadeln 5 sind über Federteller 6 durch Schließfedern 7 belastet. Der die Feder 7 aufnehmende Raum 8 ist über einen Kanal 9 druckentlastet. Die Erfindung betrifft'eine Einspritzdüse mit zwei Düsennadeln 5.und entsprechend zwei Schließfedern 7, jedoch nur einem Federraüm 8. Zwischen den Düsennadeln 5 und dem Düsenkörper 3 sind im Bereich der Druckschulter 10 der Düsennadel Druckräume 11 vorgesehen, die mit Zuflußkanälen 12 und 13 im Düsenhalter 1 verbunden sind, welche über ein Schiebeventil 14 mit einer zuflußleitung 15 verbindbar sind, über welche der unter hohem Druck stehende Kraftstoff der Einspitzdüse zugeführt wird.FIG. 1 shows a fuel injection nozzle with the usual structure of
In Figur 1 ist der obere Teil des Düsenhalters 1 gegenüber dem unteren Teil um 90° verdreht gezeichnet, um dadurch jeweils einmal die Druckräume 11 im Düsenkörper 3 bzw. die Schließfedern 7 im Schnitt zeigen zu können und zum anderen im oberen Teil die Zuflußkanäle 12 und 13. Das Schieberventil 14 arbeitet mit einem Schieber 16, der entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 17 durch in einem Raum 18 befindliche Druckflüssigkeit verschiebbar ist. Die Druckflüssigkeit wird durch nicht dargestellte Mittel, beispielsweise ein Magnetventil, motorkenngrößenabhängig gesteuert und über einen Nippel 19 dem Raum 18 zugeführt. Je nach Druck dieser Druckflüssigkeit wird der Schieber 16 mehr oder weniger gegen die Feder 17 verschoben und stellt dabei verschiedene Verbindungen zwischen der Zuflußleitung 15 und den Zuflußkanälen 12 und 13 her. In der dargestellten Schaltstellung besteht eine Verbindung von der Leitung 15 zum Kanal 12..Der Kraftstoff strömt dabei entlang einer Ringnut 20 des Schiebers 16 in der den Schieber 16 aufnehmenden Bohrung 21, von einer mit der Zuflußleitung 15 verbundenen Ringnut 22 dieser Bohrung 21 zu einer mit dem Zuflußkanal 12 verbundenen Ringnut 23. In dem Schieber 16 ist ein Entlastungskanal 24 angeordnet, der in der dargestellten Stellung den Zuflußkanal 13 mit dem die Feder 17 aufnehmenden druckentlasteten Raum 25 verbindet. In diesen Raum 25 mündet auch die Entlastungsleitung 9 des Federraums 8. Der Raum 25 ist durch einen Anschlußnippel 26 mit einer nicht dargestellten Leckleitung verbunden.In Figure 1, the upper part of the
Sobald aufgrund steigenden Druckes im Druckraum 18 der Schieber 16 nach rechts entgegen der Kraft der Feder 17 verschoben wird, werden die Ringnuten 22 und 23 über die Ringnut 20 mit einer Ringnut 27 verbunden, von der der Zuflußkanal 13 abzweigt. Nach Zurücklegung dieses Weges ist der Entlastungskanal 24 von der Ringnut 27 getrennt. Diese Verbindung entsteht in einer Zwischenstellung des Schiebers 16 und setzt voraus, daß die Ringnut 20 länger ist als der Abstand von Ringnut 23 zu Ringnut 27. In dieser Stellung werden beide Druckräume 11 mit Kraftstoff versorgt, wenn dieses so gewünscht ist und wenn eine Druckstufe, wie in Figur 3 dargestellt, vorgesehen wird. Bei dem dargestellten-Beispiel überläuft der Schieber 16 diese Stellung,bis er an den hier als Anschlag dienenden Nippel 26 verschoben wird. In dieser Endstellung ist die Ringnut 20 von der Ringnut 23 getrennt, so daß lediglich noch die Verbindung der Ringnut 22 zur Ringnut 27 hin besteht. Der Kraftstoff gelangt also nur noch in den Zuflußkanal 13. Der Zuflußkanal 12 ist gesperrt und in dieser Stellung durch den Entlastungskanal 24 im Schieber 16 druckentlastet.As soon as the
Bei manchen Brennkraftmaschinen steht zur Aufnahme der Kraftstoffeinspritzdüse nur ein geringer Raum, also nur eine Bohrung geringen Durchmessers zur Verfügung. Bei der Verwendung von Kraftstoffeinspritzdüsen mit zwei parallel angeordneten Düsennadeln ist man deshalb darauf angewiesen, diese, wie in Figur 2 dargestellt, möglichst dicht nebeneinander anzuordnen. Der geringstmögliche Abstand wird jedoch bei parallel angeordneten Schließfedern durch den Durchmesser dieser Federn bestimmt, der nicht in der erforderlichen Weise verringert werden kann. Bei der in Figur 2 dargestellten Variante des ersten Ausführungsbeispiels, bei der die entsprechenden Bezugszahlen lediglich mit einem Indexstrich versehen werden, ist die eine Feder 7' gegenüber der anderen.zurückgesetzt, so daß neben der verbliebenen Feder 7' lediglich eine verlängerte Druckstange 29 der einen Düsennadel 5' verläuft. Der Federraum 8' ist dadurch stufenförmig ausgebildet.In some internal combustion engines, only a small space, that is to say only a small diameter bore, is available for receiving the fuel injection nozzle. When using fuel injection nozzles with two nozzle needles arranged in parallel, it is therefore necessary to arrange them as closely as possible, as shown in FIG. 2. The smallest possible distance, however, is determined in the case of closing springs arranged in parallel by the diameter of these springs, which cannot be reduced as required. In the variant of the first exemplary embodiment shown in FIG. 2, in which the corresponding reference numbers are only provided with an index line, one spring 7 'is reset relative to the other, so that, in addition to the remaining spring 7', only one
den Bei dem in Figuren3 bis 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind die Bezugszahlen der dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Teile mit zwei Strichen als Index versehen. Wie in Figur 3 dargestellt, sind bei diesem Ausführungsbeispiel die beiden Düsennadeln koaxial zueinander angeordnet, wobei die eine Düsennadel 31.von einer Hohlnadel 32 aufgenommen wird. Die Düsennadel 31 hat einen zwischen den Nadeln angeordneten Druckraum 33, die Hohlnadel 32 weist einen zwischen Hohlnadel und Düsenkörper 3" angeordneten Druckraum 34 auf. Während der Druckraum 34 unmittelbar mit dem Zulaufkanal 12" verbunden ist, dient als Verbindung zwischen dem Zuflußkanal 13" und dem Druckraum 33 eine im Düsenkörper 3" angeordnete Ringnut 35 und in der Hohlnadel 32 angeordnete Radialbohrungen 36, die die Ringnut 35 mit dem Druckraum 33 verbinden. Die auf die Düsennadeln 31 und 32 wirkenden Druckfedern sind.wie beim ersten Ausführungsbeispiel parallel geschaltet. Die Schließfeder 37 der Hohlnadel 32 weist einen wesentlich größeren Durchmesser auf als die Schließfeder 38 der Innennadel 31, da die vom zugeführten Kraftstoff beaufschlagte in öffnungsrichtung wirkende Fläche an der Hohlnadel 32 konstruktionsbedingt wesentlich größer als die an der Innennadel.31 ist. Die Druckräume 33 und 34 bzw. die Zuflußkanäle 12" und 13" sind hydraulisch völlig voneinander getrennt. Das Schieberventil 14" arbeitet im Prinzip wie das im ersten Ausführungsbeispiel dargestellte Ventil. Im Gegensatz zu diesem ist es jedoch koaxial zur Einspritzdüsenachse angeordnet, da der Kraftstoffdruckanschluß mit der Kraftstoffzuflußleitung 15" quer zur Düsenachse angeschlossen ist. Außer dem Vorteil des geringen Durchmessers dieses Ausführungsbeispiels sind für die Leckabführung auch weniger Kanäle erforderlich, da der die Feder 17" des Schiebers 16" aufnehmende Raum 25" über eine Bohrung 39 unmittelbar mit dem Federraum 8" verbunden ist. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel stößt der Schieber 16" nach Zurücklegung eines ersten Hubes auf einen durch eine Feder 41 belasteten Anschlag 42. Erst bei weiterem Druckanstieg (Druckstufe) im Raum 18" wird die Kraft der Feder 41 überwunden und der Schieber 16" nun gegen die Kraft beider Federn 17" und 41 in seine Endlage verschoben.In the second exemplary embodiment shown in FIGS. 3 to 5, the reference numbers of the parts corresponding to the first exemplary embodiment are provided with two dashes as an index. As shown in FIG. 3, in this exemplary embodiment the two nozzle needles are arranged coaxially with one another, one
In der in der Figur 3 dargestellten Ausgangslage des. Schie- bers 16" verbindet dieser über die Ringnut 20" die Zuflußleitung 15" mit dem Zuflußkanal 13". Sobald dann der Schieber 16" entgegen der Feder 17" nach unten geschoben wird, besteht nach Zurücklegung des Weges bis an den Anschlag 42 eine Verbindung zwischen der Leitung 15" und dem Kanal 12", so daß Kraftstoff nur über die Hohlnadel 32 eingespritzt werden kann. Der Kanal 13" ist von der Leitung 15" dann getrennt, wie es in Figur 4 dargestellt ist. In Figur 5 ist dann der Schieber 16" in seiner Endstellung gezeigt nach Überwindung der Kraft der Feder 41, in der die Leitung 15" mit beiden Kanälen 12" und 13" verbunden ist. Die Verbindung zum Kanal 13" erfolgt dabei durch eine im Schieber 16" verlaufende Bohrung 43. Hierdurch ist es möglicn, im folgenden Ümsteuerreihenfolge erst einen der Kanäle dann alternativ den anderen Kanal und erst danach beide gleichzeitig aufzusteuern.In the embodiment illustrated in the Figure 3 initial position of the. B
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