EP0061529A1 - Fuel injection nozzle for internal-combustion engines - Google Patents

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EP0061529A1
EP0061529A1 EP81109692A EP81109692A EP0061529A1 EP 0061529 A1 EP0061529 A1 EP 0061529A1 EP 81109692 A EP81109692 A EP 81109692A EP 81109692 A EP81109692 A EP 81109692A EP 0061529 A1 EP0061529 A1 EP 0061529A1
Authority
EP
European Patent Office
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throttle
pin
bore
section
valve needle
Prior art date
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Granted
Application number
EP81109692A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0061529B1 (en
Inventor
Karl Hofmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0061529A1 publication Critical patent/EP0061529A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0061529B1 publication Critical patent/EP0061529B1/en
Expired legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/06—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves being furnished at seated ends with pintle or plug shaped extensions

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection nozzle according to the preamble of the main claim.
  • known injection nozzles of this type (DE-OS 27 09 892) the throttle gap metering the pre-jet of the fuel is directly exposed to the combustion gases at its mouth into the combustion chamber of the machine, so that it can gradually become clogged by combustion residues. This changes the size of the throttle gap and the metering of the fuel, whereby the engine behavior is adversely affected.
  • the arrangement according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the throttle gap metering the pre-jet in the nozzle bore is largely shielded from the attack of the combustion gases by a downstream second throttle gap.
  • the free flow area of the first Throttle gap therefore maintains the prescribed size and shape over a long operating time, so that longer maintenance intervals than previously customary can be provided for such injection nozzles.
  • the throttle pin of which has a circumferential control edge at the end of a first pin section delimiting the first throttle gap, which adjoins the control edge of the throttle pin, has a pin section of smaller cross-section and a further pin section delimiting the second throttle gap, and that the nozzle bore in the region lying between the two throttle gaps has a widened bore section compared to the second throttle gap.
  • valve needle and possibly the nozzle bore can be simplified if the pin sections delimiting the throttle gap and optionally also the wall sections of the nozzle bore delimiting the throttle gap to the outside have the same diameter.
  • the intermediate section of the nozzle bore in between is then to be provided with a larger cross section than the sections mentioned.
  • the pin portion delimiting the second throttle gap has a smaller diameter than the pin portion delimiting the first throttle gap and the area of the nozzle bore lying between the throttle gaps has the same diameter as the bore area assigned to the first throttle gap. In this case, there is no central region of the nozzle bore which has an enlarged cross section.
  • the design of the valve needle according to the invention also makes it possible to influence the shape of the preliminary jet and, if appropriate, the main jet of the injected fuel in the desired sense by appropriately designing the throttle pin.
  • the throttle pin can have a shaping attachment for the spray jet downstream of the pin portion delimiting the second throttle gap.
  • the section of the nozzle bore lying between the two throttle gaps has a profile in longitudinal section, the geometry of which roughly corresponds to the shape of the throttle pin in the region of the shaping attachment, the pin portion delimiting the second throttle gap and its transition corresponds to the pin section with the smaller cross section.
  • the additional overlap at the second throttle gap remains effective in all positions of the valve needle. If the annular groove is provided on the circumference of the throttle pin, the throttle pin need not be dimensioned longer than in the case of conventional nozzles.
  • Figures 1 to 4 each show a partial section through one of the exemplary embodiments.
  • valve 1 has a nozzle body 10, in which a valve needle 12 is guided radially and is axially displaceably mounted.
  • a pressure chamber 14 is formed in the nozzle body 10, into which the fuel is introduced and which has a valve seat 16 on the bottom, against which a sealing cone 18 of the valve needle 12 is pressed by a closing spring (not shown).
  • the valve seat 16 is followed by a nozzle bore 20, at the mouth of which an ejection opening 22 is formed.
  • a throttle pin 24 engages in the nozzle bore 20, which connects to the sealing cone 18 of the valve needle 12 and is connected in one piece to it. From the sealing cone 18, the throttle pin 24 has a first cylindrical pin portion 26, which merges conically at a control edge 28 into a pin portion 30 with a smaller diameter. This passes over a conical intermediate area into a further cylindrical pin section 32, whose diameter corresponds approximately to that of the pin section 26. An injection molding extension 34 of the throttle pin is connected to the pin section 32.
  • the nozzle bore 20 has a first cylindrical wall portion 35, the diameter of which is larger than the diameter of the pin portion 26 by twice the width of a desired annular gap between the pin portion 26 and the nozzle bore.
  • the cylindrical bore section 35 is adjoined by a bore section 36 which initially increases in diameter and then decreases again, which at the ejection opening 22 merges into a cylindrical bore section 38, the diameter of which corresponds to that of the bore section 35.
  • the largest diameter of the middle bore section 36 is larger by approximately the difference in diameter between the bore section 35 and the pin section 30 than the pin section 32.
  • the position of the largest diameter of the middle bore section 36 is chosen such that it is with the valve needle 12 fully raised (right half Figure 1) is located approximately at the height of the pin portion 32.
  • the control edge 28 occurs Za pfenabrough out of the bore portion 35 of the nozzle bore 26; after which the reduced-diameter pin section 30 releases a larger annular gap between the nozzle bore and throttle pin, through which the main jet of fuel is able to pass practically unthrottled.
  • its pin section 32 also comes out of the area of the throttle point 42, the cross section of the nozzle bore continuously expanding at this point and the throttling effect being dissolved.
  • the pin portion 32 has entered the area of the largest diameter of the central bore portion 36, so that a through the entire nozzle bore sufficiently large annular gap for unthrottled flow of fuel results.
  • a nozzle bore 44 has a first cylindrical section 46 which merges via a conical section 48 into a second cylindrical section 50 with a smaller diameter.
  • the cylindrical section 46 is formed by a smooth bore in a nozzle body 52, which leads from a pressure chamber 54 in the nozzle body to an end face of the nozzle body.
  • the two other bore sections 48 and 50 of the nozzle bore 44 run in a molding plate 56 which is fastened to the end face of the nozzle body 52, centered by a projection projecting into the bore 46.
  • a throttle pin 58 of a valve needle 60 projects into the nozzle bore 44 and is shaped such that it forms two throttle gaps 62 and 64 in the nozzle bore in the illustrated closed position of the valve needle 60 and delimits them radially inwards.
  • the throttle pin 60 has a first cylindrical section 66 which merges via a conical section 68 into a second cylindrical section 70 of smaller diameter, on which an injection molding pin 72 is scheduled.
  • the diameter of the cylindrical pin section 66 is listed to be twice the width of the desired throttle gap 62 smaller than the diameter of the bore section 46.
  • the diameter of the pin section 70 is matched in the same way with respect to the bore section 50.
  • the throttle gap 64 is in front of the throttle gap 62 serving for metering fuel, so that it cannot be impaired by deposits from the combustion gases.
  • the throttle gap 64 is omitted, so that both the pre-jet and the subsequent main jet of the fuel can spray freely.
  • nozzle body 74 in which a valve needle provided with a sealing cone 76 is guided radially and is axially displaceably mounted.
  • the sealing cone 76 cooperates with a conical valve seat 78 at the lower end of a pressure space for the fuel, not shown in the drawing.
  • a cylindrical throttle pin 80 adjoins the sealing cone 76, which plunges with a certain radial play into a throttle bore 82 in the nozzle body, which adjoins the valve seat 78 downstream.
  • the throttle pin 80 is provided with a transverse bore 84 which traverses a longitudinal bore 86 which opens out on the free end face 88 of the throttle pin 80.
  • the throttle pin 80 is provided with an annular groove 96 in its circumferential surface, in the area of which the transverse bore 84 opens out at both ends.
  • two pin sections 98 and 100 are defined, which are separated from one another and are dimensioned in terms of their length, one of which, 98, the throttle gap 90 and the other, 100, delimits an additional throttle gap 102.
  • the additional throttle gap 102 which can be the same, smaller or larger than the throttle gap 90, is arranged in front of the throttle gap 90 serving for fuel metering as protection against combustion gases and remains effective over the entire stroke range of the valve needle. A clogging of the additional throttle gap 102 by combustion residues is irrelevant for the proper functioning of the valve needle.
  • the construction and the mode of operation of the injection nozzle according to FIG. 4 largely correspond to the injection nozzle according to FIG. 3. However, it has a throttle pin 104 with an additional, transverse bore 106 and an additional longitudinal bore 108, the cross section of which is matched to the idling quantity (pre-jet), similar to a perforated pin nozzle.
  • the injection quantity is determined and injected at idle via the longitudinal bore 108 and at full load via the larger longitudinal bore 86.
  • the additional throttle gap 102 remains effective in the entire operating range.

Abstract

1. Fuel injection nozzle for internal-combustion engines, having a valve needle (12) opening counter to the flow direction of the fuel, formed onto which is a sealing cone (18), interacting with a valve seat (16) on the nozzle body (10), and onto which then is formed a restricting neck (24), which in the closed position of the valve needle (12) immerses with a cylindrical section (26) into a cylindrical section (35) of the nozzle bore (20) downstream of the valve seat (16) and delimits therein, over the extent of a first partial stroke of the valve needle (12), a restricting metering gap (40) for governing the size of a preliminary fuel jet, characterised in that a further cylindrical section (32, 38) is formed on the restricting neck (24) and/or in the nozzle bore (20) downstream of the metering gap (40), which section, in the closed position of the valve needle (12), forms with an opposite wall section (38, 32) of the nozzle bore (20) or of the restricting neck (24) a protective gap (42) of restricting cross section, the length of which is smaller in the closed position of the valve needle (12) than the length of the metering gap (40) formed in this position, and which extends as the opening stroke of the valve needle (12) begins, enlarging faster than the metering gap (40), up to a cross section not even restricting the main fuel jet.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Einspritzdüsen dieser Gattung (DE-OS 27 09 892) ist der den Vorstrahl des Kraftstoffs zumessende Drosselspalt an seiner Ausmündung in die Brennkammer der Maschine unmittelbar den Verbrennungsgasen ausgesetzt, so daß er sich durch Verbrennungsrückstände allmählich zusetzen kann. Dadurch verändert sich die Größe des Drosselspaltes und die Zumessung des Kraftstoffs, wodurch das Motorverhalten nachteilig beeinflußt wird.The invention relates to a fuel injection nozzle according to the preamble of the main claim. In known injection nozzles of this type (DE-OS 27 09 892) the throttle gap metering the pre-jet of the fuel is directly exposed to the combustion gases at its mouth into the combustion chamber of the machine, so that it can gradually become clogged by combustion residues. This changes the size of the throttle gap and the metering of the fuel, whereby the engine behavior is adversely affected.

Vorteile,der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen.des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der den Vorstrahl zumessende Drosselspalt in der Düsenbohrung durch einen stromab vorgelagerten zweiten Drosselspalt vor dem Angriff der Verbrennungsgase weitgehend abgeschirmt ist. Der freie Durchflußquerschnitt des ersten Drosselspaltes behält daher über eine lange Betriebszeit hinweg die vorgeschriebene Größe und Gestalt bei, so daß für solche Einspritzdüsen längere Wartungsintervalle als bisher üblich vorgesehen werden können.The arrangement according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the throttle gap metering the pre-jet in the nozzle bore is largely shielded from the attack of the combustion gases by a downstream second throttle gap. The free flow area of the first Throttle gap therefore maintains the prescribed size and shape over a long operating time, so that longer maintenance intervals than previously customary can be provided for such injection nozzles.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.Advantageous developments of the arrangement specified in the main claim are possible through the measures listed in the subclaims.

Bei Einspritzdüsen, deren Drosselzapfen-eine umlaufende Steuerkante an dem der Ausspritzöffnung zugekehrten Ende eines den ersten Drosselspalt begrenzenden ersten Zapfenabschnitts hat, wird vorgeschlagen, das sich an die Steuerkante des Drosselzapfens ein Zapfenabschnitt geringeren Querschnitts und daran ein den zweiten Drosselspalt begrenzender weiterer Zapfenabschnitt anschließt, und daß die Düsenbohrung in dem zwischen den beiden Drosselspalten liegenden Bereich einen gegenüber dem zweiten Drosselspalt erweiterten Bohrungsabschnitt hat.In the case of injection nozzles, the throttle pin of which has a circumferential control edge at the end of a first pin section delimiting the first throttle gap, which adjoins the control edge of the throttle pin, has a pin section of smaller cross-section and a further pin section delimiting the second throttle gap, and that the nozzle bore in the region lying between the two throttle gaps has a widened bore section compared to the second throttle gap.

Durch entsprechende Gestaltung und Bemessung des zwischen den beiden Drosselspalten liegenden erweiterten Bohrungsabschnittes der Düsenbohrung läßt sich erreichen, daß unmittelbar nach Beginn des Öffnungshubes der Ventilnadel der Durchflußquerschnitt des vorgelagerten zweiten Drosselspaltes sich zu erweitern beginnt und in Hubendstellung der Ventilnadel für den Hauptstrahl des Kraftstoff ein ungedrosselter Durchgang zur Verfügung steht.By appropriate design and dimensioning of the enlarged bore section of the nozzle bore located between the two throttle gaps, it can be achieved that immediately after the opening stroke of the valve needle begins, the flow cross section of the upstream second throttle gap begins to widen and an unthrottled passage for the main jet of fuel in the stroke end position of the valve needle is available.

Die Fertigung der Ventilnadel und gegebenenfalls der Düsenbohrung kann vereinfacht werden, wenn die die Drosselspalte begrenzenden Zapfenabschnitte und gegebenenfalls auch die die Drosselspalte nach außen begrenzenden Wandabschnitte der Düsenbohrung den gleichen Durchmesser haben. Der dazwischen liegende mittlere Abschnitt der Düsenbohrung ist dann mit einem größeren Querschnitt als die genannten Abschnitte zu versehen.The manufacture of the valve needle and possibly the nozzle bore can be simplified if the pin sections delimiting the throttle gap and optionally also the wall sections of the nozzle bore delimiting the throttle gap to the outside have the same diameter. The intermediate section of the nozzle bore in between is then to be provided with a larger cross section than the sections mentioned.

In einem anderen Fall kann es vorteilhaft sein, wenn der den zweiten Drosselspalt begrenzende Zapfenabschnitt einen kleineren Durchmesser als der den ersten Drosselspalt begrenzende Zapfenabschnitt hat und der zwischen den Drosselspalten liegende Bereich der Düsenbohrung den gleichen Durchmesser wie der dem ersten Drosselspalt zugeordnete Bohrungsbereich hat. In diesem Fall entfällt ein im Querschnitt erweiterter mittlerer Bereich der Düsenbohrung.In another case, it can be advantageous if the pin portion delimiting the second throttle gap has a smaller diameter than the pin portion delimiting the first throttle gap and the area of the nozzle bore lying between the throttle gaps has the same diameter as the bore area assigned to the first throttle gap. In this case, there is no central region of the nozzle bore which has an enlarged cross section.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Ventilnadel erlaubt es auch, durch entsprechende Gestaltung des Drosselzapfens die Form des Vorstrahls und gegebenenfalls des Hauptstrahls des eingespritzen Kraftstoffes in dem gewünschten Sinne zu beeinflussen. Der Drosselzapfen kann in diesem Fall stromab des dem zweiten Drosselspalt begrenzenden Zapfenabschnittes einen Formgebungsansatz für den Spritzstrahl haben. Darüber hinaus ist es zu dem beabsichtigten Zweck von Vorteil, wenn der zwischen den beiden Drosselspalten liegende Abschnitt der Düsenbohrung im Längsschnitt gesehen ein Profil hat, dessen Geometrie in etwa der Gestalt des Drosselzapfens im Bereich des Formgebungsansatzes, dess den zweiten Drosselspalt begrenzenden Zapfenabschnitts und dessen Übergang zum Zapfenabschnitt mit dem kleineren Querschnitt entspricht.The design of the valve needle according to the invention also makes it possible to influence the shape of the preliminary jet and, if appropriate, the main jet of the injected fuel in the desired sense by appropriately designing the throttle pin. In this case, the throttle pin can have a shaping attachment for the spray jet downstream of the pin portion delimiting the second throttle gap. In addition, it is advantageous for the intended purpose if the section of the nozzle bore lying between the two throttle gaps has a profile in longitudinal section, the geometry of which roughly corresponds to the shape of the throttle pin in the region of the shaping attachment, the pin portion delimiting the second throttle gap and its transition corresponds to the pin section with the smaller cross section.

Bei Einspritzdüsen mit einer Ventilnadel, welche ein Stück weit stromab des Ventilkegels eine Querbohrung im Drosselzapfen hat, die mit einem von der freien Stirnseite des Zapfens ausgehenden Sackloch in Zapfen verbunden ist, wird zur Schaffung eines zweiten Drosselspaltes erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß am Umfang des Drosselzapfens und/oder in der Düsenbohrung in der Ebene der Querbohrung der in Schließstellung befindlichen Ventilnadel eine Ringnut vorgesehen ist, welche die beiden die Drosselspalte begrenzenden Abschnitte des Drosselzapfens bzw. der Düsenbohrung voneinander trennt und in der Länge begrenzt.In the case of injection nozzles with a valve needle, which has a transverse bore in the throttle pin a little way downstream of the valve cone and which is connected to a blind hole in the pin starting from the free end face of the pin, it is proposed according to the invention to create a second throttle gap that on the circumference of the throttle pin and / or an annular groove is provided in the nozzle bore in the plane of the transverse bore of the valve needle in the closed position, which separates the two portions of the throttle pin or the nozzle bore that delimit the throttle gap and limits their length.

In diesem Fall bleibt die zusätzliche Überdeckung am zweiten Drosselspalt in allen Stellungen der Ventilnadel wirksam. Wenn die Ringnut am Umfang des Drosselzapfens vorgesehen ist, braucht der Drosselzapfen nicht länger als bei herkömmlichen Düsen bemessen zu sein.In this case, the additional overlap at the second throttle gap remains effective in all positions of the valve needle. If the annular groove is provided on the circumference of the throttle pin, the throttle pin need not be dimensioned longer than in the case of conventional nozzles.

Die Merkmale der Ansprüche 8 und 9 stellen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Düse dar.The features of claims 8 and 9 represent further advantageous refinements of the nozzle.

Zeichnungdrawing

Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figuren 1 bis 4 zeigen je einen Teilschnitt durch eines der Ausführungsbeispiele.Four embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Figures 1 to 4 each show a partial section through one of the exemplary embodiments.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Die Einspritzdüse nach Fig. 1 hat einen Düsenkörper 10, in welchem eine Ventilnadel 12 radial geführt und axial verschiebbar gelagert ist. Im Düsenkörper 10 ist ein Druckraum 14 gebildet, in welchen der Kraftstoff eingeführt ist und welcher am Boden einen Ventilsitz l6 hat, gegen den ein Dichtkegel 18 der Ventilnadel 12 durch eine nicht gezeigte Schließfeder gedrückt ist. An den Ventilsitz 16 schließt sich eine Düsenbohrung 20 an, an deren Mündung eine Ausspritzöffnung 22 gebildet ist.1 has a nozzle body 10, in which a valve needle 12 is guided radially and is axially displaceably mounted. A pressure chamber 14 is formed in the nozzle body 10, into which the fuel is introduced and which has a valve seat 16 on the bottom, against which a sealing cone 18 of the valve needle 12 is pressed by a closing spring (not shown). The valve seat 16 is followed by a nozzle bore 20, at the mouth of which an ejection opening 22 is formed.

In die Düsenbohrung 20 greift ein Drosselzapfen 24 ein, der sich an den Dichtkegel 18 der Ventilnadel 12 anschließt und mit dieser einstückig verbunden ist. Der Drosselzapfen 24 hat vom Dichtkegel 18 ausgesehen einen ersten zylindrischen Zapfenabschnitt 26, welcher an einer Steuerkante 28 konisch in einen im Durchmesser kleineren Zapfenabschnitt 30 übergeht. Dieser geht über einen konischen Zwischenbereich in einen weiteren zylindrischen Zapfenabschnitt 32 über, dessen Durchmesser in etwa jenem des Zapfenabschnitts 26 entspricht. An den Zapfenabschnitt 32 schließt sich ein Spritzformungsansatz 34 des Drosselzapfens an.A throttle pin 24 engages in the nozzle bore 20, which connects to the sealing cone 18 of the valve needle 12 and is connected in one piece to it. From the sealing cone 18, the throttle pin 24 has a first cylindrical pin portion 26, which merges conically at a control edge 28 into a pin portion 30 with a smaller diameter. This passes over a conical intermediate area into a further cylindrical pin section 32, whose diameter corresponds approximately to that of the pin section 26. An injection molding extension 34 of the throttle pin is connected to the pin section 32.

Die Düsenbohrung 20 hat einen ersten zylindrischen Wandabschnitt 35, dessen Durchmesser um die doppelte Breite eines erwünschten Ringspaltes zwischen dem Zapfenabschnitt 26 und der Düsenbohrung größer als der Durchmesser des Zapfenabschnitts 26 ist. An den zylindrischen Bohrungsabschnitt 35 schließt ein im Durchmesser sich zunächst vergrößender und dann wieder verkleinernder Bohrungsabschnitt 36 an, welcher an der Ausspritzöffnung 22 in einen zylindrischen Bohrungsabschnitt 38 übergeht, dessen Durchmesser jenem des Bohrungsabschnittes 35 entspricht. Der _ größte Durchmesser des mittleren Bohrungsabschnittes 36 ist etwa um den Durchmesserunterschied zwischen Bohrungsabschnitt 35 und Zapfenabschnitt 30 größer als der Zapfenabschnitt 32. Die Lage des größten Durchmessers des mittleren Bohrungsabschnittes 36 ist etwa so gewählt, daß er sich bei voll angehobener Ventilnadel 12 (rechte Hälfte Figur 1) in etwa in der Höhe des Zapfenabschnitts 32 befindet.The nozzle bore 20 has a first cylindrical wall portion 35, the diameter of which is larger than the diameter of the pin portion 26 by twice the width of a desired annular gap between the pin portion 26 and the nozzle bore. The cylindrical bore section 35 is adjoined by a bore section 36 which initially increases in diameter and then decreases again, which at the ejection opening 22 merges into a cylindrical bore section 38, the diameter of which corresponds to that of the bore section 35. The largest diameter of the middle bore section 36 is larger by approximately the difference in diameter between the bore section 35 and the pin section 30 than the pin section 32. The position of the largest diameter of the middle bore section 36 is chosen such that it is with the valve needle 12 fully raised (right half Figure 1) is located approximately at the height of the pin portion 32.

In der in der linken Hälfte von Figur 1 dargestellten Schließlage der,Einspritzdüse liegt der Dichtkegel 18 der Ventilnadel 12 auf dem Ventilsitz 16 auf. Der Zapfenabschnitt 26 des Drosselzapfens 24 taucht mit dem vorgegebenen Spiel, in den Bohrungsabschnitt 35 ein und der Zapfenabschnitt 32 verschließt den Bohrungsabschnitt 38 mit dem gleichen radialen Spiel, oder, wenn funktionell günstiger, mit größerem oder kleinerem Spiel. Dadurch sind in der Schließlage des Ventiles zwei radiale Drosselspalte 40 und 42 gebildet, von denen der eine zur Zumessung eines Kraftstoff-Vorstrahls während eines ersten Teilhubs der Ventilnadel dient und der zweite Drosselspalt 42 erfindungsgemäß den ersten vor den Angriffen der Verbrennungsgase schützt. Am Ende des ersten Teilhubes der Ventilnadel 12 tritt die Steuerkante 28 am Zapfenabschnitt 26 aus dem Bohrungsabschnitt 35 der Düsenbohrung aus; wonach der im Durchmesser verkleinerte Zapfenabschnitt 30 einen größeren Ringspalt zwischen Düsenbohrung und Drosselzapfen frei gibt, durch welchen der Hauptstrahl des Kraftstoffs praktisch ungedrosselt hindurchzutreten vermag. Während dieses ersten Teilhubes der Ventilnadel 12 gelangt auch deren Zapfenabschnitt 32 aus dem Bereich der Drosselstelle 42 heraus, wobei sich der Querschnitt der Düsenbohrung an dieser Stelle ständig erweitert und die Drosselwirkung sich auflöst. Am Ende des vollen Öffnungshubes der Ventilnadel 12, bei welcher diese die in der rechten Hälfte der Fig. 1 dargestellte Lage einnimmt, ist der Zapfenabschnitt 32 in den Bereich des größten Durchmessers des mittleren Bohrungsabschnittes 36 getreten, so daß sich durch die ganze Düsenbohrung hindurch ein ausreichend großer Ringspalt zum ungedrosselten Hindurchströmen des Kraftstoffs ergibt.In the closed position of the injection nozzle shown in the left half of FIG. 1, the sealing cone 18 of the valve needle 12 rests on the valve seat 16. The pin portion 26 of the throttle pin 24 dips into the bore portion 35 with the predetermined play and the pin portion 32 closes the bore portion 38 with the same radial play, or, if functionally more favorable, with greater or less play. As a result, two radial throttle gaps 40 and 42 are formed in the closed position of the valve, one of which is used for metering a fuel pre-jet during a first partial stroke of the valve needle and the second throttle gap 42 according to the invention protects the first from the attacks of the combustion gases. At the end of the first partial stroke of the valve needle 12, the control edge 28 occurs Za pfenabschnitt out of the bore portion 35 of the nozzle bore 26; after which the reduced-diameter pin section 30 releases a larger annular gap between the nozzle bore and throttle pin, through which the main jet of fuel is able to pass practically unthrottled. During this first partial stroke of the valve needle 12, its pin section 32 also comes out of the area of the throttle point 42, the cross section of the nozzle bore continuously expanding at this point and the throttling effect being dissolved. At the end of the full opening stroke of the valve needle 12, in which it assumes the position shown in the right half of FIG. 1, the pin portion 32 has entered the area of the largest diameter of the central bore portion 36, so that a through the entire nozzle bore sufficiently large annular gap for unthrottled flow of fuel results.

In der Einspritzdüse nach Fig. 2 hat eine Düsenbohrung 44 einen ersten zylindrischen Abschnitt 46, der über einen kegeligen Abschnitt 48 in einen im Durchmesser kleineren zweiten zylindrischen Abschnitt 50 übergeht. Der zylindrische Abschnitt 46 ist durch eine glatte Bohrung in einem Düsenkörper 52 gebildet, die von einem Druckraum 54 im Düsenkörper bis zu einer Stirnseite des Düsenkörpers führt. Die beiden anderen Bohrungsabschnitte 48 und 50 der Düsenbohrung 44 verlaufen in einer Formplatte 56, welche an der Stirnseite des Düsenkörpers 52, durch einen in die Bohrung 46 passend hineinragenden Ansatz zentriert, befestigt ist.In the injection nozzle according to FIG. 2, a nozzle bore 44 has a first cylindrical section 46 which merges via a conical section 48 into a second cylindrical section 50 with a smaller diameter. The cylindrical section 46 is formed by a smooth bore in a nozzle body 52, which leads from a pressure chamber 54 in the nozzle body to an end face of the nozzle body. The two other bore sections 48 and 50 of the nozzle bore 44 run in a molding plate 56 which is fastened to the end face of the nozzle body 52, centered by a projection projecting into the bore 46.

In die Düsenbohrung 44 ragt ein Drosselzapfen 58 einer Ventilnadel 60 hinein, welcher so geformt ist, daß er in der dargestellten Schließlage der Ventilnadel 60 zwei Drosselspalte 62 und 64 in der Düsenbohrung bildet und radial nach innen begrenzt. Der Drosselzapfen 60 hat einen ersten zylindrischen Abschnitt 66, der über einen kegeligen Abschnitt 68 in einen zweiten zylindrischen Abschnitt 70 kleineren Durchmessers übergeht, an welchen ein Spritzformungszapfen 72 angesetzt ist. Der Durchmesser des zylindrischen Zapfenabschnitts 66 ist um die doppelte Breite des gewünschten Drosselspaltes 62 kleiner als der Durchmesser des Bohrungsabschnittes 46 aufgeführt. Der Durchmesser des Zapfenabschnittes 70 ist in gleicher Weise gegenüber dem Bohrungsabschnitt 50 abgestimmt.A throttle pin 58 of a valve needle 60 projects into the nozzle bore 44 and is shaped such that it forms two throttle gaps 62 and 64 in the nozzle bore in the illustrated closed position of the valve needle 60 and delimits them radially inwards. The throttle pin 60 has a first cylindrical section 66 which merges via a conical section 68 into a second cylindrical section 70 of smaller diameter, on which an injection molding pin 72 is scheduled. The diameter of the cylindrical pin section 66 is listed to be twice the width of the desired throttle gap 62 smaller than the diameter of the bore section 46. The diameter of the pin section 70 is matched in the same way with respect to the bore section 50.

In der dargestellten Schließlage ist der Drosselspalt 64 dem der Kraftstoff-Zumessung dienenden Drosselspalt 62 schützend vorgelagert, so daß dieser durch Ablagerungen aus den Verbrennungsgasen nicht beeinträchtigt werden kann. Unmittelbar nach Beginn des Öffnungshubes der Ventilnadel 60 entfällt der Drosselspalt 64, so daß sowohl der Vorstrahl als auch der nachfolgende Hauptstrahl des Kraftstoffs ungehindert abspritzen kann.In the closed position shown, the throttle gap 64 is in front of the throttle gap 62 serving for metering fuel, so that it cannot be impaired by deposits from the combustion gases. Immediately after the opening stroke of the valve needle 60 begins, the throttle gap 64 is omitted, so that both the pre-jet and the subsequent main jet of the fuel can spray freely.

Die Einspritzdüse nach Fig. 3 hat einen Düsenkörper 74, in welchem eine mit einem Dichtkegel 76 versehene Ventilnadel radial geführt und axial verschiebbar gelagert ist. Der Dichtkegel 76 arbeitet mit einem konischen Ventilsitz 78 am unteren Ende eines in der Zeichnung nicht dargestellten Druckraumes für den Kraftstoff zusammen. An den Dichtkegel 76 schließt sich ein zylindrischer Drosselzapfen 80 an, welcher mit einem bestimmten radialen Spiel in eine Drosselbohrung 82 im-Düsenkörper eintaucht, welche sich stromab an den Ventilsitz 78 anschließt.3 has a nozzle body 74, in which a valve needle provided with a sealing cone 76 is guided radially and is axially displaceably mounted. The sealing cone 76 cooperates with a conical valve seat 78 at the lower end of a pressure space for the fuel, not shown in the drawing. A cylindrical throttle pin 80 adjoins the sealing cone 76, which plunges with a certain radial play into a throttle bore 82 in the nozzle body, which adjoins the valve seat 78 downstream.

Der Drosselzapfen 80 ist mit einer Querbohrung 84 versehen, die eine Längsbohrung 86 durchquert, welche an der freien Stirnseite 88 des Drosselzapfens 80 ausmündet. In der Ebene der Querbohrung 84 ist der Drosselzapfen 80 mit einer Ringnut 96 in seiner Umfangsfläche versehen, in deren Bereich die Querbohrung 84 an beiden Enden ausmündet. Während eines ersten Teilhubes der Ventilnadel gelangt die Leerlaufmenge-des Kraftstoffs (Vorstrahl) aus dem Druckraum über einen Drosselspalt 90 in der Drosselbohrung 82 in die Querbohrung 84 und von dort über die Längsbohrung 86 in die Brennkammer der Maschine. Wenn danach die in der Zeichnung obenliegende Kante 92 der Ringnut 96 die Schnittkante 94 von Ventilsitz 78 und Düsenbohrung 82 übersteuert, wird der Durchflußquerschnitt für den kraftstoff laufend größer, bis der Endquerschnitt, bestimmt durch den Nadelhub und die Ringnutabmessung 96, erreicht ist.The throttle pin 80 is provided with a transverse bore 84 which traverses a longitudinal bore 86 which opens out on the free end face 88 of the throttle pin 80. In the plane of the transverse bore 84, the throttle pin 80 is provided with an annular groove 96 in its circumferential surface, in the area of which the transverse bore 84 opens out at both ends. During a first partial stroke of the valve needle the idling quantity of fuel (pre-jet) from the pressure chamber via a throttle gap 90 in the throttle bore 82 into the transverse bore 84 and from there via the longitudinal bore 86 into the combustion chamber of the engine. If thereafter the edge 92 of the annular groove 96 in the drawing overrides the cut edge 94 of the valve seat 78 and the nozzle bore 82, the flow cross section for the fuel increases continuously until the final cross section, determined by the needle stroke and the annular groove dimension 96, is reached.

In bezug auf die Drosselspaltbildung sind zwei definiert voneinander getrennte und in ihrer Länge bemessene Zapfenabschnitte 98 und 100 gebildet, von denen der eine, 98, den Drosselspalt 90 und der andere, 100, einen zusätzlichen Drosselspalt 102 begrenzt. Der zusätzliche Drosselspalt 102, der gleich, kleiner oder größer als der Drosselspalt 90 sein kann, ist dem der Kraftstoffzumessung dienenden Drosselspalt 90 als Schutz gegen Verbrennungsgase vorgelagert und bleibt über den gesamten Hubbereich der Ventilnadel wirksam. Ein Zusetzen des zusätzlichen Drosselspaltes 102 durch Verbrennungsrückstände ist für die einwandfreie Funktion der Ventilnadel unbeachtlich.With regard to the throttle gap formation, two pin sections 98 and 100 are defined, which are separated from one another and are dimensioned in terms of their length, one of which, 98, the throttle gap 90 and the other, 100, delimits an additional throttle gap 102. The additional throttle gap 102, which can be the same, smaller or larger than the throttle gap 90, is arranged in front of the throttle gap 90 serving for fuel metering as protection against combustion gases and remains effective over the entire stroke range of the valve needle. A clogging of the additional throttle gap 102 by combustion residues is irrelevant for the proper functioning of the valve needle.

Die Einspritzdüse nach Fig. 4 stimmt im Aufbau und in der Wirkungsweise weitgehend mit der Einspritzdüse nach Fig. 3 überein. Sie hat jedoch einen Drosselzapfen 104 mit einer zusätzlichen,Querbohrung 106 und einer zusätzlichen Längs- bohrung 108, deren Querschnitt ähnlich wie bei einer Lochzapfendüse auf die Leerlaufmenge (Vorstrahl) abgestimmt ist. Die Einspritzmenge wird im Leerlauf über die Längsbohrung 108 und bei Vollast über die größere Längsbohrung 86 bestimmt und eingespritzt. Der zusätzliche Drosselspalt 102 bleibt, wie auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 im gesamten Betriebsbereich wirksam.The construction and the mode of operation of the injection nozzle according to FIG. 4 largely correspond to the injection nozzle according to FIG. 3. However, it has a throttle pin 104 with an additional, transverse bore 106 and an additional longitudinal bore 108, the cross section of which is matched to the idling quantity (pre-jet), similar to a perforated pin nozzle. The injection quantity is determined and injected at idle via the longitudinal bore 108 and at full load via the larger longitudinal bore 86. As in the exemplary embodiment according to FIG. 3, the additional throttle gap 102 remains effective in the entire operating range.

Claims (9)

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einer entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffs öffnenden Ventilnadel, an welcher ein mit einem Ventilsitz am Düsenkörper zusammenarbeitender Dichtkegel und daran anschließend ein Drosselzapfen gebildet ist, der in Schließstellung der Ventilnadel in eine Düsenbohrung stromab des Ventilsitzes taucht und darin über einen ersten Teilhub der Ventilnadel hinweg einen Drosselspalt zum Bemessen und Hindurchtreten eines Kraftstoff-Vorstrahls begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselzapfen (24) und/oder die Düsenbohrung (20) so geformt sind, daß in Schließstellung der Ventilnadel (12) stromab des ersten Drosselspaltes (40) ein zweiter definierter Drosselspalt (42) gebildet ist, welcher nach Beginn des Öffnungshubes der Ventilnadel sich bis auf einen nicht mehr drosselnden Querschnitt erweitert (Fig. 1 und 2) bzw. durch einen drosselnden Umgehungskanal (84, 86 - Fig. 3 und 4) überbrückt ist.1. Fuel injection nozzle for internal combustion engines, with a valve needle opening against the direction of flow of the fuel, on which a sealing cone cooperating with a valve seat on the nozzle body and then a throttle pin is formed, which plunges into a nozzle bore downstream of the valve seat and in it in the closed position of the valve needle Over a first partial stroke of the valve needle, a throttle gap for measuring and passing a fuel jet is limited, characterized in that the throttle pin (24) and / or the nozzle bore (20) are shaped such that in the closed position of the valve needle (12) downstream of the first throttle gap (40), a second defined throttle gap (42) is formed, which after the beginning of the opening stroke of the valve needle is no longer one throttling cross section expanded (Fig. 1 and 2) or bridged by a throttling bypass channel (84, 86 - Fig. 3 and 4). 2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, deren Drosselzapfen eine Steuerkante an dem der Ausspritzöffnung zugekehrten Ende eines den ersten Drosselspalt begrenzenden ersten Zapfenabschnitts hat, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Steuerkante (28, Fig. 1) des Drosselzapfens (24) ein Zapfenabschnitt (30) geringeren Querschnittes und daran ein den zweiten Drosselspalt (42) begrenzender weiterer Zapfenab- schnitt (32) anschließt, und daß die Düsenbohrung (20) in dem-zwischen den beiden Drosselspalten (40, 42) liegenden Bereich einen gegenüber dem zweiten Drosselspalt (42) erweiterten Bohrungsabschnitt (36) hat.2. Injection nozzle according to claim 1, the throttle pin has a control edge at the end facing the ejection opening of a first pin portion delimiting the first throttle gap, characterized in that a pin portion (30) on the control edge (28, Fig. 1) of the throttle pin (24) ) of smaller cross-section and adjoined by a further pin section (32) delimiting the second throttle gap (42), and that the nozzle bore (20) in the area lying between the two throttle gaps (40, 42) has an area opposite the second throttle gap (42 ) has an enlarged bore section (36). 3. Einspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Drosselspalte (40, 42) begrenzenden Zapfenab- schnitte (26, 32) den gleichen Durchmesser haben.3. Injection nozzle according to claim 2, characterized in that the throttle gaps (40, 42) delimiting pin sections (26, 32) have the same diameter. 4. Einspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den zweiten Drosselspalt (64, Fig. 2) begrenzende Zapfenabschnitt (70) einen kleineren Durchmesser als der den ersten Drosselspalt (62) begrenzende Zapfenabschnitt (66) hat, und daß der zwischen den Drosselspalten (62, 64) liegende Bereich der Düsenbohrung (44) in seinem weitesten Abschnitt den gleichen Durchmesser wie der dem ersten Drosselspalt (62) zugeordnete Bohrungsbereich (46) hat.4. Injection nozzle according to claim 2, characterized in that the second throttle gap (64, Fig. 2) delimiting pin portion (70) has a smaller diameter than the first throttle gap (62) delimiting pin portion (66), and that between the Throttle columns (62, 64) area of the nozzle bore (44) in its widest Section has the same diameter as the bore region (46) assigned to the first throttle gap (62). 5. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselzapfen (24) stromab des den zweiten Drosselspalt (42) begrenzenden Zapfenabschnitts (32) einen Formgebungsansatz (34) für den Spritzstrahl hat.5. Injection nozzle according to one of claims 2 to 4, characterized in that the throttle pin (24) downstream of the second throttle gap (42) delimiting pin portion (32) has a shaping approach (34) for the spray jet. 6. Einspritzdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den beiden Drosselspalten (40, 42) liegende Abschnitt (36) der Düsenbohrung (20) im Längsschnitt gesehen ein Profil hat, dessen Geometrie ein etwa der Gestalt des Drosselzapfens (24) im Bereich des Formgebungsansatzes (34), des den zweiten Drosselspalt (42) begrenzenden Zapfensabschnittes (32) und dessen Übergang zum Zapfenabschnitt (30) mit dem kleineren Querschnitt entspricht.6. Injection nozzle according to claim 5, characterized in that between the two throttle gaps (40, 42) lying section (36) of the nozzle bore (20) seen in longitudinal section has a profile, the geometry of which approximately corresponds to the shape of the throttle pin (24) The area of the shaping extension (34) corresponds to the pin section (32) delimiting the second throttle gap (42) and its transition to the pin section (30) with the smaller cross section. 7. Einspritzdüse nach Anspruch 1, deren Ventilnadel ein stückweit stromab des Ventilkegels eine Querbohrung im Drosselzapfen hat, der mit einer von der freien Stirnseite des Drosselzapfens ausgehenden Längsbohrung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Drosselzapfens (80, Fig. 3) und/oder in der Düsenbohrung (82) in der Ebene der Querbohrung (84) der in Schließstellung befindlichen Ventilnadel eine Ringnut (96) vorgesehen ist, welche die beiden die Drosselspalte (90, 102) begrenzenden Abschnitte (98, 100) des Drosselzapfens bzw, der Düsenbohrung voneinander trennt und in der Länge begrenzt.7. Injector according to claim 1, the valve needle a piece downstream of the valve plug has a transverse bore in the throttle pin, which is connected to an outgoing from the free end face of the throttle pin, characterized in that on the circumference of the throttle pin (80, Fig. 3) and / or in the nozzle bore (82) in the plane of the transverse bore (84) which is in the closed position Lichen valve needle an annular groove (96) is provided, which separates the two portions (98, 100) of the throttle pin or the nozzle bore, which delimit the throttle gaps (90, 102) and limit the length thereof. 8. Einspritzdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselzapfen (104, Fig. 4) zwischen der ersten Querbohrung (84) und dem Dichtkegel (76) eine zweite Querbohrung (106) enthält, die bei in Schließstellung befind- licher Ventilnadel in den stromab des Dichtkegels (76) zwischen Düsenkörper (74) und Ventilnadel verbleibenden Druckraum mündet und über eine Drosselbohrung (108) im Drosselzapfen (104) mit dessen erster Querbohrung (84) verbunden ist.8. The injector of claim 7, characterized in that d ate the throttle pin (104, Fig. 4) comprises a second transverse bore (106) between the first transverse bore (84) and the sealing cone (76) befind- when in the closed position l Icher valve needle in the downstream of the sealing cone (76) opens out between the nozzle body (74) and valve needle remaining pressure chamber and rossel tap via a throttle bore (108) D (104) having a first transverse bore (84) is connected. 9. Einspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den zweiten Drosselspalt (64, Fig. 2).begrenzende Bohrungsabschnitt (50) der Düsenbohrung (44) in einer am Düsenkörper (52) befestigten Vorsatzplatte (56) gebildet ist.9. Injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the second throttle gap (64, Fig. 2) .bounding bore portion (50) of the nozzle bore (44) is formed in a front plate (56) attached to the nozzle body (52).
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