EP0262197B1 - Injection valve for internal combustion engines - Google Patents

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Publication number
EP0262197B1
EP0262197B1 EP87902302A EP87902302A EP0262197B1 EP 0262197 B1 EP0262197 B1 EP 0262197B1 EP 87902302 A EP87902302 A EP 87902302A EP 87902302 A EP87902302 A EP 87902302A EP 0262197 B1 EP0262197 B1 EP 0262197B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control piston
injection
spray holes
hollow needle
valve
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP87902302A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0262197A1 (en
Inventor
Gottfried Haider
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.)
Voestalpine Metal Forming GmbH
Original Assignee
Voestalpine Metal Forming 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 Voestalpine Metal Forming GmbH filed Critical Voestalpine Metal Forming GmbH
Publication of EP0262197A1 publication Critical patent/EP0262197A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0262197B1 publication Critical patent/EP0262197B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/46—Valves, e.g. injectors, with concentric valve bodies

Definitions

  • the invention relates to an injection nozzle for internal combustion engines with a nozzle body with spray holes for fuel and two coaxial valve needles, in which the outer hollow needle and the inner valve needle are resiliently supported and cooperate with separate spray holes and the hollow needle has radial bores.
  • a design has become known, for example from DE-A-31 13 475, in which a two needles having nozzle is provided.
  • An outer hollow needle contains a coaxially guided nozzle needle, both needles being spring-loaded and axially displaceable.
  • the hollow needle has radial bores for connection to the pressure chamber of the inner valve needle. The needles interact with separate spray holes and the timing for the pre-injection and the main injection can be specified by suitable dimensioning of the springs and the pressure shoulders for lifting the needles from their seat.
  • the pre-injection and the main injection merge directly into one another, so that there is no sharp separation between the pre-injection and the main injection.
  • coaxial tapered seats are required, which means that relatively complex machining is necessary to avoid tolerance problems.
  • the start, the end and the duration of the pre-injection depend on wear and are not exactly defined. Because the inner needle is seated in the outer nozzle needle, the movements of the two needles are coupled to one another and a large volume is required between the valve and the spray holes, which entails the risk of the nozzle dripping.
  • a fuel injection nozzle has become known in which a valve needle is guided coaxially in a hollow needle. Both needles are spring loaded and work together with separate spray holes. The fuel is supplied via radial bores in the hollow needle inside the nozzle tip, the sequence of the opening and the opening times of the spray holes assigned to the nozzle needles being able to be controlled depending on the spring forces and the areas acted upon by the nozzle needle. In this known design, too, the pre-injection and main injection merge directly into one another, so that a sharp separation of the injection processes is not possible.
  • valve needle is partially surrounded by a spring-loaded sleeve which can be displaced in the axial direction depending on the prevailing pressure conditions.
  • Fuel is supplied to the spray holes via channels in the interior of the valve needle, which are fed with fuel under pressure via radial bores in the sleeve.
  • the radial bores of the sleeve are ground through the end of the valve needle, which is designed as a control edge and faces away from the spray holes, whereupon, with increasing pressure, the sleeve in the axial direction for the others Injection is postponed.
  • the injection always takes place via the same spray holes, since only one valve needle is present, and it is therefore not possible to target the different requirements of a pre-injection or main injection by arranging separate spray holes, as is the case with the known embodiments mentioned above the case is to be received.
  • Another known design according to DE-A-27 10 216 has a control piston guided in a nozzle needle.
  • the control piston releases additional spray holes after lifting the nozzle needle over a predetermined stroke via radial control edges.
  • Similar embodiments of a control piston or a valve needle guided in a nozzle needle can also be found, for example, in DE-B-1 284 687 and DE-B-1 270 883. Since the pre-injection and the main injection are only controlled as a function of the stroke by a common control element, namely the nozzle needle, which contains the control piston, the advantages of pre-injection are lost at full load and at higher speeds. A clear separation between pre-injection and main injection is also not possible with this training.
  • the invention now aims to provide an injection nozzle of the type mentioned at the outset which gives the possibility of clearly separating the pre-injection and the main injection and of being able to set the control times precisely and independently of the control times of the main injection.
  • the invention aims to implement such a design with the least possible manufacturing effort.
  • the invention consists essentially in the fact that the inner valve needle is designed as a control piston, the jacket of which has control edges formed by an annular recess in the region of the mouths of the radial bores of the hollow needle, that channels starting from the annular recess of the jacket of the control piston lead to a seat arranged on the control piston of a valve closing member cooperating with the control piston, that an axial bore connected to the annular recess is part of the channels of the control piston, and this axial Bore on the end face facing the spray holes is flared, and that this end face interacts with a valve ball.
  • a control piston guided in a substantially sealing manner in a hollow needle which cooperates with radial bores of the hollow needle, can initially be displaced independently of a movement of the hollow needle and exclusively defined by the spring load of the control piston of the control piston in order to release spray holes.
  • the control piston itself has seating surfaces for a valve closing member interacting with the control piston, the opening pressure ratios and the times can be precisely defined here and it is easily created the possibility of using a self-centering ball as a valve closing member without complex double fitting.
  • the conical widening of the channels on the end face facing the spray holes allows the ball to be supported with lateral play, since it is always centered in relation to the conical sealing surface of the control piston.
  • This self-centering design allows inexpensive production with high precision and, due to the small seat diameter, a smaller pressure area, which in turn leads to a reduction in the size of the compression spring.
  • a small compression spring for the control piston can be conveniently accommodated inside the hollow needle.
  • the control piston is designed with this valve closing element, the channels of the control piston must open outside the outlet cross sections to be sealed by the closing element, which results in a somewhat higher production outlay.
  • the pressure is again reduced by the control edges of the control piston after a predetermined stroke of the control piston and the associated spray holes are closed in a defined manner before the main injection is initiated by lifting the hollow needle from its seat.
  • the injection holes, the pre-injection are in turn released, so that the full outlet cross section is available for the main injection.
  • the spring acting on the control piston can be supported in a simple manner against the hollow needle itself and can be of relatively small dimensions, so that the control piston can be displaced with little inertia.
  • valve ball itself can rest on the base of the nozzle body, leaving channels to the spray holes of the nozzle body.
  • a particularly short path is achieved between the valve seat and the spray holes, as a result of which a clean separation between the pre-injection and the main injection can be achieved even at very high engine speeds, with no dripping occurring after the main injection.
  • a favorable flow pattern is achieved between the ball valve and the spray holes, whereby the fact that the valve seals against the control piston means that less acceleration is required for opening, which makes this design particularly suitable for high speeds.
  • the design can be such that the hollow needle has a blind hole, in the end wall facing the spray holes, a bore for the connection to the spray holes associated with the control piston is arranged in the nozzle body in such a way that the hollow needle has a larger radius than the spray holes controlled by the control piston a seat surface of the nozzle body cooperates and that the valve ball and optionally a channel-free ball support are arranged between the control piston and the end wall of the blind hole facing the spray holes.
  • the tip of the nozzle body is largely protected and a tolerance compensation is achieved as a separate component through the optionally provided ball support.
  • an accurate manufacture of the blind hole bottom is not required.
  • the hollow needle has in its end region of the bore facing away from the needle tip a spring chamber for receiving the spring acting on the control piston.
  • the measure to provide the spring chamber in the bore itself is due in particular to the fact that the control piston has only a small pressure area and the opening pressure for the pre-injection is low and can therefore be supported with relatively low spring forces.
  • the spring chamber can advantageously be locked with a pressure pin that has an adjustable stop for the control piston. This adjustability of the stop allows the pre-injection quantity to be set exactly and simplifies processing and assembly.
  • the design is such that the nozzle has separate feed lines for the main injection and the pre-injection, that a control slide valve which can be acted upon with a speed-dependent pressure, in particular with the backing pump pressure, is switched on in the feed lines and that the control slide valve is dependent on the acting pressure Pressure has a releasing or throttling cross section in the supply lines.
  • the control slide is preferably switched on in the feed line for the pre-injection and in a bypass line for the line for the main injection, as a result of which the stress on the control slide can be significantly reduced, since only more part of the high-pressure main injection quantity is directed via the control slide.
  • the procedure is such that when the cross section in the feed line to the main injection is throttled, the control slide releases an enlarged cross section in the feed line to the pre-injection, as a result of which the quantitative ratio between the pre-injection and the main injection is shifted in favor of the pre-injection as the engine speed increases.
  • FIG. 1 schematically shows a pump-nozzle assembly, wherein the details of the nozzle cannot be found in this figure.
  • 2 shows an enlarged illustration of a first embodiment of the injection nozzle according to the invention in longitudinal section.
  • 3 shows a section along the line 111-111 of FIG. 2 and
  • FIG. 4 shows an enlarged illustration of the lower end region of the nozzle according to FIG. 2.
  • FIG. 5 shows a modified embodiment of a nozzle corresponding to FIGS. 2, 3 3 and 4, in which the ball of the valve is mounted on a ball support.
  • Fig. 6 shows a section along the line VI-VI of Fig. 5.
  • Fig. 7 shows the injection pressure curve over the camshaft angle for different speeds.
  • FIGS. 8 and 9 show in a modified embodiment a section through a control spool switched into the supply lines and Fig. 9 shows a section along the line IX-IX of Fig. 8. Finally, in Fig. 10 the injection pressure curve over the camshaft angle for different speeds is at Use of a control slide shown in FIGS. 8 and 9.
  • a pump-nozzle assembly is shown, in which the pump piston is designated 1. Following the working chamber 2 of this pump piston, a check valve 3 is provided, from which fuel reaches the nozzle 6 via supply lines 4 and 5 for the main injection and the pre-injection.
  • the nozzle contains nozzle needles 7, the nozzle needle spring for the outer valve needle being designated 8.
  • the nozzle needle spring 8 is designed as a helical spring and is supported on a spring plate 9, which cooperates with the outer nozzle needle via a spherical bearing.
  • the nozzle body is designated by 10 and contains spray holes 11 and 12, the details of the configuration of the nozzle 6 being shown, for example, in FIG. 2.
  • a control piston 13 is sealingly guided in the radial direction and displaceable in the axial direction.
  • the outer nozzle needle 7, which is designed as a hollow needle, has radial openings 14 which open into an annular groove 15 of the control piston 13 in the rest position shown.
  • the control piston 13 is resiliently supported by a helical spring 29 contained in the interior of the hollow nozzle needle 7.
  • a pressure pin 16 is provided as a closure piece of the bore of the hollow nozzle needle 7, which has a pin-shaped projection 17 as a stop for a pin-shaped extension 18 of the control piston 13. The free distance between these two stops 17 and 18 determines the possible pre-injection quantity.
  • FIGS. 3 and 4 Details of this design according to FIG. 2 can be seen in FIGS. 3 and 4.
  • Fig. 3 the annular recess 15 can be seen, which is connected via the radial bores 14 in the hollow needle 7 with the inlet bore 5 for the amount of pre-injection fuel.
  • the hollow needle 7 has a blind hole 23, the end wall 24 of the spray holes 11 and 12 facing an axial bore 25 for the supply of fuel to the spray holes 12.
  • a support part 26 is fixed, which carries the ball 21 representing the valve closing member and allows the free passage of fuel to the axial bore 25.
  • the support part 26 has webs 27, between which openings 28 remain free.
  • the seat 20 of the control piston 13 is hiebei, as can be seen in particular from Fig. 5, conical, so that a loose support of the ball 21 as a valve closing member on the bottom or the end wall 24 of the blind hole 23 is sufficient to ensure a secure seal between the valve ball 21 and seat 20 to ensure.
  • pressures between 100 and 150 bar are sufficient as the pre-injection pressure, the main injection being able to be achieved from pressures of over 200 bar, for example 240 bar. As soon as the injection pressure has dropped below the closing pressure, all spray openings are closed at the same time.
  • FIG. 8 shows a modified embodiment, a control slide 29 'being arranged in a slide seat 30 after the check valve in the feed lines.
  • 5 again designates the inlet line for the pre-injection, while the inlet line 4 for the main injection is indicated by dashed lines.
  • the control slide 29 ' is switched into the feed line 5 and into a bypass line 31 of the feed line 4 for the main injection.
  • the control slide has annular recesses 32 in the area of the lines 5 and 31 on its circumference.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Injection valve for internal combustion engines, provided with a nozzle body (10) with injection holes (11, 12) for the fuel and two coaxial spring-loaded valve needles co-operating with separate injection holes. The external hollow needle (7) has radial bores (14) and the inner valve needle is designed as a control piston (13) of which the jacket, in the region of the openings of the radial bores (14) of the hollow needle (7), has control edges formed of an annular recess (15). Leading from the recess in the jacket of the control piston (13) are ducts, or preferably an axial bore (19), which extend to a seating (20), arranged on the control piston (13), of a valve-closing element (21) which co-operates with the control piston, such as for example a tapered element or ball. After a pre-determined travel of the control piston (13) the recess (15) forming the control edges causes a pressure drop and closure of the relevant injection holes (12), as a result of which a separation is achieved between the pre-injection and the main injection initiated by the raising of the hollow needle (7).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einem Düsenkörper mit Spritzlöchern für Brennstoff und zwei koaxialen Ventilnadeln, bei welcher die äußere Hohlnadel und die innere Ventilnadel federnd abgestützt sind und mit gesonderten Spritzlöchern zusammenwirken und die Hohlnadel radiale Bohrungen aufweist.The invention relates to an injection nozzle for internal combustion engines with a nozzle body with spray holes for fuel and two coaxial valve needles, in which the outer hollow needle and the inner valve needle are resiliently supported and cooperate with separate spray holes and the hollow needle has radial bores.

Um die Einspritzung in eine Vor- und eine Haupteinspritzung zu unterteilen, um günstigeres Emissionsverhalten zu erzielen und gleichzeitig die Geräuschentwicklung herabzusetzen und einen höheren Wirkungsgrad zu erzielen, ist beispielsweise aus der DE-A-31 13 475 eine Ausbildung bekanntgeworden, bei welcher eine zwei Nadeln aufweisende Düse vorgesehen ist. Eine äußere Hohlnadel enthält hiebei eine koaxial geführte Düsennadel, wobei beide Nadeln federbelastet und axial Verschiebbar sind. Die Hohlnadel weist hiebei radiale Bohrungen zur Verbindung mit dem Druckraum der inneren Ventilnadel auf. Die Nadeln wirken mit gesonderten Spritzlöchern zusammen und durch geeignete Bemessung der Federn sowie der für das Abheben der Nadeln von ihrem Sitz wirksamen Druckschultern lassen sich die Steuerzeiten für die Voreinspritzung und die Haupteinspritzung vorgeben. Bei derartigen Ausbildungen gehen die Vor- und die Haupteinspritzung unmittelbar ineinander über, so daß eine scharfe Trennung zwischen Vor- und Haupteinspritzung nicht erfolgt. Im übrigen sind koaxiale Kegelsitze erforderlich, wodurch eine relativ aufwendige Bearbeitung zur Vermeidung von Toleranzproblemen notwendig ist. Der Beginn, das Ende und die Dauer der Voreinspritzung sind hiebei verschleißabhängig und nicht exakt definiert. Dadurch, daß die innere Nadel ihren Sitz in der äußeren Düsennadel hat, sind die Bewegungen der beiden Nadeln miteinander gekoppelt und es ist ein großes Volumen zwischen dem Ventil und den Spritzlöchern konstruktiv erforderlich, welches die Gefahr eines Nachtropfens der Düse mit sich bringt.In order to divide the injection into a pre-injection and a main injection, in order to achieve more favorable emission behavior and at the same time reduce noise and achieve higher efficiency, a design has become known, for example from DE-A-31 13 475, in which a two needles having nozzle is provided. An outer hollow needle contains a coaxially guided nozzle needle, both needles being spring-loaded and axially displaceable. The hollow needle has radial bores for connection to the pressure chamber of the inner valve needle. The needles interact with separate spray holes and the timing for the pre-injection and the main injection can be specified by suitable dimensioning of the springs and the pressure shoulders for lifting the needles from their seat. With such designs, the pre-injection and the main injection merge directly into one another, so that there is no sharp separation between the pre-injection and the main injection. In addition, coaxial tapered seats are required, which means that relatively complex machining is necessary to avoid tolerance problems. The start, the end and the duration of the pre-injection depend on wear and are not exactly defined. Because the inner needle is seated in the outer nozzle needle, the movements of the two needles are coupled to one another and a large volume is required between the valve and the spray holes, which entails the risk of the nozzle dripping.

Aus der DE-A-2711 391 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bekanntgeworden, bei der in einer Hohlnadel eine Ventilnadel koaxial geführt ist. Beide Nadeln sind federbelastet und wirken mit gesonderten Spritzlöchern zusammen. Die Kraftstoffzufuhr erfolgt über radiale Bohrungen in der Hohlnadel im Inneren zur Düsenspitze, wobei in Abhängigkeit von den Federkräften und den beaufschlagten Flächen der Düsennadel die Reihenfolge der Öffnung und die Öffnungszeiten der den Düsennadeln zugeordneten Spritzlöcher gesteuert werden kann. Auch bei dieser bekannten Ausbildung gehen somit die Vor- und Haupteinspritzung unmittelbar ineinander über, so daß eine scharfe Trennung der Einspritzvorgänge nicht möglich wird.From DE-A-2711 391 a fuel injection nozzle has become known in which a valve needle is guided coaxially in a hollow needle. Both needles are spring loaded and work together with separate spray holes. The fuel is supplied via radial bores in the hollow needle inside the nozzle tip, the sequence of the opening and the opening times of the spray holes assigned to the nozzle needles being able to be controlled depending on the spring forces and the areas acted upon by the nozzle needle. In this known design, too, the pre-injection and main injection merge directly into one another, so that a sharp separation of the injection processes is not possible.

Aus der DE-C- 829 682 ist eine Ausbildung bekanntgeworden, bei welcher die Ventilnadel teilweise von einer in Abhängigkeit von den herrschenden Druckverhältnissen in axialer Richtung verschiebbaren federbelasteten Hülse umgeben wird. Die Zufuhr von Kraftstoff zu den Spritzlöchern erfolgt über Kanäle im Inneren der Ventilnadel, welche über radiale Bohrungen in der Hülse mit Kraftstoff unter Druck gespeist werden. Zur Trennung des Einspritzvorganges in eine Vor- und Haupteinspritzung erfolgt nach einem erste Abheben der Ventilnadel ein Überschleifen der radialen Bohrungen der Hülse durch das als Steuerkante ausgebildete, den Spritzlöchern abgewandte Ende der Ventilnadel, worauf bei steigendem Druck auch die Hülse in axialer Richtung für die weitere Einspritzung verschoben wird. Die Einspritzung erfolgt bei dieser bekannten Ausführungsform immer über die gleichen Spritzlöcher, da lediglich eine Ventilnadel vorhanden ist, und es kann daher nicht gezielt auf die unterschiedlichen Anforderungen einer Voreinspritzung bzw. Haupteinspritzung durch die Anordnung von getrennten Spritzlöchern, wie dies bei den oben genannten bekannten Ausführungsformen der Fall ist, eingegangen werden.From DE-C-829 682 an embodiment has become known in which the valve needle is partially surrounded by a spring-loaded sleeve which can be displaced in the axial direction depending on the prevailing pressure conditions. Fuel is supplied to the spray holes via channels in the interior of the valve needle, which are fed with fuel under pressure via radial bores in the sleeve. To separate the injection process into a pre-injection and a main injection, after a first lifting of the valve needle, the radial bores of the sleeve are ground through the end of the valve needle, which is designed as a control edge and faces away from the spray holes, whereupon, with increasing pressure, the sleeve in the axial direction for the others Injection is postponed. In this known embodiment, the injection always takes place via the same spray holes, since only one valve needle is present, and it is therefore not possible to target the different requirements of a pre-injection or main injection by arranging separate spray holes, as is the case with the known embodiments mentioned above the case is to be received.

Eine weitere bekannte Ausbildung gemäß der DE-A-27 10 216 weist einen in einer Düsennadel geführten Steuerkolben auf. Der Steuerkolben gibt hiebei nach Abheben der Düsennadel über einen vorbestimmten Hub über radiale Steuerkanten zusätzliche Spritzlöcher frei. Ähnliche Ausführungsformen eines in einer Düsennadel geführten Steuerkolbens bzw. einer Ventilnadel sind beispielsweise auch der DE-B-1 284 687 und der DE-B-1 270 883 entnehmbar. Da die Vor- und die Haupteinspritzung lediglich hubabhängig von einem gemeinsamen Steuerglied, nämlich der Düsennadel, welche den Steuerkolben enthält, gesteuert sind, gehen die Vorteile der Voreinspritzung bei Vollast und bei höheren Drehzahlen verloren. Eine klare Trennung in Vor- und Haupteinspritzung ist auch bei dieser Ausbildung nicht möglich.Another known design according to DE-A-27 10 216 has a control piston guided in a nozzle needle. The control piston releases additional spray holes after lifting the nozzle needle over a predetermined stroke via radial control edges. Similar embodiments of a control piston or a valve needle guided in a nozzle needle can also be found, for example, in DE-B-1 284 687 and DE-B-1 270 883. Since the pre-injection and the main injection are only controlled as a function of the stroke by a common control element, namely the nozzle needle, which contains the control piston, the advantages of pre-injection are lost at full load and at higher speeds. A clear separation between pre-injection and main injection is also not possible with this training.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Ausbildung einer Einspritzdüse der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Möglichkeit ergibt, die Vor- und Haupteinspritzung klar zu trennen und die Steuerzeiten genau und unabhängig von den Steuerzeiten der Haupteinspritzung festlegen zu können. Darüberhinaus zielt die Erfindung darauf ab, eine derartige Ausbildung bei möglichst geringem Fertigungsaufwand zu verwirklichen. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die innere Ventilnadel als Steuerkolben ausgebildet ist, dessen Mantel im Bereich der Mündungen der radialen Bohrungen der Hohlnadel von einer ringförmigen Ausnehmung gebildete Steuerkanten aufweist, daß ausgehend von der ringförmigen Ausnehmung des Mantels des Steuerkolbens Kanäle zu einem am Steuerkolben angeordneten Sitz eines mit dem Steuerkolben zusammenwirkenden Ventilschließgliedes führen, daß eine an die ringförmige Ausnehmung angeschlossene axiale Bohrung Teil der Kanäle des Steuerholbens ist, und diese axiale Bohrung an der den Spritzlöchern zugewandten Stirnfläche konisch erweitert ist, und daß diese Stirnfläche mit einer Ventilkugel zusammenwirkt.The invention now aims to provide an injection nozzle of the type mentioned at the outset which gives the possibility of clearly separating the pre-injection and the main injection and of being able to set the control times precisely and independently of the control times of the main injection. In addition, the invention aims to implement such a design with the least possible manufacturing effort. To achieve this object, the invention consists essentially in the fact that the inner valve needle is designed as a control piston, the jacket of which has control edges formed by an annular recess in the region of the mouths of the radial bores of the hollow needle, that channels starting from the annular recess of the jacket of the control piston lead to a seat arranged on the control piston of a valve closing member cooperating with the control piston, that an axial bore connected to the annular recess is part of the channels of the control piston, and this axial Bore on the end face facing the spray holes is flared, and that this end face interacts with a valve ball.

Dadurch, daß ein in einer Hohlnadel im wesentlichen dichtend geführter Steuerkolben vorgesehen ist, welcher mit radialen Bohrungen der Hohlnadel zusammenwirkt, kann zunächst unabhängig von einer Bewegung der Hohlnadel und ausschließlich definiert durch die Federbelastung des Steuerkolbens der Steuerkolben zur Freigabe von Spritzlöchern verschoben werden. Dadurch, daß der Steuerkolben selbst Sitzflächen für ein mit dem Steuerkolben zusammenwirkendes Ventilschließglied aufweist, lassen sich hier die Öffnungsdruckverhältnisse und die Zeiten exakt definieren und es wird in einfacher Weise die Möglichkeit geschaffen, eine sich selbst zentrierende Kugel ohne aufwendige Doppelpassung als Ventilschließglied einzusetzen. Die konische Erweiterung der Kanäle an der den Spritzlöchern zugewandten Stirnfläche erlaubt es, die Kugel mit seitlichem Spiel zu lagern, da sie sich gegenüber der konischen Dichtfläche des Steuerkolbens immer zentriert. Diese selbstzentrierende Ausbildung erlaubt eine billige Fertigung bei hoher Präzision und aufgrund des geringen Sitzdurchmessers eine kleinere Druckfläche, was wiederum zu einer Verkleinerung der Druckfeder führt. Eine derartig kleine Druckfeder für den Steuerkolben läßt sich bequem im Inneren der Hohlnadel unterbringen. Bei Ausbildung des Steuerkolbens mit diesem Ventilschließglied müssen die Kanäle des Steuerkolbens außerhalb der durch das Schließglied zu dichtenden Austrittsquerschnitte münden, wodurch sich ein etwas höherer Fertigungsaufwand ergibt. Durch die Steuerkanten des Steuerkolbens wird nach einem vorbestimmten Hub des Steuerkolbens der Druck wiederum abgebaut und es erfolgt ein definiertes Schließen der zugeordneten Spritzlöcher, bevor die Haupteinspritzung durch Abheben der Hohlnadel von ihrem Sitz eingeleitet wird. Gleichzeitig mit dieser Haupteinspritzung werden wiederum auch die Spritzlöcher, der Voreinspritzung freigegeben, so daß der volle Austrittsquerschnitt für die Haupteinspritzung zur Verfügung steht. Dies wiederum ermöglicht es, mit geringeren Einspritzdrücken das Auslangen zu finden. Die den Steuerkolben beaufschlagende Feder kann in einfacher Weise gegen die Hohlnadel selbst abgestützt sein und kann relativ klein dimensioniert sein, so daß die Verschiebung des Steuerkolbens mit geringer Trägheit möglich ist.The fact that a control piston guided in a substantially sealing manner in a hollow needle is provided, which cooperates with radial bores of the hollow needle, can initially be displaced independently of a movement of the hollow needle and exclusively defined by the spring load of the control piston of the control piston in order to release spray holes. The fact that the control piston itself has seating surfaces for a valve closing member interacting with the control piston, the opening pressure ratios and the times can be precisely defined here and it is easily created the possibility of using a self-centering ball as a valve closing member without complex double fitting. The conical widening of the channels on the end face facing the spray holes allows the ball to be supported with lateral play, since it is always centered in relation to the conical sealing surface of the control piston. This self-centering design allows inexpensive production with high precision and, due to the small seat diameter, a smaller pressure area, which in turn leads to a reduction in the size of the compression spring. Such a small compression spring for the control piston can be conveniently accommodated inside the hollow needle. When the control piston is designed with this valve closing element, the channels of the control piston must open outside the outlet cross sections to be sealed by the closing element, which results in a somewhat higher production outlay. The pressure is again reduced by the control edges of the control piston after a predetermined stroke of the control piston and the associated spray holes are closed in a defined manner before the main injection is initiated by lifting the hollow needle from its seat. At the same time as this main injection, the injection holes, the pre-injection, are in turn released, so that the full outlet cross section is available for the main injection. This in turn makes it possible to find sufficiency with lower injection pressures. The spring acting on the control piston can be supported in a simple manner against the hollow needle itself and can be of relatively small dimensions, so that the control piston can be displaced with little inertia.

Die Ventilkugel selbst kann unter Freilassen von Kanälen zu den Spritzlöchern des Düsenkörpers am Grund des Düsenkörpers anliegen. Auf diese Weise wird ein besonders kurzer Weg zwischen Ventilsitz und Spritzlöchern erzielt, wodurch sich eine saubere Trennung zwischen Vor- und Haupteinspritzung auch bei sehr hohen Drehzahlen erzielen läßt, wobei nach der Haupteinspritzung kein Nachtropfen auftritt. Gleichzeitig wird ein günstiger Strömungsverlauf zwischen Kugelventil und Spritzlöchern erzielt, wobei dadurch, daß die Dichtung des Ventils gegenüber dem Steuerkolben erzielt wird, für das Öffnen eine geringere Beschleunigung erforderlich ist, wodurch diese Ausbildung besonders für hohe Drehzahlen geeignet ist.The valve ball itself can rest on the base of the nozzle body, leaving channels to the spray holes of the nozzle body. In this way, a particularly short path is achieved between the valve seat and the spray holes, as a result of which a clean separation between the pre-injection and the main injection can be achieved even at very high engine speeds, with no dripping occurring after the main injection. At the same time, a favorable flow pattern is achieved between the ball valve and the spray holes, whereby the fact that the valve seals against the control piston means that less acceleration is required for opening, which makes this design particularly suitable for high speeds.

Alternativ kann die Ausbildung so getroffen sein, daß die Hohlnadel ein Sackloch aufweist, in dessen den Spritzlöchern zugewandter Stirnwand eine Bohrung für die Verbindung zu den dem Steuerkolben zugeordneten Spritzlöchern im Düsenkörper angeordnet ist, daß die Hohlnadel auf gegenüber den vom Steuerkolben gesteuerten Spritzlöchern größerem Radius mit einer Sitzfläche des Düsenkörpers zusammenwirkt und daß die Ventilkugel und gegebenenfalls eine Kanäle freilassende Kugelauflage zwischen dem Steuerkolben und der den Spritzlöchern zugewandten Stirnwand des Sackloches angeordnet sind. Bei einer derartigen Ausbildung wird die Düsenkörperspitze weitgehend geschont und durch die gegebenenfalls vorgesehene Kugelauflage als gesonderter Bauteil ein Toleranzausgleich erzielt. Bei einer derartigen Ausbildung ist eine genaue Fertigung des Sacklochbodens nicht erforderlich.Alternatively, the design can be such that the hollow needle has a blind hole, in the end wall facing the spray holes, a bore for the connection to the spray holes associated with the control piston is arranged in the nozzle body in such a way that the hollow needle has a larger radius than the spray holes controlled by the control piston a seat surface of the nozzle body cooperates and that the valve ball and optionally a channel-free ball support are arranged between the control piston and the end wall of the blind hole facing the spray holes. With such a design, the tip of the nozzle body is largely protected and a tolerance compensation is achieved as a separate component through the optionally provided ball support. With such a design, an accurate manufacture of the blind hole bottom is not required.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Einspritzdüse weist die Hohlnadel in ihrem der Nadelspitze abgewandten Endbereich der Bohrung einen Federraum für die Aufnahme der den Steuerkolben beaufschlagenden Feder auf. Die Maßnahme, den Federraum in der Bohrung selbst vorzusehen, ist insbesondere der Tatsache zu verdanken, daß der Steuerkolben nur eine kleine Druckfläche aufweist und der Öffnungsdruck für die Voreinspritzung gering ist und daher mit relativ geringen Federkräften abgestützt werden kann.According to a further preferred embodiment of the injection nozzle according to the invention, the hollow needle has in its end region of the bore facing away from the needle tip a spring chamber for receiving the spring acting on the control piston. The measure to provide the spring chamber in the bore itself is due in particular to the fact that the control piston has only a small pressure area and the opening pressure for the pre-injection is low and can therefore be supported with relatively low spring forces.

Zur Begrenzung des Hubes des Steuerkolbens kann mit Vorteil der Federraum mit einem einen einstellbaren Anschlag für den Steuerkolben aufweisenden Druckzapfen abschließbar sein. Diese Verstellbarkeit des Anschlages erlaubt es, die Voreinspritzmenge exakt einzustellen und vereinfacht die Bearbeitung und Montage.To limit the stroke of the control piston, the spring chamber can advantageously be locked with a pressure pin that has an adjustable stop for the control piston. This adjustability of the stop allows the pre-injection quantity to be set exactly and simplifies processing and assembly.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausbildung so getroffen, daß die Düse getrennte Zulaufleitungen für die Haupteinspritzung und die Voreinspritzung aufweist, daß in die Zulaufleitungen ein mit einem drehzahlabhängigen Druck, insbesondere mit dem Vorpumpendruck, beaufschlagbarer Steuerschieber eingeschaltet ist und daß der Steuerschieber in Abhängigkeit vom beaufschlagenden Druck einen freigebenden oder drosselnden Querschnitt in den Zulaufleitungen aufweist. Durch die Einschlatung eines von einem drehzahlabhängigen Druck, insbesondere vom Vorpumpendruck, beaufschlagbaren Steuerschiebers in die getrennten Zulaufleitungen ist es möglich, den zeitlichen Abstand des Spritzbeginnes zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung mit steigender Drehlzahl zu vergrößern, wodurch eine deutliche Trennung zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung über einen wieteren Drehzahlbereich erreichbar ist. Durch eine Veränderung des Querschnitts in den Zulaufleitungen durch den Steuerschieber ergibt sich weiters die Möglichkeit, das Mengenverhältnis zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung zu ändern.According to a preferred embodiment, the design is such that the nozzle has separate feed lines for the main injection and the pre-injection, that a control slide valve which can be acted upon with a speed-dependent pressure, in particular with the backing pump pressure, is switched on in the feed lines and that the control slide valve is dependent on the acting pressure Pressure has a releasing or throttling cross section in the supply lines. By incorporating a control spool, which can be acted upon by a speed-dependent pressure, in particular by the backing pump pressure, into the separate feed lines, it is possible to increase the time interval between the start of injection between the pre-injection and the main injection with an increasing number of revolutions, thereby creating a clear separation between the pre-injection and the main injection over a wider speed range is achievable. By changing the cross-section in the supply lines through the control slide there is also the possibility of the quantities change ratio between pilot injection and main injection.

Da in den Zulaufleitungen ein sehr hoher Druck vor Beginn der Einspritzung aufgebaut wird, ist bevorzugt der Steuerschieber in die Zulaufleitung zur Voreinspritzung und in eine Bypass-Leitung zur Leitung für die Haupteinspritzung eingeschaltet, wodurch die Beanspruchung des Steuerschiebers wesentlich herabgesetzt werden kann, da nur mehr ein Teil der unter hohem Druck stehenden Haupteinspritzmenge über den Steuerschieber geleitet wird. Vorzugsweise wird so vorgegangen, daß der Steuerschieber bei einer Drosselung des Querschnitts in der Zulaufleitung zur Haupteinspritzung einen vergrößerten Querschnitt in der Zulaufleitung zur Voreinspritzung freigibt, wodurch das Mengenverhältnis zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung bei steigenden Drehzahlen zugunsten der Voreinspritzung verschoben wird.Since a very high pressure is built up in the feed lines before the start of injection, the control slide is preferably switched on in the feed line for the pre-injection and in a bypass line for the line for the main injection, as a result of which the stress on the control slide can be significantly reduced, since only more part of the high-pressure main injection quantity is directed via the control slide. Preferably, the procedure is such that when the cross section in the feed line to the main injection is throttled, the control slide releases an enlarged cross section in the feed line to the pre-injection, as a result of which the quantitative ratio between the pre-injection and the main injection is shifted in favor of the pre-injection as the engine speed increases.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 schematisch eine Pumpe-Düse-Baueinheit, wobei die Details der Düse dieser Figur nicht entnommen werden können. In Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einspritzdüse im Längsschnitt gezeigt. Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie 111-111 der Fig. 2 und Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des unteren Endbereiches der Düse nach Fig. 2. In Fig. 5 ist eine abgewandelte Ausbildung einer Düse entsprechend den Fig. 2,3 3 und 4 dargestellt, bei welcher die Kugel des Ventils auf einer Kugelauflage gelagert ist. Fig. 6 zeigt einen Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5. Fig. 7 zeigt den Einspritzdruckverlauf über den Nockenwellenwinkel für verschiedene Drehzahlen. Fig. 8 zeigt in einer abgewandelten Ausbildung einen Schnitt durch einen in die Zulaufleitungen eingeschalteten Steuerschieber und Fig. 9 zeigt einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 8. Schließlich ist in Fig. 10 der Einspritzdruckverlauf über den Nockenwellenwinkel für verschiedene Drehzahlen bei Verwendung eines Steuerschiebers gemäß Fig. 8 und 9 eingetragen.The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. 1 schematically shows a pump-nozzle assembly, wherein the details of the nozzle cannot be found in this figure. 2 shows an enlarged illustration of a first embodiment of the injection nozzle according to the invention in longitudinal section. 3 shows a section along the line 111-111 of FIG. 2 and FIG. 4 shows an enlarged illustration of the lower end region of the nozzle according to FIG. 2. FIG. 5 shows a modified embodiment of a nozzle corresponding to FIGS. 2, 3 3 and 4, in which the ball of the valve is mounted on a ball support. Fig. 6 shows a section along the line VI-VI of Fig. 5. Fig. 7 shows the injection pressure curve over the camshaft angle for different speeds. Fig. 8 shows in a modified embodiment a section through a control spool switched into the supply lines and Fig. 9 shows a section along the line IX-IX of Fig. 8. Finally, in Fig. 10 the injection pressure curve over the camshaft angle for different speeds is at Use of a control slide shown in FIGS. 8 and 9.

In Fig. 1 ist eine Pumpe-Düse-Beaueinheit dargestellt, in welcher der Pumpenkolben mit 1 bezeichnet ist. Im Anschluß an den Arbeitsraum 2 dieses Pumpenkolbens ist ein Rückschlagventil 3 vorgesehen, aus welchem über Zulaufleitungen 4 und 5 für die Haupteinspritzung sowie die Voreinspritzung Kraftstoff zur Düse 6 gelangt. Die Düse enthält Düsennadeln 7, wobei die Düsennadelfeder für die äußere Ventilnadel mit 8 bezeichnet ist. Die Düsennadelfeder 8 ist als Schraubenfeder ausgebildet und an einem Federteller 9 abgestützt, welcher über ein balliges Lager mit der äußeren Düsennadel zusammenwirkt.In Fig. 1, a pump-nozzle assembly is shown, in which the pump piston is designated 1. Following the working chamber 2 of this pump piston, a check valve 3 is provided, from which fuel reaches the nozzle 6 via supply lines 4 and 5 for the main injection and the pre-injection. The nozzle contains nozzle needles 7, the nozzle needle spring for the outer valve needle being designated 8. The nozzle needle spring 8 is designed as a helical spring and is supported on a spring plate 9, which cooperates with the outer nozzle needle via a spherical bearing.

Der Düsenkörper ist mit 10 bezeichnet und enthält Spritzlöcher 11 und 12, wobei die Details der Ausbildung der Düse 6 beispielsweise der Fig. 2 entnommen werden können.The nozzle body is designated by 10 and contains spray holes 11 and 12, the details of the configuration of the nozzle 6 being shown, for example, in FIG. 2.

In Fig. 2 ist ersichtlich, daß innerhalb der äußeren Düsennadel 7 ein Steuerkolben 13 in radialer Richtung dichtend und in axialier Richtung verschieblich geführt ist. Die äußere Düsennadel 7, welche als Hohlnadel ausgebildet ist, weist radiale Durchbrechungen 14 auf, welche in eine Ringnut 15 des Steuerkolbens 13 in der gezeigten Ruhelage münden. Der Steuerkolben 13 ist über eine im Inneren der hohlen Düsennadel 7 enthaltene Schraubenfeder 29 federnd abgestützt. Zur Sicherung der Feder in der Hohlnadel und zur Einstellung der Federkraft ist ein Druckzapfen 16 als Verschlußstück der Bohrung der hohlen Düsennadel 7 vorgesehen, welcher einen zapfenförmigen Ansatz 17 als Anschlag für einen zapfenförmigen Fortsatz 18 des Steuerkolbens 13 aufweist. Der freie Abstand zwischen diesen beiden Anschlägen 17 und 18 bestimmt die mögliche Voreinspritzmenge.In Fig. 2 it can be seen that within the outer nozzle needle 7, a control piston 13 is sealingly guided in the radial direction and displaceable in the axial direction. The outer nozzle needle 7, which is designed as a hollow needle, has radial openings 14 which open into an annular groove 15 of the control piston 13 in the rest position shown. The control piston 13 is resiliently supported by a helical spring 29 contained in the interior of the hollow nozzle needle 7. To secure the spring in the hollow needle and to adjust the spring force, a pressure pin 16 is provided as a closure piece of the bore of the hollow nozzle needle 7, which has a pin-shaped projection 17 as a stop for a pin-shaped extension 18 of the control piston 13. The free distance between these two stops 17 and 18 determines the possible pre-injection quantity.

Bei Beaufschlagung der Zuführungsleitung 5 mit Kraftstoff unter Druck baut sich über die radialen Durchbrechungen 14 und die Ringnut 15 im Inneren des Steuerkolbens 13 Druck auf, wobei eine axiale Bohrung 19 vorgesehen ist, über welche dieser Druck an einem Ventilsitz 20 zur Wirkung gelangt. Bei Überschreiten der Kraft der den Steuerkolben belastenden Feder 29 hebt der Steuerkolben 13 mit seinem Ventilsitz 20 von einem von einer Kugel 21 gebildeten Ventilschließglied ab, wodurch der Kraftstoff über die auf kleinerem Radius befindlichen Spritzlöcher 12 ausgespritzt wird. Beim Abheben des Steuerkolbens 13 überschleift die Unterkante der ringförmigen Ausnehmung 15 die radialen Durchbrechungen 14 der äußeren Hohlnadel 7, so daß die weitere Zufuhr von Kraftstoff unter Druck unterbunden wird. Unter der Kraft der Feder 29 kann der Steuerkolben 13 mit seinem Ventilsitz 20 wiederum in dichtende Anlage an die Kugel 21 gelangen, wobei zwischenzeitlich durch den über die Zuführungsleitung 4 aufgebauten Haupteinspritzdruck und die Schultern 22 die äußere Hohlnadel 7 von ihrem Sitz abhebt und die auf größerem Durchmesser liegenden Spritzlöcher 11 freigibt. Gleichzeitig werden aber auch die Spritzlöcher 12, welche auf kleinerem Radius liegen, neuerlich freigegeben.When the supply line 5 is pressurized with fuel under pressure, pressure builds up via the radial openings 14 and the annular groove 15 in the interior of the control piston 13, an axial bore 19 being provided via which this pressure acts on a valve seat 20. When the force of the spring 29 loading the control piston is exceeded, the control piston 13 lifts with its valve seat 20 from a valve closing member formed by a ball 21, as a result of which the fuel is sprayed out via the spray holes 12 located on a smaller radius. When the control piston 13 is lifted, the lower edge of the annular recess 15 grinds over the radial openings 14 of the outer hollow needle 7, so that the further supply of fuel under pressure is prevented. Under the force of the spring 29, the control piston 13 with its valve seat 20 can in turn come into sealing contact with the ball 21, in the meantime lifting the outer hollow needle 7 from its seat due to the main injection pressure built up via the feed line 4 and the shoulders 22, and this on a larger one Diameter lying spray holes 11 releases. At the same time, however, the spray holes 12, which are on a smaller radius, are again released.

Details dieser Ausbildung nach Fig. 2 sind den Fig. 3 und 4 zu entnehmen. In Fig. 3 ist die ringförmige Ausnehmung 15 ersichtlich, welche über die radialen Bohrungen 14 in der Hohlnadel 7 mit der Zulaufbohrung 5 für die Voreinspritzkraftstoffmenge in Verbindung steht.Details of this design according to FIG. 2 can be seen in FIGS. 3 and 4. In Fig. 3 the annular recess 15 can be seen, which is connected via the radial bores 14 in the hollow needle 7 with the inlet bore 5 for the amount of pre-injection fuel.

Aus der Darstellung nach Fig. 4 ist ersichtlich, daß nach Abheben des Steuerkolbens 13 von dem Schließglied, welches von der Kugel 21 gebildet ist, die über die axiale Bohrung 19 des Steuerkolbens 13 zugeführte Kraftstoffmenge an der Ventilkugel 21 vorbei in die Spritzlöcher 12 gelangen kann. Die Sitzfläche 20 des Steuerkolbens 13 hebt bei dieser Freigabe der Spritzlöcher 12 unabhängig von einer Verschiebung der äußeren Hohlnadel 7 von der Kugel 21 ab. Nach neuerlichem Absenken der Sitzfläche 20 auf die Kugel 21 und Überschreiten der Kraft, welche für das Anheben der Hohlnadel 7 erforderlich ist, hebt die Hohlnadel 7 von ihrer Sitzfläche 22 am Grund des Düsenkörpers 10 ab, so daß die Spritzlöcher 11 und die Spritzlöcher 12 für die Haupteinspritzung zur Verfügung stehen.4 that after lifting the control piston 13 from the closing member, which is formed by the ball 21, the fuel quantity supplied via the axial bore 19 of the control piston 13 can get past the valve ball 21 into the spray holes 12 . With this release of the spray holes 12, the seat surface 20 of the control piston 13 lifts off the ball 21 regardless of a displacement of the outer hollow needle 7. After the seat 20 has been lowered again onto the ball 21 and the force required for lifting the hollow needle 7 has been exceeded, the hollow needle 7 lifts from its seat 22 on Bottom of the nozzle body 10, so that the spray holes 11 and the spray holes 12 are available for the main injection.

Bei der Ausbildung nach Fig. 5 und 6 weist die Hohlnadel 7 ein Sackloch 23 auf, dessen den Spritzlöchern 11 und 12 zugewandte Stirnwand 24 eine axiale Bohrung 25 für die Zuführung von Kraftstoff zu den Spritzlöchern 12 aufweist. An der Stirnwand 24 ist ein Auflageteil 26 festgelegt, welcher die das Ventilschließglied darstellende Kugel 21 trägt und den freien Durchgang von Kraftstoff zur axialen Bohrung 25 ermöglicht. Zu diesem Zweck weist der Auflageteil 26, wie aus Fig. 6 hervorgeht, Stege 27 auf, zwischen welchen Durchbrechungen 28 freibleiben.5 and 6, the hollow needle 7 has a blind hole 23, the end wall 24 of the spray holes 11 and 12 facing an axial bore 25 for the supply of fuel to the spray holes 12. On the end wall 24, a support part 26 is fixed, which carries the ball 21 representing the valve closing member and allows the free passage of fuel to the axial bore 25. For this purpose, as can be seen in FIG. 6, the support part 26 has webs 27, between which openings 28 remain free.

Die Sitzfläche 20 des Steuerkolbens 13 ist hiebei, wie insbesondere aus Fig. 5 ersichtlich ist, konisch ausgebildet, so daß eine lose Auflage der Kugel 21 als Ventilschließglied am Grund bzw. der Stirnwand 24 des Sackloches 23 ausreicht, um einen sicher dichtenden Abschluß zwischen Ventilkugel 21 und Sitzfläche 20 zu gewährleisten.The seat 20 of the control piston 13 is hiebei, as can be seen in particular from Fig. 5, conical, so that a loose support of the ball 21 as a valve closing member on the bottom or the end wall 24 of the blind hole 23 is sufficient to ensure a secure seal between the valve ball 21 and seat 20 to ensure.

Als Voreinspritzdruck genügen bei einer derartigen Ausbildung mit einem Steuerkolben Drücke zwischen 100 und 150 bar, wobei die Haupteinspritzung bereits ab Drücken von über 200 bar, beispielsweise 240 bar, erzielt werden kann. Sobald der Einspritzdruck unter den Schließdruck gesunken ist, werden alle Spritzöffnungen gleichzeitig geschlossen.In such a configuration with a control piston, pressures between 100 and 150 bar are sufficient as the pre-injection pressure, the main injection being able to be achieved from pressures of over 200 bar, for example 240 bar. As soon as the injection pressure has dropped below the closing pressure, all spray openings are closed at the same time.

Der Einspritzdruckverlauf über den Nockenwellenwinkel ist aus Fig. 7 ersichtlich. Bei den im Vergleich dargestellten Drehzahlen von 400,1300 und 2200 Umdrehungen pro Minute sinkt der Einspritzdruck zwischen Vor- und Haupteinspritzung für alle Ausführungsformen auf Null ab, so daß eine klare Trennung der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung bei beliebigen Drehzahlen erreicht wird.The course of the injection pressure over the camshaft angle can be seen from FIG. 7. At the speeds of 400.1300 and 2200 revolutions per minute shown in the comparison, the injection pressure between the pilot and main injection drops to zero for all embodiments, so that a clear separation of the pilot injection and the main injection is achieved at any speed.

In Fig. 8 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt, wobei nach dem Rückschlagventil in den Zulaufleitungen ein Steuerschieber 29' in einem Schiebersitz 30 angeordnet ist. Mit 5 ist wiederum die Zulaufleitung für die Voreinspritzung bezeichnet, während die Zulaufleitung 4 für die Haupteinspritzung strichliert angedeutet ist. Der Steuerschieber 29' ist in die Zulaufleitung 5 und in eine Bypassleitung 31 der Zulaufleitung 4 für die Haupteinspritzung eingeschaltet. Der Steuerschieber weist im Bereich der Leitungen 5 und 31 an seinem Umfang ringförmige Ausnehmungen 32 auf. Durch Aufbringen eines drehzahlabhängigen Druckes, insbesondere des Vorpumpendruckes, wird der Steuerschieber 29' in Richtung des Pfeiles 33 gegen die Kraft einer im Inneren des Steuerschiebers angeordneten Druckfeder 34 verschoben, wodurch der in der Zulaufleitung 5 von der Ausnehmung 32 freigegene Querschnitt vergrößert wird, während der in der Bypass-Leitung 31 freigegebene Querschnitt verringert wird. Es ergibt sich somit bei steigender Drehzahl und daher steigendem Steuerdruck eine Verschiebung des Mengenverhältnisses zugunsten der Voreinspritzung. Mit 35 sind O-Ringe für die Dichtung angedeutet.FIG. 8 shows a modified embodiment, a control slide 29 'being arranged in a slide seat 30 after the check valve in the feed lines. 5 again designates the inlet line for the pre-injection, while the inlet line 4 for the main injection is indicated by dashed lines. The control slide 29 'is switched into the feed line 5 and into a bypass line 31 of the feed line 4 for the main injection. The control slide has annular recesses 32 in the area of the lines 5 and 31 on its circumference. By applying a speed-dependent pressure, in particular the fore-pump pressure, the control slide 29 'is displaced in the direction of arrow 33 against the force of a compression spring 34 arranged inside the control slide, as a result of which the cross-section exposed in the feed line 5 from the recess 32 is enlarged while the cross-section released in the bypass line 31 is reduced. With increasing speed and therefore increasing control pressure, there is a shift in the quantity ratio in favor of the pre-injection. With 35 O-rings for the seal are indicated.

In Fig. 9 sind deutlich die ringförmigen Ausnehmungen 32 am Umfang des Steuerschiebers 29' zu erkennen und die Zulaufleitungen sind strichliert angedeutet. Es wird wiederum deutlich, daß durch eine Verschiebung des Steuerschiebers 29' unterschiedliche Querschnitte in den Leitungen 5 und 31 freigegeben werden.In Fig. 9, the annular recesses 32 on the circumference of the control slide 29 'can be clearly seen and the inlet lines are indicated by dashed lines. It is again clear that by moving the control slide 29 'different cross sections in the lines 5 and 31 are released.

Der Einspritzdruckverlauf über den Nockenwellenwinkel ist aus Fig. 7 ersichtlich. Bei den im Vergleich dargestellten Drehzahlen von 400,1300 und 2200 Umdrehungen pro Minute sinkt der Einspritzdruck zwischen Vor- und Haupteinspritzung für alle Ausführungsformen auf Null ab, so daß eine klare Trennung der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung bei beliebigen Drehzahlen erreicht wird.The course of the injection pressure over the camshaft angle can be seen from FIG. 7. At the speeds of 400.1300 and 2200 revolutions per minute shown in the comparison, the injection pressure between the pilot and main injection drops to zero for all embodiments, so that a clear separation of the pilot injection and the main injection is achieved at any speed.

Wird ein Steuerschieber gemäß einer Ausführung nach Fig. 8 und 9 verwendet, so ergibt sich ein Einspritzdruckverlauf, wie er in Fig. 10 dargestellt ist. Neben einer Trennung zwischen Voreinspritzung und Haupteinspritzung ergibt sich im Vergleich mit Fig. 7 zusätzlich für steigende Drehzahlen eine Verschiebung des Mengenverhältnisses zugunsten der Voreinspritzung, wobei sich die jeweils eingespritzte Kraftstoffmenge als Fläche unter den der Voreinspritzung bzw. der Haupteinspritzung zugeordneten Kurvenzug ergibt.If a control slide according to an embodiment according to FIGS. 8 and 9 is used, an injection pressure curve results, as is shown in FIG. 10. In addition to a separation between the pre-injection and the main injection, there is also a shift in the quantity ratio in favor of the pre-injection for increasing engine speeds in comparison with FIG. 7, the amount of fuel injected in each case being the area under the curve associated with the pre-injection or the main injection.

Claims (9)

1. Injection nozzle for internal-combustion engines, with a nozzle body having spray holes for fuel and two coaxial valve needles, in which injection nozzle the outer hollow needle (7) and the inner valve needle (13) are supported resiliently and interact with separate spray holes (11, 12), and the hollow needle has radial bores, characterized in that the inner valve needle is designed as a control piston (13), the casing of which possesses, in the region of the mouths of the radial bores (14) of the hollow needle (7), control edges formed by an annular recess (15), in that, starting from the annular recess (15) of the casing of the control piston (13), ducts lead to a seat (20) located on the control piston and belonging to a valve-closing member (21) interacting with the control piston, in that an axial bore (19) connected to the annular recess (15) is part of the ducts of the control piston (13), and this axial bore (19) is widened conically on the end face confronting the spray holes (12), and in that this end face interacts with a valve ball (21).
2. Injection nozzle according to Claim 1, characterized in that a spring (29) loading the control piston (13) is supported against the hollow needle (7).
3. Injection nozzle according to Claim 1 or 2, characterized in that the valve ball (21) rests against the bottom of the nozzle body, at the same time leaving free ducts to the spray holes of the nozzle body (10).
4. Injection nozzle according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the hollow needle (7) has a blind hole (23), in the end wall (24) of which confronting the spray holes (11, 12) is arranged a bore (25) for connection to the spray holes (12) in the nozzle body (10) which are assigned to the control piston (13), in that the hollow needle (7) interacts with a seat face of the nozzle body (10), the radius of the seat face being larger than the radius of the interior of the nozzle body (10) at the point at which the spray holes (12) controlled by the control piston (13) open into it, and in that the valve ball (21) and, if appropriate, a ball rest (26) leaving ducts free are arranged between the control piston (13) and that end wall (24) of the blind hole (23) confronting the spray holes (11, 12).
5. Injection nozzle according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the hollow needle (7), in its bore end region facing away from the needle tip, has a spring space receiving the spring (29) loading the control piston (13).
6. Injection nozzle according to Claim 5, characterized in that the spring space can be closed off by means of a pressure plug (16) having an adjustable stop (17) for the control piston (13).
7. Injection nozzle according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the nozzle has separate inflow lines (4, 5) for main injection and preinjection, in that a control slide (29') loadable by a speed-dependent pressure, especially by the fore- pump pressure, is inserted in the inflow lines (4, 5), and in that the control slide has a cross-section in the inflow lines which opens or throttles in dependence on the loading pressure.
8. Injection nozzle according to Claim 7, characterized in that the control slide (29') is inserted in the inflow line (5) for preinjection and in a bypass line (31) to the line (4) for main injection.
9. Injection nozzle according to Claim 7 or 8, characterized in that, in the event of a throttling of the cross-section in the inflow line (4) for main injection, the control slide (29') opens an enlarged cross-section in the inflow line (5) for preinjection.
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