Einspritzdüse für BrennkraftmaschinenInjection nozzle for internal combustion engines
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzdüse für Brenn¬ kraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einer in einem Düsenkörper geführten und entgegen einer Federkraft öffnenden als Hohlnadel ausgebildeten Ventilnadel und einem im Inneren der Hohlnadel geführten Steuerkolben, wobei die Hohlnadel mit wenigstens einer Einspritzöffnung zusammenwirkt und der Steuerkolben bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckes zusätzliche Einspritzöffnungen freigibt.The invention relates to an injection nozzle for internal combustion engines, in particular diesel engines, with a valve needle designed as a hollow needle and guided in a nozzle body and opening against a spring force, and a control piston guided inside the hollow needle, the hollow needle cooperating with at least one injection opening and the control piston releases additional injection openings when a predetermined pressure is exceeded.
Eine derartige bekannte Einspritzdüse weist eine Hohlnadel auf, welche nach Abheben über einen vorbestimmten Hub radiale Bohrungen eines im Inneren der Hohlnadel geführten Kolbens freigibt und nach Freigeben dieser radialen Bohrungen ein Einspritzen über zusätzliche Einspritzöffnungen ermöglicht. Der innere Kolben ist hiebei mittels einer Feder gegen die Hohlnadel abgestützt, wobei nach einer anderen Ausführungs- for nach Abheben der Hohlnadel der innenliegende Kolben entgegen der Kraft der derartigen Feder angehoben wird und auf diese Weise die zusätzlichen Spritzöffnungen freigibt. Bei einer derartigen Ausbildung erfolgt die Freigabe zusätz¬ licher Spritzöffnungen in Abhängigkeit von einem vorbestimm¬ ten Weg der Hohlnadel und im Falle der Anhebung des inneren Steuerkolbens durch den Kraftstoffdruck entgegen der Kraft einer Feder. Die Freigabe zusätzlicher Spritzlöcher für Vollast ist im wesentlichen dadurch begründet, daß bei niedrigen Drehzahlen zur Erzielung einer guten Zerstäubung kleine Spritzlöcher angeordnet sein müssen. Derartige kleine Spritzlöcher würden bei Vollast zu einem entsprechend hohen Einspritzdruck und entsprechend verlängerter Spritzdauer führen, so daß insbesondere für hohe Drehzahlen schon viele Vorschläge gemacht wurden, verschiedene Spritzlochreihen nacheinander zu öffnen bzw. eine zweite Spritzlochreihe hinzuzuschalten. Um auch bei Vollast und hoher Drehzahl noch eine wirksame Zuschaltung der zweiten Stufe sicherzustellen.
darf diese üblicherweise erst bei etwa dem halben maximalen Einspritzdruck öffnen und die Höhe dieses Einspritzdruckes muß durch eine entsprechende Federkraft bestimmt sein. Dies würde bei den bekannten Ausbildungen zu Federausmaßen führen, die im Düsenkörper nicht mehr ohne weiteres unterzubringen sind, und im übrigen zu einem starken Verschleiß durch starken Nadelschlag führen.Such a known injection nozzle has a hollow needle which, after lifting off over a predetermined stroke, opens radial bores of a piston guided in the interior of the hollow needle and, after these radial bores are released, enables injection via additional injection openings. The inner piston is supported against the hollow needle by means of a spring, whereby according to another embodiment, after the hollow needle has been lifted off, the inner piston is raised against the force of such a spring and in this way opens up the additional spray openings. With such a configuration, additional spray openings are released as a function of a predetermined path of the hollow needle and, in the event of the internal control piston being raised by the fuel pressure, counter to the force of a spring. The release of additional spray holes for full load is essentially due to the fact that small spray holes must be arranged at low speeds in order to achieve good atomization. Such small spray holes would lead to a correspondingly high injection pressure and correspondingly longer spraying time at full load, so that many suggestions have been made, in particular for high speeds, of opening different spray hole rows one after the other or connecting a second spray hole row. In order to ensure an effective connection of the second stage even at full load and high speed. This may normally only open at approximately half the maximum injection pressure and the level of this injection pressure must be determined by a corresponding spring force. In the known designs, this would lead to spring dimensions which can no longer be accommodated easily in the nozzle body and, moreover, would lead to heavy wear due to strong needle blow.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Ausbildung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die zusätz¬ lichen Spritzlöcher erst bei relativ hohem Einspritzdruck freigegeben werden und die Freigabe der zusätzlichen Spritz- löcher mit geringer Trägheit reproduzierbar an einstellbaren Zeitpunkten möglich wird. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Einspritzdüse im wesentlichen darin, daß die Hohlnadel radiale Durchbrechungen aufweist, welche bei an ihren Sitz abgesenkter Hohlnadel in den Arbeitsraum des Steuerkolbens münden, daß der Arbeitsraum des Steuerkolbens mit Kraftstoff unter Druck beaufschlagbar ist und daß die Zufuhr von Kraftstoff zum Arbeitsraum des Steuerkolbens vor Erreichen des maximalen Einspritzdruckes abschaltbar ist. Die Zuleitung von Kraftstoff in den Arbeitsraum des Steuerkolbens erfolgt dadurch, daß die Hohlnadel radiale Durchbrechungen aufweist, welche bei an ihren Sitz abgesenkter Hohlnadel in den Arbeitsraum des Steuerkolbens münden. Dadurch, daß der Arbeitsraum des Steuerkolbens mit Kraftstoff unter Druck beaufschlagbar ist, wird es möglich, auf die Verwendung von die Trägheit negativ beeinflussenden Federn zu verzichten und dadurch, daß die Zufuhr von Kraftstoff zum Arbeitsraum des Steuerkolbens vor Erreichen des maximalen Einspritzdruckes abschaltbar ist, wird eine exakte Definition des Zeitpunktes ermöglicht, zu welchem die zusätzlichen Spritzlöcher durch Aufdrücken des Steuerkolbens freigegeben werden. Die Abschal¬ tung der Zufuhr von Kraftstoff zum Arbeitsraum des Steuer- kolbens kann zu beliebigen Zeitpunkten gewählt werden und es kann auf diese Weise erreicht werden, daß die zusätzlichen
Spritzöffnungen erst bei beliebig hohem Einspritzdruck freigegeben werden, um auch bei Vollast und hoher Drehzahl so einzuspritzen, daß eine Betriebsweise unterhalb der Rauch¬ grenze sichergestellt ist.The invention now aims to provide an embodiment of the type mentioned in the introduction, in which the additional spray holes are only released at a relatively high injection pressure and the additional spray holes with low inertia can be released reproducibly at adjustable times. To achieve this object, the injection nozzle according to the invention essentially consists in that the hollow needle has radial openings which, when the hollow needle is lowered into its seat, open into the working space of the control piston, that the working space of the control piston can be pressurized with fuel and that the fuel is supplied to the working area of the control piston can be switched off before the maximum injection pressure is reached. The fuel is fed into the working space of the control piston in that the hollow needle has radial openings which open into the working space of the control piston when the hollow needle is lowered to its seat. The fact that the working space of the control piston can be pressurized with fuel makes it possible to dispense with the use of springs which negatively influence the inertia and that the supply of fuel to the working space of the control piston can be switched off before the maximum injection pressure is reached an exact definition of the point in time at which the additional spray holes are released by pressing on the control piston. The switching off of the supply of fuel to the working space of the control piston can be selected at any time and it can be achieved in this way that the additional Spray openings are only released at an arbitrarily high injection pressure in order to inject even at full load and high speed in such a way that an operating mode below the smoke limit is ensured.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird so vorgegangen, daß der Arbeitsraum des Steuerkolbens und der Druckraum der Hohlnadel von einer gemeinsamen Druckmittel¬ quelle mit Kraftstoff unter Druck beaufschlagbar ist, wodurch auf die Verwendung einer eigenen Druckmittelquelle zur Steuerung des Steuerkolbens verzichtet werden kann.According to a preferred embodiment of the invention, the procedure is such that the working space of the control piston and the pressure space of the hollow needle can be supplied with fuel under pressure from a common pressure medium source, so that the use of a separate pressure medium source for controlling the control piston can be dispensed with.
In besonders vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemäße Ausbildung hiebei so getroffen, daß die radialen Durch- brechungen der Hohlnadel bei Anheben der Hohlnadel die Kraftstoffzufuhr zum Arbeitsraum drosseln oder verschließen. Bei dieser Ausbildung ermöglicht das Anheben der Hohlnadel das Absteuern der Kraftstoffzufuhr zum Arbeitsraum des Steuerkolbens. Ab dem Beginn der Drosselung der Kraftstoff- zufuhr zum Arbeitsraum des Steuerkolbens bzw. dem Ver¬ schließen der Kraftstoffzufuhr zu diesem Raum kann sich die gewünschte Druckdifferenz durch den weiter ansteigenden Kraftstoffdruck aufbauen, welche in der Folge die zusätz¬ lichen Spritzlöcher freigibt. Die Einstellung des gewünschten Differenzdruckes und damit des Zeitpunktes der Öffnung der zweiten Spritzöffnungen kann auch dadurch erzielt werden, daß in die Kraftstoffzuführungsleitung zum Arbeitsraum ein Druckbegrenzungsventil eingeschaltet ist, wie dies einer weiteren Ausführungsform entspricht.In a particularly advantageous manner, the design according to the invention is such that the radial openings in the hollow needle throttle or block the fuel supply to the work space when the hollow needle is raised. In this embodiment, the lifting of the hollow needle enables the fuel supply to the working chamber of the control piston to be shut off. From the beginning of the throttling of the fuel supply to the working space of the control piston or the closing of the fuel supply to this space, the desired pressure difference can build up due to the further increasing fuel pressure, which subsequently opens up the additional spray holes. The setting of the desired differential pressure and thus the time of opening of the second spray openings can also be achieved in that a pressure relief valve is switched on in the fuel supply line to the work area, as corresponds to a further embodiment.
Eine besonders vorteilhafte Regelung des Einspritzverlaufes in Abhängigkeit von Motorkenngrößen, wie beispielsweise der Drehzahl, kann dadurch vorgenommen werden, daß in die Kraft- stoffzuführungsleitung zum Arbeitsraum ein in Abhängigkeit von einer Motorkenngröße, insbesondere der Motordrehzahl, steuerbares Drosselventil eingeschaltet ist. Das Drossel-
ventil kann hiebei in bevorzugter Weise als Steuerschieber ausgebildet sein, wobei der Steuerschieber in Abhängigkeit von einer Motorkenngröße, insbesondere der Drehzahl, mit Druck, vorzugsweise dem Vorpumpendruck, beaufschlagbar ist und einen veränderbaren Durchströmquerschnitt in der Zulauf¬ leitung zum Arbeitsraum freigibt.A particularly advantageous regulation of the injection process as a function of engine parameters, such as, for example, the speed, can be carried out by switching on a throttle valve which can be controlled as a function of an engine parameter, in particular the engine speed, in the fuel supply line to the work area. The throttle The valve can be designed in a preferred manner as a control slide, the control slide depending on a motor parameter, in particular the speed, can be acted upon by pressure, preferably the backing pump pressure, and releases a variable flow cross section in the feed line to the work space.
Eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung für die Versorgung des Arbeitsraumes des Steuerkolbens mit Kraftstoff unter Druck und die Versorgung des Düselnadelrau es läßt sich dadurch verwirklichen, daß die Kraftstoffzuführungsleitung zum Arbeitsraum des Steuerkolbens in eine von der Kraftstoff¬ zuführung zur Hohlnadel getrennte ringförmige Ausnehmung im Düsenkörper mündet.A structurally particularly simple design for supplying the working space of the control piston with fuel under pressure and supplying the nozzle needle space can be achieved in that the fuel supply line to the working space of the control piston opens into an annular recess in the nozzle body which is separate from the fuel supply to the hollow needle.
Das Verschließen der zusätzlichen Spritzöffnungen durch den Steuerkolben kann in einfacher Weise dadurch sichergestellt werden, daß der Steuerkolben mit einem im Bereich der Düsen¬ nadelspitze angeordneten Ventilschließglied, insbesondere einer Kugel, zusammenwirkt. In allen vorgenannten^ Fällen werden die zusätzlichen Spritzöffnungen durch den Kraftstoff¬ druck selbst, ohne Zuhilfenahme von Federn geschlossen gehalten, und durch Wahl des Absteuerzeitpunktes für die Zufuhr oder Begrenzung des Druckes der zugeführten Kraft- stoffmenge in den Arbeitsraum des Steuerkolbens kann der Beginn der zusätzlichen Einspritzung beliebig auch in Rich¬ tung hoher Einspritzdrücke verschoben werden. Bei Verwendung von Kugeln als Schließglied ist die Herstellung wesentlich günstiger, da keine Doppelpassungen erforderlich sind. Mit Vorteil kann für den Hub des Steuerkolbens ein einstellbarer Anschlag vorgesehen sein, wofür vorzugsweise in der Hohlnadel an dem der Düsennadelspitze abgewandten Ende ein inbesondere verstellbarer Druckzapfen angeordnet ist.The closing of the additional spray openings by the control piston can be ensured in a simple manner in that the control piston interacts with a valve closing member, in particular a ball, arranged in the area of the nozzle needle tip. In all the aforementioned ^ cases, the additional injection openings are printed by the Kraftstoff¬ itself, held closed without the help of springs, and by selection of the Absteuerzeitpunktes for supplying or limiting the pressure of the supplied fuel volume in the working space of the control piston can be the beginning of the additional Injection can also be shifted in the direction of high injection pressures. When using balls as the closing element, the production is considerably cheaper since no double fits are required. An adjustable stop can advantageously be provided for the stroke of the control piston, for which purpose a particularly adjustable pressure pin is preferably arranged in the hollow needle at the end facing away from the nozzle needle tip.
Durch die Verwendung von Kraftstoff unter Druck oder eines in Abhängigkeit von der Drehzahl sich ändernden Vorpumpendruckes
im Falle der Verwendung eines Steuerschiebers kann die Zuschaltung der zusätzlichen Spritzöffnungen in Abhängigkeit vom Einspritzdruσk und Drehzahl gesteuert werden, wodurch sich eine bessere Zerstäubung im Übergangsbereich und ins- gesamt ein geringerer Einspritzdruck bei kürzerer Spritzdauer bei hoher Drehzahl erzielen läßt.Through the use of fuel under pressure or a backing pump pressure that changes depending on the speed If a control slide is used, the activation of the additional spray openings can be controlled as a function of the injection pressure and speed, so that better atomization in the transition area and overall a lower injection pressure with a shorter spraying time at high speed can be achieved.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Düsen¬ körper einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse mit einem Druckbegrenzungsventil; Fig. 2 einen vergrößerten Längs¬ schnitt des unteren Teiles der Fig. 1; Fig. 3 einen ver¬ größerten Längsschnitt des Druckbegrenzungsventiles der Fig. 1; Fig. 4 einen Längsschnitt analog Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse; Fig. 5 einen vergrößerten Längsschnitt des Düsenbodens; Fig. 6 einen Längsschnitt des unteren Teils analog Fig. 2 einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einem drehzahlabhängig gesteuerten Drosselventil; Fig. 7 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles VII der Fig. 6 mit herausgeklapptem Schnitt; Fig.The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. 1 shows a longitudinal section through the nozzle body of an injection nozzle according to the invention with a pressure relief valve; FIG. 2 shows an enlarged longitudinal section of the lower part of FIG. 1; 3 shows an enlarged longitudinal section of the pressure limiting valve of FIG. 1; 4 shows a longitudinal section analogous to FIG. 2 of a second embodiment of an injection nozzle according to the invention; 5 shows an enlarged longitudinal section of the nozzle base; 6 shows a longitudinal section of the lower part analogously to FIG. 2 of a further embodiment according to the invention with a throttle valve controlled as a function of the speed; Fig. 7 is a view in the direction of arrow VII of Figure 6 with the section unfolded. Fig.
8 den Verlauf des Einspritzdruckes über Nockenwellendrehzahl für eine einstufige Einspritzdüse nach dem Stand der Technik und für eine erfindungsgemäße Einspritzdüse in der Ausführung gemäß Fig. 1, 2 und 3, und der Ausführung gemäß Fig. 6; Fig.8 shows the course of the injection pressure versus camshaft speed for a single-stage injection nozzle according to the prior art and for an injection nozzle according to the invention in the embodiment according to FIGS. 1, 2 and 3, and the embodiment according to FIG. 6; Fig.
9 den Verlauf der Spritzdauer über Nockenwellendrehzahl für eine einstufige Einspritzdüse nach dem Stand der Technik und für eine erfindungsgemäße Einspritzdüse in der Ausführung gemäß Fig. 1, 2 und 3.9 shows the course of the injection duration over camshaft speed for a single-stage injection nozzle according to the prior art and for an injection nozzle according to the invention in the embodiment according to FIGS. 1, 2 and 3.
In Fig. 1 ist der Düsenkörper einer erfindungsgemäßen Ein¬ spritzdüse mit 1 bezeichnet. Über eine Bohrung 2 gelangt Kraftstoff in zwei getrennte Leitungen 3 und 4, wobei die Leitung 3 zum Arbeitsraum eines Steuerkolbens führt und über die Leitung 4 Kraftstoff in eine ringförmige Ausnehmung 5 des Düsenkörpers 1 und von dort zu Einspritzöffnungen 6 und 7 im
Bereich der Düsennadelspitze geführt wird. In die Leitung 3 ist ein Druckbegrenzungsventil 8 eingeschaltet, welches an Hand der Fig. 3 später detaillierter beschrieben wird. Mit 9 ist eine Hohlnadel bezeichnet, die durch die Kraft einer Feder 10 in SchließStellung beaufschlagt ist.The nozzle body of an injection nozzle according to the invention is designated by 1 in FIG. Fuel passes through a bore 2 into two separate lines 3 and 4, line 3 leading to the working space of a control piston and fuel via line 4 into an annular recess 5 of nozzle body 1 and from there to injection openings 6 and 7 in Area of the nozzle needle tip is guided. In line 3, a pressure relief valve 8 is switched on, which will be described in more detail later with reference to FIG. 3. With 9 a hollow needle is designated, which is acted upon by the force of a spring 10 in the closed position.
In Fig. 2 ist der untere Teil des Düsenkörpers 1 vergrößert dargestellt, wobei die Bezugszeichen beibehalten wurden. Wie in Fig. 2 deutlich zu erkennen, mündet auch die Leitung 3 in eine ringförmige Ausnehmung 11 im Düsenkörper 1. Im Bereich der Ausnehmung 11 weist die Hohlnadel 9 radiale Bohrungen 12 auf, die in den Arbeitsraum 13 eines Steuerkolbens 14 führen, der im Inneren der Hohlnadel 9 geführt ist und aus mehreren zylindrischen Einzelkolben mit abgestuftem Durchmesser, wie in Fig. 2 dargestellt, oder in einfacher Weise auch ohne Durchmesserabstufung ausgebildet sein kann. Die Hohlnadel 9 weist an dem der Düsennadelspitze abgewandten Ende einen insbesondere verstellbaren Druckzapfen 15 auf, der über einen zusätzlichen Kolben 16 den Hub des Steuerkolbens 14 begrenzt. Wie aus Fig. 2 deutlich wird, wirkt die Hohlnadel 9 mit den Einspritzöffnungen 6 zusammen, während der Steuerkolben 14 über ein als Kugel ausgebildetes Ventilschließglied 17 mit den Einspritzöffnungen 7 zusammenwirkt. In den Leitungen 3 und 4 herrscht bei Beginn des Einspritzvorganges jeweils gleicher Druck und der Steuerkolben 14 wird durch den in den Arbeitsraum 13 gelangenden Kraftstoff in Schließlage ge¬ drückt. Bei überschreiten eines gewissen Einspritzdruckes hebt zuerst die Hohlnadel entgegen der Kraft der sie beauf¬ schlagenden Feder ab und gibt die Einspritzöffnungen 6 frei, während der Steuerkolben weiterhin die Einspritzöffnungen 7 abschließt. Vor Erreichen des maximalen Einspritzdruckes schließt das Druckbegrenzungsventil die weitere Kraftstoff¬ zufuhr in Leitung 3 zum Arbeitsraum 13 des Steuerkolbens 14, während der Druck in Leitung 4 weiter ansteigt, wodurch nach Ausbildung einer ausreichenden Druckdifferenz zwischen dem Arbeitsraum 13 und der im Bereich der Düsennadelspitze
gelegenen Steuerkolbenfläche der Steuerkolben 14 von der mit Spiel geführten Kugel 17 abhebt und diese schlagartig ent¬ lastet. Durch ihre Elastizität und die hohe Strömungs¬ geschwindigkeit hebt nunmehr auch die Kugel 17 von ihrem Sitz ab und gibt dadurch die zusätzlichen Spritzlöcher 7 frei. Durch eine entsprechende Auslegung des Druckbegrenzungs- ventiles kann somit der Beginn der Öffnung der zusätzlichen Spritzlöcher exakt gesteuert werden, wobei durch die Beauf¬ schlagung des Arbeitsraumes 13 des Steuerkolbens 14 mit Kraftstoff unter Druck auf eine Feder zur Beaufschlagung des Steuerkolbens 14 verzichtet werden kann, wodurch neben kleineren Ausmaßen der Hohlnadel 9 auch ein sanfterer Nadel- schlag erzielt werden kann.In Fig. 2 the lower part of the nozzle body 1 is shown enlarged, the reference numerals have been retained. As can be clearly seen in FIG. 2, the line 3 also opens into an annular recess 11 in the nozzle body 1. In the region of the recess 11, the hollow needle 9 has radial bores 12 which lead into the working space 13 of a control piston 14, which is located inside the hollow needle 9 is guided and can be formed from a plurality of cylindrical individual pistons with a graduated diameter, as shown in FIG. 2, or in a simple manner without grading the diameter. At the end facing away from the nozzle needle tip, the hollow needle 9 has an in particular adjustable pressure pin 15, which limits the stroke of the control piston 14 via an additional piston 16. As is clear from FIG. 2, the hollow needle 9 interacts with the injection openings 6, while the control piston 14 interacts with the injection openings 7 via a valve closing member 17 designed as a ball. The same pressure prevails in lines 3 and 4 at the beginning of the injection process and the control piston 14 is pressed into the closed position by the fuel entering the working space 13. When a certain injection pressure is exceeded, the hollow needle first lifts up against the force of the spring acting on it and releases the injection openings 6, while the control piston continues to close the injection openings 7. Before the maximum injection pressure is reached, the pressure limiting valve closes the further fuel supply in line 3 to the working space 13 of the control piston 14, while the pressure in line 4 continues to rise, as a result of which a sufficient pressure difference between the working space 13 and that in the area of the nozzle needle tip is formed located control piston surface of the control piston 14 lifts from the game guided ball 17 and this relieved suddenly. Due to its elasticity and the high flow rate, the ball 17 now lifts off its seat and thereby releases the additional spray holes 7. The beginning of the opening of the additional spray holes can thus be precisely controlled by a corresponding design of the pressure limiting valve, whereby by applying pressure to the working space 13 of the control piston 14 with fuel, a spring for acting on the control piston 14 can be dispensed with, as a result of which in addition to smaller dimensions of the hollow needle 9, a gentler needle impact can also be achieved.
In Fig. 3 ist das Druckbegrenzungsventil 8 detailliert dargestellt, über die Bohrung 2 gelangt Kraftstoff unter Druck in die Leitungen 3 und 4. Über eine Einrichtung 18 gelangt Kraftstoff in einen Raum 19 und wirkt auf ein Stell¬ glied 20, welches durch die Kraft einer Feder 21 beaufschlagt ist. Bei steigendem Druck wird das Stellglied 20 in Richtung des Pfeiles 22 verschoben, worauf über einen Anschlag 23 das Ventilschließglied 24 die weitere Zufuhr von Kraftstoff in die Leitung 3 zum Arbeitsraum des Steuerkolbens unterbindet. Durch geeignete Dimensionierung des Ventiles 8 kann der Schließdruck des Ventiles entsprechend variiert werden.In Fig. 3 the pressure relief valve 8 is shown in detail, fuel passes under pressure into the lines 3 and 4. Via a device 18, fuel enters a space 19 and acts on an actuator 20, which by the force of a Spring 21 is acted upon. With increasing pressure, the actuator 20 is displaced in the direction of the arrow 22, whereupon the valve closing member 24 stops the further supply of fuel into the line 3 to the working space of the control piston via a stop 23. The closing pressure of the valve can be varied accordingly by suitable dimensioning of the valve 8.
In Fig. 4 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungs¬ gemäßen Einspritzdüse dargestellt, wobei die Bezugszeichen beibehalten wurden. In dieser Ausbildung bildet die ring- förmige Ausnehmung 11 eine Steuerkante gegenüber den Bohrun¬ gen 12 der Hohlnadel 9, wodurch in dieser Variante auf ein Druckbegrenzungsventil in der Leitung 3 zum Arbeitsraum 13 des Steuerkolbens 14 verzichtet werden kann. In beiden Leitungen 3 und 4 liegt wiederum Einspritzdruck an und bei überschreiten eines gewissen Druckes hebt die Hohlnadel 9 von ihrem Sitz ab und gibt die Einspritzöffnungen 6 frei. Nach
Zurücklegen eines vorbestimmten Hubes überschleifen die Bohrungen 12 die Ausnehmung 11 zum Arbeitsraum, wodurch in diesem kein weiterer Druckaufbau erfolgt und nach Ausbildung einer Druckdifferenz hebt auch der Steuerkolben 14 von seinem Sitz ab und gibt dadurch die zusätzlichen Einspritzöffnungen 7 frei. In der in Fig. 4 gezeigten Darstellung ist die Hohlnadel 9 von ihrem Sitz abgehoben und es sind die Bohrun¬ gen 12 von der Ausnehmung 11 praktisch vollkommen überschlif¬ fen, während der Steuerkolben, der in dieser Ausführung aus einem Stück gefertigt ist und in die Düsennadelspitze einge¬ paßt ist, die Einspritzöffnungen 7 noch nicht freigegeben hat.4 shows a second embodiment of an injection nozzle according to the invention, the reference symbols being retained. In this embodiment, the annular recess 11 forms a control edge with respect to the bores 12 of the hollow needle 9, which means that in this variant a pressure relief valve in the line 3 to the working space 13 of the control piston 14 can be dispensed with. Injection pressure is again present in both lines 3 and 4, and if a certain pressure is exceeded, the hollow needle 9 lifts off its seat and releases the injection openings 6. To Covering a predetermined stroke, the bores 12 grind the recess 11 to the work space, as a result of which no further pressure build-up takes place and after the formation of a pressure difference, the control piston 14 also lifts off its seat and thereby releases the additional injection openings 7. In the illustration shown in FIG. 4, the hollow needle 9 is lifted from its seat and the bores 12 are practically completely overlapped by the recess 11, while the control piston, which in this embodiment is made from one piece and into which Nozzle needle tip is fitted which has not yet opened injection openings 7.
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Düsenbodens mit abgehobener Hohlnadel 9, wobei das als Kugel 17 ausgebildete Ventilschließglied durch den Steuerkolben 14 noch auf seinen Sitz gepreßt wird. Die Verwendung einer Kugel als Ventil¬ schließglied bringt fertigungstechnische Vorteile, da auf eine Doppelpassung des Ventilschließgliedes verzichtet werden kann.Fig. 5 shows an enlarged view of the nozzle bottom with the raised hollow needle 9, wherein the valve closing member designed as a ball 17 is still pressed by the control piston 14 onto its seat. The use of a ball as a valve closing element brings advantages in terms of production technology, since a double fitting of the valve closing element can be dispensed with.
In der in Fig. 6 dargestellten abgeänderten Ausführungsform ist in die Leitung 3 zum Arbeitsraum 13 des Steuerkolbens 14 ein Steuerschieber 25 eingeschaltet, der über eine Leitung 26 mit einem Steuerdruck, insbesondere dem Vorpumpendruck, beaufschlagbar ist. Der Steuerschieber weist eine ümfangsnut 27 auf, die als Steuerkante für die Leitung 3 ausgebildet ist, und in seinem Inneren ist eine Feder 28 angeordnet. Durch Beaufschlagen des Steuerschiebers 25 mit dem drehzahl- abhängigen Vorpumpendruck wird es möglich, die Zuschaltung der Einspritzöffnungen 7 in Abhängigkeit vom Einspritzdruck und Drehzahl zu steuern. Der Aufbau der Einspritzdüse ent¬ spricht bis auf die Verwendung des Steuerschiebers 25 an¬ stelle des Druckbegrenzungsventiles der in Fig. 2 dargestell- ten Ausführung.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Darstellung ist der Steuer¬ schieber wiederum mit 25 bezeichnet. Zusätzlich sind noch Zylinderstifte 29 zum Einpassen des Düsenkörpers 1 darge¬ stellt. Bei dem herausgeklappten Schnitt des Steuerschiebers ist die ümfangsnut 27, die als Steuerkante in der Leitung 3 ausgebildet ist, deutlich zu erkennen. Bei der in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführung überschleif der Steuerschieber 25 bei steigendem Vorpumpendruck die Leitung 3, wodurch kein weiterer Druckaufbau im Steuerraum 13 des Steuerkolbens 14 erfolgt und nach Ausbilden einer Druckdifferenz die Ein¬ spritzöffnungen 7 vom Steuerkolben 14 freigegeben werden.In the modified embodiment shown in FIG. 6, a control slide 25 is switched into the line 3 to the working space 13 of the control piston 14 and can be acted upon by a control pressure, in particular the backing pump pressure, via a line 26. The control slide has a circumferential groove 27, which is designed as a control edge for the line 3, and a spring 28 is arranged in its interior. By acting on the control spool 25 with the speed-dependent backing pump pressure, it becomes possible to control the connection of the injection openings 7 as a function of the injection pressure and speed. The structure of the injection nozzle corresponds to the embodiment shown in FIG. 2, except for the use of the control slide 25 instead of the pressure limiting valve. In the illustration shown in FIG. 7, the control slide is again designated 25. In addition, cylindrical pins 29 for fitting the nozzle body 1 are also shown. When the control spool is cut out, the circumferential groove 27, which is designed as a control edge in line 3, can be clearly seen. In the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the control slide 25 blows over the line 3 when the backing pump pressure increases, as a result of which no further pressure build-up takes place in the control chamber 13 of the control piston 14 and, after a pressure difference has been formed, the injection openings 7 are released by the control piston 14.
In Fig. 8 ist der Verlauf des Einspritzdruckes über der Nockenwellendrehzahl dargestellt. Die Kurven a und b ent- sprechen hiebei einer einstufigen Einspritzdüse nach dem Stand der Technik bei kleinem (a) bzw. großem (b) Regel¬ stangenweg. Ein kleiner Regelstangenweg entspricht dem Teillastbereich und ein großer Regelstangenweg dem Vollast¬ bereich. Die strichlierten Kurven c und d werden mit einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse mit einem Druckbegrenzungs¬ ventil gemäß Fig. 1, 2 und 3 erreicht, während die Kurve e bei einer Ausbildung mit einem Steuerschieber gemäß Fig. 6 und 7 erhalten wird. Mit S ist der Schaltpunkt der Zuschal¬ tung der zusätzlichen Einspritzöffnungen bezeichnet. Es zeigt sich deutlich, daß bei einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse mit gesenkten Höchsteinspritzdrücken das Auslangen gefunden werden kann.8 shows the course of the injection pressure over the camshaft speed. Curves a and b correspond to a single-stage injection nozzle according to the prior art with a small (a) or large (b) control rod travel. A small control rod travel corresponds to the partial load range and a large control rod travel corresponds to the full load range. The dashed curves c and d are achieved with an injection nozzle according to the invention with a pressure relief valve according to FIGS. 1, 2 and 3, while curve e is obtained in a configuration with a control slide according to FIGS. 6 and 7. S denotes the switching point of the connection of the additional injection openings. It can be clearly seen that in an injection nozzle according to the invention with reduced maximum injection pressures, sufficiency can be found.
Aus der in Fig. 9 dargestellten Spritzdauer über der Nocken- wellendrehzahl, wobei die Kurven a - d jenen der Fig. 8 ent¬ sprechen, wird deutlich, daß mit einer erfindungsgemäßen Ein¬ spritzdüse auch eine kürzere Einspritzdauer erzielbar ist.
It is clear from the injection duration shown in FIG. 9 over the camshaft speed, the curves a - d corresponding to those in FIG. 8, that a shorter injection duration can also be achieved with an injection nozzle according to the invention.