EP0345348A1 - Pulverizer of diesel nozzle - Google Patents

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EP0345348A1
EP0345348A1 EP88901158A EP88901158A EP0345348A1 EP 0345348 A1 EP0345348 A1 EP 0345348A1 EP 88901158 A EP88901158 A EP 88901158A EP 88901158 A EP88901158 A EP 88901158A EP 0345348 A1 EP0345348 A1 EP 0345348A1
Authority
EP
European Patent Office
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nozzle
nozzle needle
cone
edge
throttle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP88901158A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP0345348A4 (en
Inventor
Vladislav Ivanovich Golev
Rostislav Mikhailovich Mokhov
Alexandr Sergeevich Rusakov
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.)
NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO TOPLIVNOI APPARATURE DVIGATELEI
Original Assignee
NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO TOPLIVNOI APPARATURE DVIGATELEI
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 NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO TOPLIVNOI APPARATURE DVIGATELEI filed Critical NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO TOPLIVNOI APPARATURE DVIGATELEI
Publication of EP0345348A1 publication Critical patent/EP0345348A1/en
Publication of EP0345348A4 publication Critical patent/EP0345348A4/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/06—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves being furnished at seated ends with pintle or plug shaped extensions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • 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
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    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Definitions

  • the invention relates to an injection nozzle of a diesel engine.
  • the main operating parameters of the diesel engine injectors include the target number of operating hours and the maintenance period between settings.
  • the specified operating parameters are determined by the following main parameters: - spray pressure, (pressure at the beginning of the injection process) - injection with buzzing nozzle needle, - Hermetic sealing on the sealing cone, which affects the quality of the fuel atomization.
  • the spray pressure is a controllable parameter that determines the maintenance period of the injectors between the settings.
  • the presence of the injection with a buzzing nozzle needle ensures the starting of the diesel engine with its starting rotational frequency.
  • the tightness of the closure on the closure cone influences the quality of the fuel atomization and therefore determines the economic parameters of diesel engine operation, the smoke content and the toxicity of the exhaust gases and represents a parameter that limits the maximum number of operating hours of the injector.
  • the nozzle needle in the nozzle body sinks lower and the end diameter decreases to the minimum diameter of the cone seat.
  • the end diameter is the mean diameter of the contact ring strip of the end cone of the nozzle needle and the conical seat of the nozzle body.
  • the wear of the end cone of the injection nozzle affects the increase in the differential area of the nozzle needle and, as a result, the reduction in the injection pressure, which leads to a reduction in the maintenance period between settings of the injection valve and affects the economic and operational characteristics of the Disel engine.
  • the buzzing of the nozzle needle during injection disappears as a result of the reduction in the increase in the lifting force acting on the nozzle needle in the first phase of the spraying process, which is caused by the reduction in the end diameter.
  • An injection nozzle with a nozzle body with a conical seat, which merges into a cylindrical channel with nozzle holes, is known (US, A, 2927737).
  • the nozzle needle is arranged in the nozzle body with an end cone, the tip of which lies in a cylindrical channel.
  • the tip angle of the end cone is 0.5 o to 2 o larger than the tip angle of the cone seat.
  • the end part of the end cone acts as a throttle element.
  • Injection nozzles of this type are currently widespread in diesel engine construction, since they ensure injection with a snarling nozzle needle and hermetic sealing on the sealing cone until the specified number of operating hours is exhausted.
  • the end cone of the nozzle needle is designed as a truncated cone; among other things, it is delimited on the side of the smaller base area by a surface perpendicular to the axis of the nozzle needle.
  • the throttle edge of such injection nozzles lies on the surface of the conditioned cone, the base area of which is formed by the area delimited by the end edge and the tip angle of 0.5 o to 2 o is larger than the cone seat tip angle.
  • An injection nozzle with a nozzle body with a conical seat, which merges into a cylindrical channel with nozzle holes, is known (SU, A, 1086204).
  • a nozzle needle with a truncated end cone is arranged in the nozzle body, which ends in a tapered pin, which acts as a throttle element and whose tip lies in the cylindrical channel.
  • the tip angle of the taper pin is equal to the angle of the taper seat.
  • the end cone is delimited on the side of the smaller base area by a surface which is perpendicular to the nozzle needle axis and which forms an end edge on the smaller base area of the end cone, the ratio of the diameter of the end edge to the diameter of the base area of the throttle cone pin 1.01 to 1. Is 20.
  • nozzle body with a conical seat, which is in a cylindrical channel with nozzles holes passes, known (US, A, 4153205).
  • a nozzle needle is arranged with a truncated end cone, which has an end edge.
  • the truncated end cone is connected via an intermediate piece of the nozzle needle to a throttle element which has a throttle edge.
  • the throttle edge lies in the interior of the seat, has a diameter which is larger than the minimum diameter of the seat, and is located on the surface of a cone, the base of which represents the surface which is delimited by the end edge, and the tip angle of which is 0 , 5 o to 2 o is greater than the tip angle of the conical seat.
  • the end cone is delimited on the side of the smaller base area by a surface which is perpendicular to the axis of the nozzle needle and forms the end edge on the smaller base area of the end cone.
  • the throttle element is delimited by a plane perpendicular to the axis of the nozzle needle.
  • the number of operating hours of such an injection nozzle is limited, as in the previous analog solution, by the permissible drop in the nozzle needle, i.e. by the distance between the throttle edge, which protrudes beyond the limits of the minimum seat diameter, and the seat in the direction of the nozzle needle axis.
  • the presence of a horizontal edge of the throttle element which is formed by a surface delimiting the throttle element, leads to the fact that in the initial phase of the needle lifting, the increase in the lifting force acting on the nozzle needle, which causes the injection with a snarling nozzle needle, due to the increased flow resistance the needle movement due to the action of the flow on this horizontal edge is suppressed.
  • the invention has for its object to provide an injection nozzle for a diesel engine, in which the taper is shaped and the throttle edge is arranged opposite the seat such that the distance in Rich device of the nozzle needle axis between the cone seat and the nozzle needle section lying outside the limits of the end cone is increased to an amount which excludes the dependence of the number of operating hours of the injection nozzle on the permissible drop in the nozzle needle while maintaining the throttle cross-section, which ensures effective injection with a snarling nozzle needle.
  • the arrangement of the throttle edge at the height of the minimum diameter of the conical seat makes it possible to rule out the dependence of the number of operating hours of the injection nozzle on the permissible drop in the nozzle needle.
  • Such an arrangement of the throttle edge requires in advance that its diameter falls below the diameter of the conical seat, which in turn, in combination with the arrangement of the side surface of the intermediate piece of the nozzle needle within the conditional cone mentioned above, increases the distance in the direction of the nozzle needle axis between the conical seat and the Nozzle needle part, which lies outside the end cone, enables, ie the increase in the permissible sinking of the nozzle needle.
  • the geometric The shape of the side surface of the intermediate piece, which causes the specified distance, should be selected such that the number of operating hours of the injection nozzle is not primarily restricted by the permissible drop in the nozzle needle, but by other influencing variables, for example, as tests have shown, by loss of tightness that appear in the event of local damage to the seat and the nozzle needle in the area of the end diameter.
  • the throttle edge that lies on the surface of the conditional cone above can have a smaller diameter than the minimum diameter of the cone seat even if it is somewhat closer to the end cone. With such a position of the throttle edge, however, its diameter is larger than when it is at the height of the minimum diameter of the conical seat, which means that even as a result of insignificant technological deviations of the axis of the cylindrical channel from the axis of the conical seat, which are usually present , the throttle edge protrudes beyond the limit of the minimum diameter of the cone seat, and consequently the distance in the direction of the nozzle needle axis between the cone seat and the nozzle needle section, which lies outside the region of the end cone, decreases, since as this distance the distance between the cone seat and the throttle edge works.
  • the arrangement of the throttle edge in the interior of the cylindrical channel leads to a reduction in its diameter and consequently to an enlargement of the throttle cross section.
  • the enlargement of the throttle cross section reduces the tendency of the injection nozzle to inject fuel with a snarling nozzle needle.
  • the throttle edge is formed by the line of intersection of the side surface of the intermediate piece of the nozzle needle with the side surface of the throttle element promotes the injection process with a snarling nozzle needle due to the absence of the horizontal edge on the throttle element.
  • the side surface of the intermediate piece of the nozzle needle can be conical or concave. Such one The shape of the side surface is the most suitable for production.
  • a portion of the side surface that abuts the throttle element may be cylindrical in shape, which simplifies measuring the diameter of the throttle edge during the manufacture and operation of the injector.
  • the injection nozzle of the diesel engine injection valve contains a nozzle body 1 (FIG. 1) with a conical seat 2, the smaller diameter of which merges into a cylindrical channel 3 with nozzle holes 4.
  • the nozzle needle 5 is arranged with a truncated end cone 6 and a throttle element 7, which are connected to one another by the intermediate piece 8 of the nozzle needle 5.
  • the throttle element 7 has a throttle edge 9, which is at the height of the minimum diameter of the conical seat 2 and is formed by the intersection of the side surface 10 of the intermediate piece 8 and the side surface 11 of the throttle element 7.
  • the nozzle needle 5 is pressed onto the seat 2 by a spring, which in the figures is not shown so as not to complicate the drawings.
  • the closing cone 6 interacts with the seat 2 via a closing edge 12 which lies on the smaller base area of this cone 6.
  • the tip angle ⁇ of the end cone 6 is 0.5 o to 2 o smaller than the angle ⁇ of the cone seat 2.
  • the embodiment variant of the injection nozzle shown in FIG. 2 where the end edge 12 lies on the larger base area of the end cone 6 .
  • the apex angle ⁇ of the end cone 6 is 0.5 o to 2 o larger than the angle ⁇ of the cone seat 2.
  • the difference in angle values given when the end edge 12 is arranged on the upper or lower base surface of the end cone 6 is common to ensure hermetic sealing when selectively assembling the injectors.
  • the throttle edge 9 lies on the surface of a conditional cone 13, which serves as a base area delimited by the end edge 12 and whose angle ⁇ is 0.5 o to 2.0 o greater than the tip angle of the seat 2.
  • the throttle element 7 can can be inscribed in the conditional cone 13 and can be conical, as shown in FIGS. 1, 2 and 3, or have a different shape, for example a spherical one. It is generally known that precisely this position of the throttle element 7 with the throttle edge 9 with respect to the conical seat 2 ensures the buzzing of the nozzle needle during injection and the maximum passage cross section with a maximum nozzle needle stroke.
  • the truncated end cone 6 is limited on the side of the smaller base by the conical surface 14 with an apex angle ⁇ which is within the limits of 80 o to 100 o .
  • the design of the conical surface with the indicated tip angles reduces the likelihood of local damage to the portions of the nozzle needle and the valve seat in contact in the region of the end diameter and thereby increases the number of operating hours of the injection nozzle with regard to the tightness on the end cone. It is a variant of the injection nozzle possible, according to which the end cone 6 on the side of the smaller base is limited by a conical surface with a tip angle ⁇ greater than 100 o or by a surface that is perpendicular to the axis of the nozzle needle 5.
  • the side surface 10 of the intermediate piece 8 of the nozzle needle 5 lies within the conditioned cone 13 and can be of various shapes, for example spherical (FIG. 2) or concave (FIG. 3), which is the most suitable for production, or cylindrical on the side of the throttle element 7 (Fig.1), which simplifies the measurement of the diameter of the throttle edge during the manufacture and operation of the injector.
  • the angle of inclination of the side surface 10, which is shown in Figure 2, the radius of curvature of the side surface 10, which is shown in Figure 3, or the length of the cylindrical part and the angle of inclination of the conical part of the surface 10, which is shown in Figure 1 is chosen such that a distance in the direction of the axis of the nozzle needle 5 will ensure between the conical seat 2 and the side surface 10 of the intermediate piece 8 of the nozzle needle 5, which distance represents the permissible sinking of the nozzle needle and does not limit the number of operating hours of the atomizing nozzle. It has been found experimentally that this distance is (0.15-0.30) mm.
  • the injector works as follows. Under the influence of the fuel pressure generated by the high-pressure pump, which is not shown in the figures, and which acts on the differential area of the nozzle needle 5, the difference in the areas of the cross section of the guide (not shown in the figures) of the nozzle needle 5 and the End edge 12 is the same, the stroke of the nozzle needle begins. At the first moment of the lifting movement of the nozzle needle 5, the fuel flow is throttled between the seat 2 and the end edge 12. As a result of the difference in the diameter of the end edge 12 and the throttle edge 9, the passage cross section between the end edge 12 and the conical seat 2 increases during the stroke of the nozzle needle 5 much faster than the passage cross section between the throttle edge 9 and the conical seat 2.
  • the throttle cross-section moves from the end edge 12 to the throttle edge 9, which results in a sharp increase in the differential area of the nozzle needle 5 and the lifting force of the nozzle needle 5.
  • this phenomenon causes the nozzle needle to rattle when fuel is injected.
  • the arrangement of the throttle edge 9 no deeper than the minimum diameter of the conical seat 2 and the formation of this throttle edge 9 by the intersection of the side surface 10 of the intermediate piece 8 of the nozzle needle 5 with the side surface 11 of the throttle element 7 allows the well-known conditions to ensure the chattering of the To meet nozzle needle when injecting fuel.
  • the nozzle needle 5 lifts up to the stop and the majority of the fuel is injected into the combustion chamber of the diesel engine.
  • the passage cross section between the nozzle needle 5 and the conical seat 2 must be as large as possible in order to reduce the flow losses. That the throttle element 9 is located inside the conditioned cone 13 is an obligatory condition for reducing the pressure losses at the maximum lifting height of the nozzle needle.
  • the nozzle needle 5 sinks deeper into the seat as a result of the wear of the portion of the conical seat 2, which interacts with the end cone 6, due to grinding friction.
  • the end edge 12 is arranged on the larger base Surface of the end cone 6 (Fig.2) shifts the end diameter from the end edge 12 to only a smaller base area of the cone 6, after which it remains practically unchanged.
  • the displacement of the end diameter has no significant effect on the number of operating hours of the injection nozzle, since the height of the truncated end cone 6 is only 0.3 to 0.4 mm.
  • the throttle edge 9 shifts into the cylindrical channel 3, whereby it also fulfills its function further, since the throttle cross section remains constant.
  • the permissible depth when the nozzle needle 5 drops is determined by the distance between the seat 2 and the side surface 10 of the intermediate piece 8, and this distance can be ensured by appropriate choice of the geometric shape of the side surface 10 in such a way that the number of operating hours of the injection nozzle is primarily is not restricted by permissible lowering of the nozzle needle 5, but by other influencing factors, for example by loss of tightness as a result of local damage to the sections of the seat 2 and the nozzle needle 5 in the region of the end diameter or by wear of the nozzle insert.
  • the injection nozzle according to the invention for diesel engines can be used extensively for all diesel engines with closed injection nozzles.

Landscapes

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Abstract

Un atomiseur d'un gicleur comprend une enveloppe (1) avec une partie conique (2) qui devient un canal cylindrique (3) pourvu d'ouvertures d'atomisation (4). Dans l'enveloppe (1) est montée une aiguille (5) pourvue d'un cône tronqué de fermeture (6) qui est relié, par le biais de la section intermédiaire (8) de l'aiguille (5), à un élément d'étranglement (7). La surface latérale (10) de la section intermédiaire (8) de l'aiguille (5) est située à l'intérieur d'un cône imaginaire (13), tandis que le bord d'étranglement (9) de l'élément d'étranglement (7) est situé sur la surface dudit cône (13), dont la base est constituée d'une surface limitée par le bord de fermeture (12) du cône de fermeture (6), et dont l'angle de pointe (alpha) est supérieur de 0,5° à 2,0° à l'angle de pointe (beta) de la partie conique (2). Le bord d'étranglement (9) est situé au niveau du diamètre minimum de la partie conique (2) et est constitué par la ligne d'intersection de la surface latérale (10) de la section intermédiaire (8) de l'aiguille (5) et de la surface latérale (11) de l'élément d'étranglement (7).An atomizer of a nozzle comprises an envelope (1) with a conical part (2) which becomes a cylindrical channel (3) provided with atomization openings (4). In the envelope (1) is mounted a needle (5) provided with a truncated cone of closure (6) which is connected, by means of the intermediate section (8) of the needle (5), to an element throttle (7). The lateral surface (10) of the intermediate section (8) of the needle (5) is located inside an imaginary cone (13), while the choke edge (9) of the element d 'throttle (7) is located on the surface of said cone (13), the base of which consists of an area limited by the closing edge (12) of the closing cone (6), and whose tip angle ( alpha) is 0.5 ° to 2.0 ° greater than the tip angle (beta) of the conical part (2). The choke edge (9) is located at the minimum diameter of the conical part (2) and is formed by the line of intersection of the lateral surface (10) of the intermediate section (8) of the needle ( 5) and the lateral surface (11) of the throttling element (7).

Description

Gebiet der TechnikTechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzdüse eines Dieselmotors.The invention relates to an injection nozzle of a diesel engine.

Vorhergehender Stand der TechnikPrevious state of the art

Zu den hauptsächlichen Betriebskennwerten der Dieselmo­toren-Einspritzdüsen gehören die Sollbetriebsstundenzahl und die Wartungsperiode zwischen Einstellungen. Die angeführten Betriebskennwerte werden durch folgende hauptsächliche Para­meter bestimmt:
- Abspritzdruck, (Druck zu Beginn des Einspritzvorgangs)
- Einspritzung mit schnarrender Düsennadel,
- Hermetischer Abschluß auf dem Abschlußkegel, der die Qualität der Kraftstoffzerstäubung beeinflußt.The main operating parameters of the diesel engine injectors include the target number of operating hours and the maintenance period between settings. The specified operating parameters are determined by the following main parameters:
- spray pressure, (pressure at the beginning of the injection process)
- injection with buzzing nozzle needle,
- Hermetic sealing on the sealing cone, which affects the quality of the fuel atomization.

Der Abspritzdruck stellt einen regelbaren Parameter dar, welcher die Wartungsperiode der Einspritzdüsen zwischen den Einstellungen bestimmt. Das Vorhandensein der Einspritzung mit schnarrender Düsennadel gewährleistet das Anwerfen des Dieselmotors mit seiner Anlaßdrehfrequenz. Die Dichtheit des Abschlusses auf dem Abschlußkegel beeinflußt die Qualität der Kraftstoffzerstäubung und bestimmt aus diesem Grunde die wirt­schaftlichen Kennwerte des Dieselmotorenbetriebs, den Rauch­gehalt und die Giftigkeit der Abgase und stellt einen Para­meter dar, welcher die maximale Sollbetriebsstundenzahl der Einspritzdüse begrenzt.The spray pressure is a controllable parameter that determines the maintenance period of the injectors between the settings. The presence of the injection with a buzzing nozzle needle ensures the starting of the diesel engine with its starting rotational frequency. The tightness of the closure on the closure cone influences the quality of the fuel atomization and therefore determines the economic parameters of diesel engine operation, the smoke content and the toxicity of the exhaust gases and represents a parameter that limits the maximum number of operating hours of the injector.

Die Analyse der Fehler an den Einspritzdüsen, die aus dem Betrieb an die Reparaturorganisationen abgeliefert wer­den, zeigt, daß zu den Hauptgründen, die die Sollbetriebs­stundenzahl der Düsen und die Wartungsperiode zwischen Ein­stellungen einschränken, der durch Schleifreibung bedingte Verschleiß der Abschlußkegel und in erster Linie der Ver­schleiß des Kegelsitzes der Düse zählt, der eine geringere Oberflächenhärte aufweist, als die Oberflächenhärte des Düsennadelkegels.The analysis of the faults on the injection nozzles, which are delivered to the repair organizations from operation, shows that the main reasons that restrict the number of operating hours of the nozzles and the maintenance period between settings, are the wear of the end cones due to grinding friction and, above all, the wear of the conical seat of the nozzle counts, which has a lower surface hardness than the surface hardness of the nozzle needle cone.

Beim Verschleiß der Abschlußkegel der Einspritzdüse sinkt die Düsennadel im Düsenkörper tiefer und der Abschluß­durchmesser nimmt bis auf den minimalen Durchmesser des Ke­gelsitzes ab. Als Abschlußdurchmesser wird der mittlere Durch­messer des Berührungsringstreifens des Abschlußkegels der Düsennadel und des Kegelsitzes des Düsenkörpers bezeichnet. In erster Linie wirkt sich der Verschleiß der Abschlußkegel der Einspritzdüse in der Vergrößerung der Differentialfläche der Düsennadel und als Folge in der Herabsetzung des Ab­spritzdrucks aus, was zu einer Reduzierung der Wartungsperio­de zwischen Einstellungen des Einspritzventils führt und die wirtschaftlichen und betriebstechnischen Kennwerte des Disel­motors beeinträchtigt. Außerdem verschwindet bei einem be­stimmten Verschleißgrad des Abschlußkegels entsprechend der jeweiligen Bauart der Einspritzdüse das Schnarren der Düsen­nadel beim Einspritzen infolge der Verminderung des Zuwachses der auf die Düsennadel einwirkender Hubkraft in der ersten Phase des Spritzvorgangs, die durch die Verkleinerung des Abschlußdurchmessers bedingt ist.When the end cone of the injection nozzle wears, the nozzle needle in the nozzle body sinks lower and the end diameter decreases to the minimum diameter of the cone seat. The end diameter is the mean diameter of the contact ring strip of the end cone of the nozzle needle and the conical seat of the nozzle body. Primarily, the wear of the end cone of the injection nozzle affects the increase in the differential area of the nozzle needle and, as a result, the reduction in the injection pressure, which leads to a reduction in the maintenance period between settings of the injection valve and affects the economic and operational characteristics of the Disel engine. In addition, at a certain degree of wear of the end cone, according to the particular type of injection nozzle, the buzzing of the nozzle needle during injection disappears as a result of the reduction in the increase in the lifting force acting on the nozzle needle in the first phase of the spraying process, which is caused by the reduction in the end diameter.

Der maximale Verschleißgrad des Abschlußkegels, bei wel­chem der Abschlußdurchmesser dem minimalen Durchmesser des Kegelsitzes nahe ist, bedingt eine nicht umkehrbar zu machen­de Einbuße der Dichtheit auf dem Abschlußkegel und der Quali­tät der Kraftstoffzerstäubung und letztlich eine wesentliche Beeinträchtigung der Leistung und der wirtschaftlichen Kenn­werte des Dieselmotors, wodurch die Notwendigkeit eines Aus­wechselns der Einspritzdüsen in reelen Betriebsverhältnissen verursacht wird, d.h. die maximale Betriebsstundenzahl der Einspritzdüsen wird kleiner.The maximum degree of wear of the end cone, at which the end diameter is close to the minimum diameter of the cone seat, results in an irreversible loss of tightness on the end cone and the quality of the fuel atomization and ultimately a significant impairment of the performance and the economic characteristics of the diesel engine, which means that the need to replace the injectors in real operating conditions is caused, ie the maximum number of operating hours of the injection nozzles becomes smaller.

Es ist eine Einspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einem Kegelsitz, der in einen zylindrischen Kanal mit Düsen­löchern übergeht, bekannt (US, A, 2927737). Im Düsenkörper ist die Düsennadel mit einem Abschlußkegel angeordnet, des­sen Spitze in einem zylindrischen Kanal liegt. Der Spitzen­winkel des Abschlußkegels ist um 0,5o bis 2o größer als der Spitzenwinkel des Kegelsitzes. Der Endteil des Abschlußke­gels wirkt als Drosselelement.An injection nozzle with a nozzle body with a conical seat, which merges into a cylindrical channel with nozzle holes, is known (US, A, 2927737). The nozzle needle is arranged in the nozzle body with an end cone, the tip of which lies in a cylindrical channel. The tip angle of the end cone is 0.5 o to 2 o larger than the tip angle of the cone seat. The end part of the end cone acts as a throttle element.

Einspritzdüsen dieser Bauart sind gegenwärtig im Diesel­motorenbau weit verbreitet, da sie das Einspritzen mit schnarrender Düsennadel und den hermetischen Abschluß auf dem Abschlußkegel bis zur Erschöpfung der festgelegten Soll­betriebsstundenzahl gewährleisten.Injection nozzles of this type are currently widespread in diesel engine construction, since they ensure injection with a snarling nozzle needle and hermetic sealing on the sealing cone until the specified number of operating hours is exhausted.

Aber während des Betriebs dieser Einspritzdüse findet ein Absinken der Düsennadel infolge des durch die Schleif­reibung bedingten Verschleißes des Kegelsitzes statt. Bei dem verhältnismäßig geringen Abstand zwischen den in Wech­selwirkung stehenden Oberflächen des Kegelsitzes und des Ab­schlußkegels der Düsennadel, der durch die Differenz der Winkel zwischen ihnen bestimmt wird, verlagert sich der Ab­schlußdurchmesser verhältnismäßig schnell zur Spitze des Abschlußkegels bis zum minimalen Durchmesser der Kegelsitze. Hierbei nimmt bei diesem Verschleiß des Kegelsitzes der Ab­spritzdruck ab, das Einspritzen mit schnarrender Düsennadel setzt aus, die Qualität der Kraftstoffzerstäubung wird schlechter und die hermetische Dichtheit wird gestört.But during the operation of this injector, the nozzle needle drops due to the wear of the conical seat caused by the grinding friction. With the relatively small distance between the interacting surfaces of the cone seat and the end cone of the nozzle needle, which is determined by the difference in the angles between them, the end diameter shifts relatively quickly to the tip of the end cone to the minimum diameter of the cone seats. With this wear of the conical seat, the spray pressure decreases, the injection with a snarling nozzle needle stops, the quality of the fuel atomization becomes worse and the hermetic tightness is disturbed.

Um die Beeinflussung der Parameter der Einspritzdüse durch den Verschleiß des Kegelsitzes zu reduzieren, wird der Abschlußkegel der Düsennadel als abgestumpfter kegel ausge­führt; unter anderem wird er auf der Seite der kleineren Grundfläche durch eine zur Achse der Düsennadel senkrechte Fläche begrenzt. Um die Einspritzung mit schnarrender Düsen­nadel bis zur Erschöpfung der festgelegten Sollbetriebs­stundenzahl zu gewährleisten, liegt die Drosselkante bei sol­chen Einspritzdüsen auf der Oberfläche des bedingten Kegels, dessen Grundfläche von der durch die Abschlußkante begrenzte Fläche gebildet wird und dessen Spitzenwinkel um 0,5o bis 2o größer ist als der Spitzenwinkel des Kegelsitzes.In order to reduce the influence of the parameters of the injection nozzle due to the wear of the cone seat, the end cone of the nozzle needle is designed as a truncated cone; among other things, it is delimited on the side of the smaller base area by a surface perpendicular to the axis of the nozzle needle. In order to ensure the injection with a snarling nozzle needle until the specified target number of operating hours is exhausted, the throttle edge of such injection nozzles lies on the surface of the conditioned cone, the base area of which is formed by the area delimited by the end edge and the tip angle of 0.5 o to 2 o is larger than the cone seat tip angle.

Beim Betrieb solcher Einspritzdüsen wird die Verlage­rung des Abschlußdurchmesser mit dem Verschleiß des Kegel­sitzes auf den genannten Ringstreifen bzw. die Kegelober­fläche beschränkt. Hierbei verbleibt der Abschlußdurchmes­ser annähernd konstant und folglich ändert sich der Ab­spritzdruck nur unwesentlich, das Schnarren der Düsennadel bleibt aufrechterhalten, was die Wartungsperiode zwi­ schen Einstellungen bzw. die Betriebsstundenzahl der Ein­spritzdüse vergrößert.When such injection nozzles are operated, the displacement of the end diameter with the wear of the conical seat is limited to the ring strip or the cone surface mentioned. Here, the final diameter remains approximately constant and consequently the spray pressure changes only slightly, the buzzing of the nozzle needle is maintained, which the maintenance period between settings or the number of operating hours of the injector is increased.

Es ist eine Einspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einem Kegelsitz, der in einen zylindrischen Kanal mit Düsen­löchern übergeht, bekannt (SU, A, 1086204). Im Düsenkörper ist eine Düsennadel mit einem abgestumpften Abschlußkegel angeordnet, der in einen Kegelzapfen ausläuft, welcher als Drosselelement wirkt und dessen Spitze im zylindrischen Kanal liegt.An injection nozzle with a nozzle body with a conical seat, which merges into a cylindrical channel with nozzle holes, is known (SU, A, 1086204). A nozzle needle with a truncated end cone is arranged in the nozzle body, which ends in a tapered pin, which acts as a throttle element and whose tip lies in the cylindrical channel.

Der Spitzenwinkel des Kegelzapfens ist gleich dem Win­kel des Kegelsitzes. Der Abschlußkegel ist auf der Seite der kleineren Grundfläche durch eine Oberfläche begrenzt, die zur Düsennadelachse senkrecht ist und die auf der klei­neren Grundfläche des Abschlußkegels eine Abschlußkante bil­det, wobei das Verhältnis des Durchmessers der Abschlußkan­te zum Durchmesser der Grundfläche des Drosselkegelzapfens 1,01 bis 1,20 beträgt.The tip angle of the taper pin is equal to the angle of the taper seat. The end cone is delimited on the side of the smaller base area by a surface which is perpendicular to the nozzle needle axis and which forms an end edge on the smaller base area of the end cone, the ratio of the diameter of the end edge to the diameter of the base area of the throttle cone pin 1.01 to 1. Is 20.

Obwohl eine solche Bauart der Zerstäuberdüse die Stabi­lisierung des Abspritzdrucks mit dem Verschleiß des Sitzes und die Aufrechterhaltung des Schnarrens der Düsennadel ge­währleistet, ist, wie Versuche erwiesen haben, die Betriebs­stundenzahl der Zerstäuberdüse durch das zulässige Absinken der Düsennadel begrenzt, d.h. durch den Abstand zwischen dem Kegelzapfen und dem Sitz in Richtung der Düsennadelachse. Obwohl eine Vergrößerung des Verhältnisses des Durchmessers der Abschlußkante zum Durchmesser der Grundfläche des Kegel­zapfens über die angeführten Werte das zulässige Absinken der Düsennadel vergrößert, reduziert sie die Neigung der Ein­spritzdüse zum Einspritzen mit schnarrender Düsennadel in­folge Vergrößerung des Drosselquerschnitts zwischen dem Sitz und dem Drossel-Kegelzapfen.Although such a design of the atomizer nozzle ensures the stabilization of the spray pressure with the wear of the seat and the maintenance of the buzzing of the nozzle needle, tests have shown that the number of hours of operation of the atomizer nozzle is limited by the permissible drop of the nozzle needle, i.e. by the distance between the taper and the seat in the direction of the nozzle needle axis. Although increasing the ratio of the diameter of the trailing edge to the diameter of the base of the tapered pin above the values given increases the permissible drop of the nozzle needle, it reduces the tendency of the injector to inject with a snarling nozzle needle due to the enlarged throttle cross-section between the seat and the throttle tapered pin.

Somit ist bei der Gewährleistung der Kraftstoffeinsprit­zung mit schnarrender Düsennadel die Betriebsstundenzahl der Einspritzdüse dieser Bauart durch Absinken der Düsennadel begrenzt und unzureichend.Thus, in ensuring fuel injection with a buzzing nozzle needle, the number of operating hours of the injection nozzle of this type is limited and insufficient by the nozzle needle dropping.

Es ist eine Einspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einem Kegelsitz, der in einen zylindrischen Kanal mit Düsen löchern übergeht, bekannt (US, A, 4153205). Im Düsenkörper ist eine Düsennadel mit einem abgestumpften Abschlußkegel angeordnet, der eine Abschlußkante aufweist. Der abgestumpf­te Abschlußkegel ist über ein Zwischenstück der Düsennadel mit einem Drosselelement verbunden, das eine Drosselkante aufweist. Die Drosselkante liegt im Innenraum des Sitzes, weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der minimale Durchmesser des Sitzes, und befindet sich auf der Oberfläche eines Kegels, dessen Grundfläche die Oberfläche darstellt, die von der Abschlußkante begrenzt wird, und dessen Spitzen­winkel um 0,5o bis 2o größer ist als der Spitzenwinkel des Kegelsitzes. Der Abschlußkegel ist auf der Seite der klei­neren Grundfläche von einer Oberfläche begrenzt, die zur Achse der Düsennadel senkrecht ist und auf der kleineren Grundfläche des Abschlußkegels die Abschlußkante bildet. Das Drosselelement ist von einer zur Achse der Düsennadel senkrechten Ebene begrenzt.It is an injection nozzle with a nozzle body with a conical seat, which is in a cylindrical channel with nozzles holes passes, known (US, A, 4153205). In the nozzle body, a nozzle needle is arranged with a truncated end cone, which has an end edge. The truncated end cone is connected via an intermediate piece of the nozzle needle to a throttle element which has a throttle edge. The throttle edge lies in the interior of the seat, has a diameter which is larger than the minimum diameter of the seat, and is located on the surface of a cone, the base of which represents the surface which is delimited by the end edge, and the tip angle of which is 0 , 5 o to 2 o is greater than the tip angle of the conical seat. The end cone is delimited on the side of the smaller base area by a surface which is perpendicular to the axis of the nozzle needle and forms the end edge on the smaller base area of the end cone. The throttle element is delimited by a plane perpendicular to the axis of the nozzle needle.

Die Betriebsstundenzahl einer solchen Einspritzdüse wird ebenso wie bei der vorhergehenden Analogielösung durch das zulässige Absinken der Düsennadel begrenzt, d.h. durch den Abstand zwischen der Drosselkante, die über die Grenzen des minimalen Sitzdurchmessers herausragt, und dem Sitz in Richtung der Düsennadelachse.The number of operating hours of such an injection nozzle is limited, as in the previous analog solution, by the permissible drop in the nozzle needle, i.e. by the distance between the throttle edge, which protrudes beyond the limits of the minimum seat diameter, and the seat in the direction of the nozzle needle axis.

Außerdem führt das Vorhandensein einer waagerechten Kante des Drosselelements, die von einer das Drosselelement begrenzenden Fläche gebildet wird, dazu, daß in der anfäng­lichen Phase des Nadelanhubs der Anstieg der auf die Düsen­nadel einwirkenden Hubkraft, der das Einspritzen mit schnar­render Düsennadel bewirkt, durch den erhöhten Strömungswi­derstand der Nadelbewegung infolge der Einwirkung der Strö­mung auf diese waagerechte Kante unterdrückt wird.In addition, the presence of a horizontal edge of the throttle element, which is formed by a surface delimiting the throttle element, leads to the fact that in the initial phase of the needle lifting, the increase in the lifting force acting on the nozzle needle, which causes the injection with a snarling nozzle needle, due to the increased flow resistance the needle movement due to the action of the flow on this horizontal edge is suppressed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein­spritzdüse für einen Dieselmotor zu schaffen, bei welcher der Kegelzapfen derart geformt und die Drosselkante gegen­über dem Sitz derart angeordnet ist, daß der Abstand in Rich­ tung der Düsennadelachse zwischen dem Kegelsitz und dem auß­erhalb der Grenzen des Abschlußkegels liegenden Düsennadel­abschnitt bis zu einem Betrag vergrößert wird, der die Ab­hängigkeit der Betriebsstundenzahl der Einspritzdüse von dem zulässigen Absinken der Düsennadel unter Aufrechterhaltung des Drosselquerschnitts ausschließt, der ein effektives Einspritzen mit schnarrender Düsennadel gewährleistet.The invention has for its object to provide an injection nozzle for a diesel engine, in which the taper is shaped and the throttle edge is arranged opposite the seat such that the distance in Rich device of the nozzle needle axis between the cone seat and the nozzle needle section lying outside the limits of the end cone is increased to an amount which excludes the dependence of the number of operating hours of the injection nozzle on the permissible drop in the nozzle needle while maintaining the throttle cross-section, which ensures effective injection with a snarling nozzle needle.

Diese Aufgabe wird bei einer Einspritzdüse eines Diesel­motors mit einem Düsenkörper mit einem Kegelsitz, der in einen zylindrischen Kanal mit Düsenlöchern übergeht, und einer im Düsenkörper angeordneten Düsennadel mit einem abge­stumpften Abschlußkegel, der eine Abschlußkante aufweist und mit einem Drosselelement, das eine Drosselkante besitzt, über ein Zwischenstück der Düsennadel verbunden ist, wobei die Seitenfläche des genannten Zwischenstücks der Düsennadel innerhalb eines bedingten Kegels und die Drosselkante auf der Oberfläche dieses Kegels liegt, dessen Grundfläche von der durch die Abschlußkante begrenzten Oberfläche gebildet wird und dessen Spitzenwinkel um 0,5o bis 2,0o größer ist als der Spitzenwinkel des Kegelsitzes, erfindungsgemäß da­durch gelöst, daß die Drosselkante in Höhe des minimalen Durchmessers des Kegelsitzes liegt und von der Schnittlinie der Seitenfläche des genannten Zwischenstücks der Düsennadel mit der Seitenfläche des Drosseleinments gebildet wird.This object is achieved in an injection nozzle of a diesel engine with a nozzle body with a conical seat which merges into a cylindrical channel with nozzle holes, and a nozzle needle arranged in the nozzle body with a truncated end cone which has a terminating edge and with a throttle element which has a throttle edge an intermediate piece of the nozzle needle is connected, the side face of said intermediate piece of the nozzle needle being located within a conditional cone and the throttle edge on the surface of this cone, the base area of which is formed by the surface delimited by the end edge and the tip angle of 0.5 o to 2 , 0 o is greater than the apex angle of the conical seat, according to the invention solved in that the throttle edge lies at the height of the minimum diameter of the conical seat and is formed by the line of intersection of the side face of said intermediate piece of the nozzle needle with the side face of the throttle element.

Die Anordnung der Drosselkante in Höhe des minimalen Durchmessers des Kegelsitzes gestattet es, die Abhängigkeit der Betriebsstundenzahl der Einspritzdüse von dem zulässigen Absinken der Düsennadel auszuschließen.The arrangement of the throttle edge at the height of the minimum diameter of the conical seat makes it possible to rule out the dependence of the number of operating hours of the injection nozzle on the permissible drop in the nozzle needle.

Eine derartige Anordnung der Drosselkante bedingt im voraus, daß ihr Durchmesser den Durchmesser des Kegelsitzes unterschreitet, was wiederum in Kombination mit der Anordnung der Seitenfläche des Zwischenstücks der Düsennadel innerhalb des vorstehend angeführten bedingten Kegels die Vergrößerung des Abstands in Richtung der Düsennadelachse zwischen dem Kegelsitz und dem Düsennadelteil, der außerhalb des Abschluß­kegels liegt, ermöglicht, d.h. die Vergrößerung des zulässi­gen Absinkens der Düsennadel. Hierbei kann die geometrische Form der Seitenfläche des Zwischenstücks, die den angeführten Abstand bedingt, derart gewählt werden, daß die Betriebsstun­denzahl der Einspritzdüse in erster Linie nicht durch das zulässige Absinken der Düsennadel eingeschränkt wird, son­dern durch andere Einflußgrößen, beispielsweise, wie Versu­che erwiesen haben, durch Einbuße der Dichtheit, die bei örtlichen Beschädigungen des Sitzes und der Düsennadel im Bereich des Abschlußdurchmessers in Erscheinung treten.Such an arrangement of the throttle edge requires in advance that its diameter falls below the diameter of the conical seat, which in turn, in combination with the arrangement of the side surface of the intermediate piece of the nozzle needle within the conditional cone mentioned above, increases the distance in the direction of the nozzle needle axis between the conical seat and the Nozzle needle part, which lies outside the end cone, enables, ie the increase in the permissible sinking of the nozzle needle. Here the geometric The shape of the side surface of the intermediate piece, which causes the specified distance, should be selected such that the number of operating hours of the injection nozzle is not primarily restricted by the permissible drop in the nozzle needle, but by other influencing variables, for example, as tests have shown, by loss of tightness that appear in the event of local damage to the seat and the nozzle needle in the area of the end diameter.

Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Drosselkante, die auf der Oberfläche des obigen bedingten Kegels liegt, einen kleineren Durchmesser als der minimale Durchmesser des Kegelsitzes auch dann aufweisen kann, wenn sie etwas näher zum Abschlußkegel liegt. Bei einer solchen Lage der Drosselkante ist aber ihr Durchmesser größer als im Falle, wenn sie in Höhe des minimalen Durchmessers des Kegelsitzes liegt, was bedingt, daß selbst infolge unwesentlicher tech­nologischer Abweichungen der Achse des zylindrischen Kanals von der Achse des Kegelsitzes, welche üblicherweise vorhan­den sind, die Drosselkante über die Grenze des minimalen Durchmessers des Kegelsitzes herausragt, und folglich der Abstand in Richtung der Düsennadelachse zwischen dem Kegel­sitz und dem Düsennadelabschnitt, der außerhalb des Bereichs des Abschlußkegels liegt, abnimmt, da als dieser Abstand der Abstand zwischen dem Kegelsitz und der Drosselkante wirkt.It should be noted that the throttle edge that lies on the surface of the conditional cone above can have a smaller diameter than the minimum diameter of the cone seat even if it is somewhat closer to the end cone. With such a position of the throttle edge, however, its diameter is larger than when it is at the height of the minimum diameter of the conical seat, which means that even as a result of insignificant technological deviations of the axis of the cylindrical channel from the axis of the conical seat, which are usually present , the throttle edge protrudes beyond the limit of the minimum diameter of the cone seat, and consequently the distance in the direction of the nozzle needle axis between the cone seat and the nozzle needle section, which lies outside the region of the end cone, decreases, since as this distance the distance between the cone seat and the throttle edge works.

Die Anordnung der Drosselkante im Inneren des zylindri­schen Kanals führt zur Verringerung ihres Durchmessers und folglich zur Vergrößerung des Drosselquerschnitts. Die Ver­größerung des Drosselquerschnitts reduziert die Neigung der Einspritzdüse zur Kraftstoffeinspritzung mit schnarrender Düsennadel.The arrangement of the throttle edge in the interior of the cylindrical channel leads to a reduction in its diameter and consequently to an enlargement of the throttle cross section. The enlargement of the throttle cross section reduces the tendency of the injection nozzle to inject fuel with a snarling nozzle needle.

Der Umstand, daß die Drosselkante durch die Schnittli­nie der Seitenfläche des Zwischenstücks der Düsennadel mit der Seitenfläche des Drosselelements gebildet wird, fördert den Einspritzvorgang mit schnarrender Düsennadel infolge des Nichtvorhandenseins der waagerechten Kante am Drosselelement.The fact that the throttle edge is formed by the line of intersection of the side surface of the intermediate piece of the nozzle needle with the side surface of the throttle element promotes the injection process with a snarling nozzle needle due to the absence of the horizontal edge on the throttle element.

Die Seitenfläche des Zwischenstücks der Düsennadel kann kegelförmig bzw. konkav ausgebildet werden. Eine derartige Form der Seitenfläche ist die fertigungsgerechteste.The side surface of the intermediate piece of the nozzle needle can be conical or concave. Such one The shape of the side surface is the most suitable for production.

Ein Teil der Seitenfläche, die an das Drosselelement stößt, kann eine zylindrische Form aufweisen, wodurch das Messen des Durchmessers der Drosselkante während der Her­stellung und des Betriebs der Einspritzdüse vereinfacht wird.A portion of the side surface that abuts the throttle element may be cylindrical in shape, which simplifies measuring the diameter of the throttle edge during the manufacture and operation of the injector.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielswei­se näher erläutert. Es zeigen

  • Fig.1 einen Teil der erfindungsgemäßen Einspritzdüse im Schnitt,
  • Fig.2 einen Teil der Einspritzdüse, die eine kegalför­mige Seitenfläche des Zwischenstücks der Düsenna­del aufweist, im Schnitt und
  • Fig.3 einen Teil der Einspritzdüse, die eine konkave Seitenfläche des Zwischenstücks der Düsennadel aufweist.
The invention is explained in more detail, for example, with reference to the drawings. Show it
  • 1 shows part of the injection nozzle according to the invention in section,
  • 2 shows a part of the injection nozzle, which has a conical side surface of the intermediate piece of the nozzle needle, in section and
  • 3 shows a part of the injection nozzle, which has a concave side surface of the intermediate piece of the nozzle needle.

Es muß hingewiesen werden, daß die beiliegenden Zeich­nungen die Erfindung nur schematisch darstellen und einfach zur Erläuterung der Erfindung ohne jegliche Einschränkung der Maße der erfindungsgemäßen Einspritzdüse, der Maßver­hältnisse der Elemente u.dgl.m. dienen.It should be noted that the accompanying drawings illustrate the invention only schematically and simply to explain the invention without any restriction of the dimensions of the injection nozzle according to the invention, the proportions of the elements and the like. serve.

Beste Ausführungsvariante der ErfindungBest embodiment of the invention

Die Einspritzdüse des Dieselmotoren-Einspritzventils enthält einen Düsenkörper 1 (Fig.1) mit einem Kegelsitz 2, dessen kleinerer Durchmesser in einen zylindrischen Kanal 3 mit Düsenlöchern 4 übergeht. Im Düsenkörper 1 ist achsen­fluchtend mit dem Sitz 2 die Düsennadel 5 mit einem abge­stumpften Abschlußkegel 6 und einem Drosselelement 7 ange­ordnet, die miteinander durch das Zwischenstück 8 der Düsen­nadel 5 verbunden sind. Das Drosselelement 7 weist eine Drosselkante 9 auf, die in Höhe des minimalen Durchmessers des Kegelsitzes 2 liegt und von der Schnittlinie der Seiten­fläche 10 des Zwischenstücks 8 und der Seitenfläche 11 des Drosselelements 7 gebildet wird. Die Düsennadel 5 wird auf den Sitz 2 von einer Feder gepreßt, die in den Figuren nicht gezeigt ist, um die Zeichnungen nicht zu komplizieren. Der Abschlußkegel 6 steht in Wechselwirkung mit dem Sitz 2 über eine Abschlußkante 12, welche auf der kleineren Grund­fläche dieses Kegels 6 liegt. Hierbei ist der Spitzenwinkel ε des Abschlußkegels 6 um 0,5obis 2o kleiner als der Win­kel β des Kegelsitzes 2. Möglich ist auch die in Fig.2 gezeigte Ausführungsvariante der Einspritzdüse, wo die Ab­schlußkante 12 auf der größeren Grundfläche des Abschlußke­gels 6 liegt. Bei einer solchen Einspritzdüse ist der Spit­zenwinkel α des Abschlußkegels 6 um 0,5o bis 2o größer als der Winkel β des Kegelsitzes 2. Die angeführte Differenz der Winkelwerte bei der Anordnung der Abschlußkante 12 auf der oberen bzw. der unteren Grundfläche des Abschlußkegels 6 ist allgemein üblich zur Gewährleistung des hermetischen Abschlusses beim selektiven Zusammenbauen der Einspritzdü­sen. Die Drosselkante 9 liegt auf der Oberfläche eines be­dingten Kegels 13,dem als Grundfläche eine von der Abschluß­kante 12 begrenzte Fläche dient und dessen Winkel α um 0,5o bis 2,0o größer ist als der Spitzenwinkel des Sitzes 2. Das Drosselelement 7 kann in den bedingten Kegel 13 einge­schrieben werden und kann kegelförmig, wie in Fig.1, 2 und 3 gezeigt, ausgebildet sein bzw. eine andere Form, beispiels­weise eine sphärische, aufweisen. Es ist allgemein bekannt, daß gerade diese Lage des Drosselelements 7 mit der Drossel­kante 9 in bezug auf den Kegelsitz 2 das Schnarren der Dü­sennadel beim Einspritzen und den maximalen Durchtrittsquer­schnitt bei einem maximalen Düsennadelhub gewährleistet.The injection nozzle of the diesel engine injection valve contains a nozzle body 1 (FIG. 1) with a conical seat 2, the smaller diameter of which merges into a cylindrical channel 3 with nozzle holes 4. In the nozzle body 1 with the seat 2, the nozzle needle 5 is arranged with a truncated end cone 6 and a throttle element 7, which are connected to one another by the intermediate piece 8 of the nozzle needle 5. The throttle element 7 has a throttle edge 9, which is at the height of the minimum diameter of the conical seat 2 and is formed by the intersection of the side surface 10 of the intermediate piece 8 and the side surface 11 of the throttle element 7. The nozzle needle 5 is pressed onto the seat 2 by a spring, which in the figures is not shown so as not to complicate the drawings. The closing cone 6 interacts with the seat 2 via a closing edge 12 which lies on the smaller base area of this cone 6. Here, the tip angle ε of the end cone 6 is 0.5 o to 2 o smaller than the angle β of the cone seat 2. Also possible is the embodiment variant of the injection nozzle shown in FIG. 2, where the end edge 12 lies on the larger base area of the end cone 6 . In such an injector, the apex angle α of the end cone 6 is 0.5 o to 2 o larger than the angle β of the cone seat 2. The difference in angle values given when the end edge 12 is arranged on the upper or lower base surface of the end cone 6 is common to ensure hermetic sealing when selectively assembling the injectors. The throttle edge 9 lies on the surface of a conditional cone 13, which serves as a base area delimited by the end edge 12 and whose angle α is 0.5 o to 2.0 o greater than the tip angle of the seat 2. The throttle element 7 can can be inscribed in the conditional cone 13 and can be conical, as shown in FIGS. 1, 2 and 3, or have a different shape, for example a spherical one. It is generally known that precisely this position of the throttle element 7 with the throttle edge 9 with respect to the conical seat 2 ensures the buzzing of the nozzle needle during injection and the maximum passage cross section with a maximum nozzle needle stroke.

Der abgestumpfte Abschlußkegel 6 ist auf der Seite der kleineren Grundfläche durch die Kegelfläche 14 mit einem Spitzenwinkel ψ begrenzt, der in den Grenzen von 80o bis 100o liegt. Die Ausführung der Kegelfläche mit den angeführten Spitzenwinkeln reduziert die Wahrscheinlichkeit einer örtli­chen Beschädigung der in Berührung stehenden Abschnitte der Düsennadel und des Ventilsitzes im Bereich des Abschlußdurch­messers und erhöht hierdurch die Betriebsstundenzahl der Einspritzdüse hinsichtlich der Dichtheit auf dem Abschluß­kegel. Es ist eine Ausführungsvariante der Einspritzdüse möglich, gemäß der der Abschlußkegel 6 auf der Seite der kleineren Grundfläche durch eine Kegelfläche mit einem Spit­zenwinkel ψ größer als 100o bzw. durch eine Fläche, die zur Achse der Düsennadel 5 senkrecht ist, begrenzt wird. Die Seitenfläche 10 des Zwischenstücks 8 der Düsennadel 5 liegt innerhalb des bedingten Kegels 13 und kann ver­schiedenartig geformt sein, beispielsweise sphärisch (Fig.2) bzw. konkav (Fig.3), was am fertigungsgerechtesten ist, oder zylindrisch auf der Seite des Drosselelements 7 (Fig.1), wo­durch das Messen des Durchmessers der Drosselkante während der Herstellung und beim Betrieb der Einspritzdüse verein­facht wird. Den Neigungswinkel der Seitenfläche 10, die in Fig.2 dargestellt ist, den Krümmungsradius der Seitenfläche 10, die in Fig.3 dargestellt ist, bzw. die Länge des zylind­rischen Teils und den Neigungswinkel des kegligen Teils der Oberfläche 10, die in Fig.1 dargestellt ist, wählt man derart, daß zwischen dem Kegelsitz 2 und der Seitenfläche 10 des Zwischenstücks 8 der Düsennadel 5 ein Abstand in Richtung der Achse der Düsennadel 5 gewährleisten wird, der das zu­lässige Absinken der Düsennadel darstellt und die Betriebs­stundenzahl der Zerstäuberdüse nicht einschränkt. Experimen­tell ist festgestellt worden, daß dieser Abstand (0.15-0,30) mm beträgt.The truncated end cone 6 is limited on the side of the smaller base by the conical surface 14 with an apex angle ψ which is within the limits of 80 o to 100 o . The design of the conical surface with the indicated tip angles reduces the likelihood of local damage to the portions of the nozzle needle and the valve seat in contact in the region of the end diameter and thereby increases the number of operating hours of the injection nozzle with regard to the tightness on the end cone. It is a variant of the injection nozzle possible, according to which the end cone 6 on the side of the smaller base is limited by a conical surface with a tip angle ψ greater than 100 o or by a surface that is perpendicular to the axis of the nozzle needle 5. The side surface 10 of the intermediate piece 8 of the nozzle needle 5 lies within the conditioned cone 13 and can be of various shapes, for example spherical (FIG. 2) or concave (FIG. 3), which is the most suitable for production, or cylindrical on the side of the throttle element 7 (Fig.1), which simplifies the measurement of the diameter of the throttle edge during the manufacture and operation of the injector. The angle of inclination of the side surface 10, which is shown in Figure 2, the radius of curvature of the side surface 10, which is shown in Figure 3, or the length of the cylindrical part and the angle of inclination of the conical part of the surface 10, which is shown in Figure 1 is chosen such that a distance in the direction of the axis of the nozzle needle 5 will ensure between the conical seat 2 and the side surface 10 of the intermediate piece 8 of the nozzle needle 5, which distance represents the permissible sinking of the nozzle needle and does not limit the number of operating hours of the atomizing nozzle. It has been found experimentally that this distance is (0.15-0.30) mm.

Die Einspritzdüse funktioniert folgendermaßen. Unter Einwirkung des Kraftstoffdrucks, der von der Hochdruckpumpe erzeugt wird, die in den Figuren nicht dargestellt ist, und der die Differentialfläche der Düsennadel 5 beaufschlagt, die der Differenz der Flächen des Querschnitts der Führung (in den Figuren nicht dargestellt) der Düsennadel 5 und der Abschlußkante 12 gleich ist, beginnt der Hub der Düsen­nadel. Im ersten Augenblick der Hubbewegung der Düsennadel 5 erfolgt das Drosseln des Kraftstoffstroms zwischen dem Sitz 2 und der Abschlußkante 12. Infolge der Differenz der Durchmesser der Abschlußkante 12 und der Drosselkante 9 wächst der Durchtrittsquerschnitt zwischen der Abschlußkante 12 und dem Kegelsitz 2 während des Hubs der Düsennadel 5 wesentlich schneller als der Durchtrittsquerschnitt zwischen der Drosselkante 9 und dem Kegelsitz 2. Bei einer bestimm­ten kritischen Hubhöhe der Düsennadel 5 verlagert sich der Drosselquerschnitt von der Abschlußkante 12 auf die Drossel­kante 9, was eine scharfe Vergrößerung der Differentialflä­che der Düsennadel 5 und der Hubkraft der Düsennadel 5 zur Folge hat. Bei einer geringen Geschwindigkeit des Druckan­stiegs, die bei den Abgabe-Abnahmeprüfungen bzw. beim Anlauf­betrieb des Dieselmotors stattfindet, bedingt diese Erschei­nung das Schnarren der Düsennadel beim Kraftstoffeinspritzen. Die Anordnung der Drosselkante 9 nicht tiefer als der mini­male Durchmesser des Kegelsitzes 2 und die Bildung dieser Drosselkante 9 durch die Schnittlinie der Seitenfläche 10 des Zwischenstücks 8 der Düsennadel 5 mit der Seitenfläche 11 des Drosselelements 7 gestattet es, die allgemeinbekann­ten Bedingungen zur Gewährleistung des Schnarrens der Düsen­nadel beim Kraftstoffeinspritzen zu erfüllen. Bei dem weite­ren Anstieg des Kraftstoffdrucks hebt sich die Düsennadel 5 bis zum Anschlag und die Hauptmenge des Kraftstoffs wird in den Brennraum des Dieselmotors eingespritzt. In diesem Falle muß der Durchtrittsquerschnitt zwischen der Düsennadel 5 und dem Kegelsitz 2 möglichst groß sein, um die Strömungsverlus­te zu reduzieren. Daß sich das Drosselelement 9 im Inneren des bedingten Kegels 13 befindet, ist eine obligatorische Bedingung für die Reduzierung der Druckverluste bei maxima­ler Hubhöhe der Düsennadel.The injector works as follows. Under the influence of the fuel pressure generated by the high-pressure pump, which is not shown in the figures, and which acts on the differential area of the nozzle needle 5, the difference in the areas of the cross section of the guide (not shown in the figures) of the nozzle needle 5 and the End edge 12 is the same, the stroke of the nozzle needle begins. At the first moment of the lifting movement of the nozzle needle 5, the fuel flow is throttled between the seat 2 and the end edge 12. As a result of the difference in the diameter of the end edge 12 and the throttle edge 9, the passage cross section between the end edge 12 and the conical seat 2 increases during the stroke of the nozzle needle 5 much faster than the passage cross section between the throttle edge 9 and the conical seat 2. At a certain critical lifting height of the nozzle needle 5, the throttle cross-section moves from the end edge 12 to the throttle edge 9, which results in a sharp increase in the differential area of the nozzle needle 5 and the lifting force of the nozzle needle 5. At a low rate of pressure rise, which takes place during the delivery acceptance tests or during the start-up operation of the diesel engine, this phenomenon causes the nozzle needle to rattle when fuel is injected. The arrangement of the throttle edge 9 no deeper than the minimum diameter of the conical seat 2 and the formation of this throttle edge 9 by the intersection of the side surface 10 of the intermediate piece 8 of the nozzle needle 5 with the side surface 11 of the throttle element 7 allows the well-known conditions to ensure the chattering of the To meet nozzle needle when injecting fuel. As the fuel pressure rises further, the nozzle needle 5 lifts up to the stop and the majority of the fuel is injected into the combustion chamber of the diesel engine. In this case, the passage cross section between the nozzle needle 5 and the conical seat 2 must be as large as possible in order to reduce the flow losses. That the throttle element 9 is located inside the conditioned cone 13 is an obligatory condition for reducing the pressure losses at the maximum lifting height of the nozzle needle.

Beim Absinken des Kraftstoffdrucks im Innenraum der Ein­spritzdüse wird die Düsennadel 5 von der Feder, die in den Figuren nicht dargestellt ist, auf ihre Ausgangsstellung zurückgedrückt.When the fuel pressure in the interior of the injection nozzle drops, the nozzle needle 5 is pushed back to its starting position by the spring, which is not shown in the figures.

Während des Betriebs der Einspritzdüse sinkt die Düsen­nadel 5 infolge des durch Schleifreibung bedingten Verschlei­ßes des Abschnitts des Kegelsitzes 2, der mit dem Abschluß­kegel 6 in Wechselwirkung steht, tiefer in den Sitz. Hierbei bleibt bei der Anordnung der Abschlußkante 12 auf der kleine­ren Grundfläche des Abschlußkegels 6 (Fig.1, 3) der Abschluß­durchmesser praktisch konstant dank der Kegelfläche 14. Bei der Anordnung der Abschlußkante 12 auf der größeren Grund­ fläche des Abschlußkegels 6 (Fig.2) verlagert sich der Ab­schlußdurchmesser von der Abschlußkante 12 bis nur kleine­ren Grundfläche des Kegels 6, wonach er praktisch unverän­dert bleibt. Die Verlagerung des Abschlußdurchmessers übt in diesem Falle keine wesentliche Wirkung auf die Betriebsstun­denzahl der Einspritzdüse aus, da die Höhe des abgestumpften Abschlußkegels 6 nur 0,3 bis 0,4 mm beträgt.During the operation of the injection nozzle, the nozzle needle 5 sinks deeper into the seat as a result of the wear of the portion of the conical seat 2, which interacts with the end cone 6, due to grinding friction. This leaves the end edge 12 on the smaller base area of the end cone 6 when the end edge 12 is arranged (Fig.1, 3) the end diameter is practically constant thanks to the conical surface 14. When the end edge 12 is arranged on the larger base Surface of the end cone 6 (Fig.2) shifts the end diameter from the end edge 12 to only a smaller base area of the cone 6, after which it remains practically unchanged. In this case, the displacement of the end diameter has no significant effect on the number of operating hours of the injection nozzle, since the height of the truncated end cone 6 is only 0.3 to 0.4 mm.

Mit dem Absinken der Düsennadel 5 verlagert sich die Drosselkante 9 in den zylindrischen Kanal 3, wobei sie ihre Funktion auch weiter erfüllt, da der Drosselquerschnitt kons­tant bleibt. Die zulässige Tiefe beim Absinken der Düsennadel 5 wird durch den Abstand zwischen dem Sitz 2 und der Seiten­fläche 10 des Zwischenstücks 8 bestimmt, und dieser Abstand kann durch entsprechende Wahl der geometrischen Form der Seitenfläche 10 derart gewährleistet werden, daß die Betriebs­stundenzahl der Einspritzdüse in erster Linie nicht durch zulässiges Absinken der Düsennadel 5, sondern durch andere Einflußgrößen eingeschränkt wird, beispielsweise durch Ein­buße der Dichtheit infolge örtlicher Beschädigungen der Ab­schnitte des Sitzes 2 und der Düsennadel 5 im Bereich des Abschlußdurchmessers bzw. durch den Verschleiß des Düsenein­satzes.With the lowering of the nozzle needle 5, the throttle edge 9 shifts into the cylindrical channel 3, whereby it also fulfills its function further, since the throttle cross section remains constant. The permissible depth when the nozzle needle 5 drops is determined by the distance between the seat 2 and the side surface 10 of the intermediate piece 8, and this distance can be ensured by appropriate choice of the geometric shape of the side surface 10 in such a way that the number of operating hours of the injection nozzle is primarily is not restricted by permissible lowering of the nozzle needle 5, but by other influencing factors, for example by loss of tightness as a result of local damage to the sections of the seat 2 and the nozzle needle 5 in the region of the end diameter or by wear of the nozzle insert.

Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability

Die erfindungsgemäße Einspritzdüse für Dieselmotoren kann weitläufig für alle Dieselmotoren mit geschlossenen Ein­spritzdüsen verwendet werden.The injection nozzle according to the invention for diesel engines can be used extensively for all diesel engines with closed injection nozzles.

Claims (4)

1. Einspritzdüse eines Dieselmotors mit einem Düsenkör­per (1) mit einem Kegelsitz (2), der in einen zylindrischen Kanal (3) mit Düsenlöchern (4) übergeht, und einer im Düsen­körper (1) angeordneten Düsennadel (5) mit einem abgestumpf­ten Abschlußkegel (6), der eine Abschlußkante (12) aufweist und mit einem Drosselelement (7), das eine Drosselkante (9) besitzt, über ein Zwischenstück (8) der Düsennadel (5) ver­bunden ist, wobei die Seitenfläche (10) des genannten Zwi­schenstücks (8) der Düsennandel (5) innerhalb eines beding­ten Kegels (13) und die Drosselkante (9) auf der Oberfläche dieses Kegels (13) liegt, dessen Grundfläche von der durch die Abschlußkante (12) begrenzten Oberfläche gebildet wird und dessen Spitzenwinkel (α) um 0,5o bis 2,0o größer ist als der Spitzenwinkel (β) des Kegelsitzes (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Dros­selkante (9) in Höhe des minimalen Durchmessers des Kegel­sitzes (2) liegt und von der Schnittlinie der Seitenfläche (10) des genannten Zwischenstücks (8) der Düsennadel (5) mit der Seitenfläche (11) des Drosselelements (7) gebildet wird.1.Injection nozzle of a diesel engine with a nozzle body (1) with a conical seat (2) which merges into a cylindrical channel (3) with nozzle holes (4), and a nozzle needle (5) arranged in the nozzle body (1) with a truncated end cone ( 6), which has a terminating edge (12) and is connected to a throttle element (7) having a throttle edge (9) via an intermediate piece (8) of the nozzle needle (5), the side face (10) of said intermediate piece ( 8) the nozzle tip (5) within a conditional cone (13) and the throttle edge (9) on the surface of this cone (13), the base of which is formed by the surface delimited by the end edge (12) and the tip angle (α) is 0.5 o to 2.0 o greater than the apex angle (β) of the conical seat (2), characterized in that the throttle edge (9) lies at the height of the minimum diameter of the conical seat (2) and from the cutting line of the side surface (10) said intermediate piece (8) d he nozzle needle (5) with the side surface (11) of the throttle element (7) is formed. 2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche (10) des Zwischenstücks (8) der Düsennadel (5) kegelförmig ausgeführt ist.2. Injection nozzle according to claim 1, characterized in that the side surface (10) of the intermediate piece (8) of the nozzle needle (5) is conical. 3. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche (10) des Zwischenstücks (8) der Düsennadel (5) konkav ausgeführt ist.3. Injection nozzle according to claim 1, characterized in that the side surface (10) of the intermediate piece (8) of the nozzle needle (5) is concave. 4. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Seitenfläche (10) des Zwischenstücks (8) der Düsennadel (5), der an das Drosselelement (7) stößt, zylinderförmig ausgeführt ist.4. Injection nozzle according to claim 1, characterized in that part of the side surface (10) of the intermediate piece (8) of the nozzle needle (5), which abuts the throttle element (7), is cylindrical.
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