DE19715505A1

DE19715505A1 - Variable-aperture fuel injection nozzle e.g. for diesel engine

Info

Publication number: DE19715505A1
Application number: DE1997115505
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Hasegawa; Shinya Nozaki
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1996-04-15
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 1997-11-20
Also published as: JPH09280134A

Abstract

The nozzle has a stepped body with a bore (34) at its tip having openings (35) in the wall (32) and enclosing a conical rotary valve (70) with ramps (71) around its rim for variation of the apertures. The cross-section of each opening increases steadily from the inlet (350) through the valve seating to the outlet (351). Within the body a needle valve (4) has three contiguous holes (45a-45c) of progressively decreasing diameter, the last (45c) of which extends into a thrust rod (101) fitted to the top of the body. The rotary valve is driven by a shaft (8) fitted with an angular position detector.

Description

Diese Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse und insbesondere eine Kraftstoffeinspritzdüse, deren Düsenöffnungs fläche variabel ist.This invention relates to a fuel injector and in particular a fuel injector, the nozzle opening area is variable.

Als Mittel zur Zuführung von Kraftstoff in einem zerstäubten Zustand zu einem Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einem Dieselmotor, werden allgemein Kraftstoffeinspritzdüsen benützt.As a means of supplying fuel in an atomized Condition to an internal combustion engine, such as one Diesel engine, fuel injectors are commonly used.

In derartigen Kraftstoffeinspritzdüsen, für die diejenige typisch ist, die in der japanischen ungeprüften Patentveröf fentlichung Nr. 59-200063 offenbart ist, ist eine verjüngte Sitzoberfläche an der Spitze eines Nadelventils ausgebildet, das verschiebbar in einem Düsenkörper aufgenommen ist; das Nadelventil wird durch einen Kraftstoffdruck angehoben, der erzeugt wird, um auf diese Sitzoberfläche zu wirken, Kraftstoff wird dadurch in eine innere Bohrung in der Spitze des Düsenkör pers geführt, und dann wird der Kraftstoff in eine außen gelegene Verbrennungskammer durch Düsenöffnungen eingespritzt, die in der umgebenden Wandung des Lochs angeordnet sind.In such fuel injectors, for which one is typical that in Japanese unexamined patent publication Publication No. 59-200063 is a tapered one Seat surface formed at the tip of a needle valve, which is slidably received in a nozzle body; the Needle valve is raised by a fuel pressure that is generated to act on this seat surface, fuel is thereby in an inner hole in the tip of the nozzle body pers led, and then the fuel is turned into an outside the combustion chamber is injected through nozzle openings, which are arranged in the surrounding wall of the hole.

Jedoch gibt es mit dieser Art von Einspritzdüse eine Einschrän kung wenn es darum geht, die Ziele der Förderung der Verbren nung, der Erhöhung der Ausgangsleistung und der Kraftstofföko nomie, sowie der Reduzierung von Verbrennungslärm und NOx Emissionen zu erreichen. Um dies zu überwinden wird in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 4-76266 (auf die nachfolgend als verwandte Technik 1 Bezug genommen wird) eine Kraftstoffeinspritzdüse vorgeschlagen, wobei eine Vielzahl von Düsenöffnungen (8 in der Figur) beabstandet in der Umfangs richtung %n einer umgebenden Wand einer Bohrung in der Spitze eines Düsenkörpers ausgebildet sind und ein Drehventil in der Bohrung angeordnet ist, und wobei dadurch, daß das Drehventil gedreht wird, die Gesamtfläche der Düsenöffnungen geändert wird. However, there is a limitation with this type of injector when it comes to achieving the goals of promoting combustion, increasing output and fuel economy, and reducing combustion noise and NOx emissions. To overcome this, a fuel injection nozzle is proposed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-76266 (referred to as related art 1 hereinafter), with a plurality of nozzle openings ( 8 in the figure) spaced in the circumferential direction% n one surrounding wall of a bore are formed in the tip of a nozzle body and a rotary valve is arranged in the bore, and wherein by rotating the rotary valve, the total area of the nozzle openings is changed.

Ebenso wird in der japanischen ungeprüften Gebrauchsmusterver öffentlichung Nr. 7-30366 (auf die nachfolgend als verwandte Technik 2 Bezug genommen wird) eine Kraftstoffeinspritzdüse vorgeschlagen, bei der die Form der Düsenöffnungen in der die Bohrung umgebenden Wand in der verwandten Technik 1 als Paare ausgebildet ist, die jeweils aus einer großen Düsenöffnung und einer kleinen Düsenöffnung mit unterschiedlichen Durchmessern bestehen, wobei 7 dieser Paare um den Umfang der umgebenden Wand ausgebildet sind.Likewise, in the Japanese unexamined utility model ver Publication No. 7-30366 (related to those below Technique 2 is referred to) a fuel injector proposed in which the shape of the nozzle openings in the Bore surrounding wall in related technique 1 as pairs is formed, each of a large nozzle opening and a small nozzle opening with different diameters exist, with 7 of these pairs around the circumference of the surrounding Wall are formed.

Jedoch stellt die verwandte Technik 1 eine Änderung der gesamten Düsenöffnungsfläche, die an der Basis erhalten wird, nur durch eine Wahlmöglichkeit dahingehend zur Verfügung, entweder alle 8 der Düsenöffnungen mit demselben Durchmesser zu öffnen, oder nur 4 der Düsenöffnungen zu öffnen und die restlichen 4 abzudecken. Auch die verwandte Technik 2 führt nur eine mögliche Steuerung durch, in der durch Steuerung des Drehens des Drehventils entweder die 7 großen Düsenöffnungen oder die 7 kleinen Düsenöffnungen ausgewählt werden.However, related art 1 represents a change in the total nozzle opening area obtained at the base only available through a choice either all 8 of the nozzle openings with the same diameter open, or only open 4 of the nozzle openings and the cover remaining 4. Related technology 2 only leads a possible control by in which by controlling the Turning the rotary valve either the 7 large nozzle openings or the 7 small nozzle openings can be selected.

Folglich war es in beiden Beispielen dieser verwandten Technik schwierig eine Steuerung durchzuführen, die den Grad der Öffnung jeder Düsenöffnung fein einstellt. Insbesondere erfordert in beiden dieser Beispiele der verwandten Technik das Drehventil eine hohe Positionierungsgenauigkeit, und selbst eine geringe Änderung im Winkel des Drehventils hat eine große Auswirkung auf den Öffnungsgrad der Düsenöffnungen. Darüber hinaus hat keines der oben erwähnten Beispiele der verwandten Technik einen Mechanismus um das Drehventil während der Kraftstoffeinspritzvorgänge zu fixieren. Daher ist, wenn das Drehventil gedreht wird und die Düsenöffnungen dadurch auf einen bestimmten Öffnungsgrad eingestellt werden, während kein Kraftstoff eingespritzt wird, das Drehventil dazu geneigt, sich unerwünscht zu drehen und sich aus seiner Position herauszube wegen wenn ein Kraftstoffeinspritzdruck an den Düsenöffnungen wirkt. Folglich war es unvermeidbar, daß die Düsenöffnungsflä che größer oder kleiner wurde als die Größe, auf die sie eingestellt war. Aus diesen Gründen gab es auf dem betreffenden technischen Gebiet das Problem, daß es nicht möglich ist, eine feine Zerstäubungssteuerung auszuführen, die schnell auf die Last und die Geschwindigkeit des Motors antwortet.Hence it was in both examples of this related technique difficult to perform a control that the degree of Finely adjusts the opening of each nozzle opening. Especially this requires in both of these examples of related art Rotary valve a high positioning accuracy, and even a small change in the angle of the rotary valve has a large one Effect on the degree of opening of the nozzle openings. About it in addition, none of the above-mentioned examples have related ones Technique a mechanism around the rotary valve during the Fix fuel injection processes. Therefore, if that Rotary valve is turned and the nozzle openings thereby open a certain degree of opening can be set while none When fuel is injected, the rotary valve tends to turn itself unwanted to turn and get out of position because of when there is a fuel injection pressure at the nozzle openings works. As a result, it was inevitable that the nozzle opening area che became larger or smaller than the size to which it was set. For these reasons there was on the concerned technical field the problem that it is not possible to get a to execute fine atomization control that quickly on the Load and the speed of the engine answers.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht um die oben erwähnten Arten von Problemen zu lösen, und es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzdüse zu schaffen, in der, während ein Nadelventil geschlossen ist ein Drehventil leicht mit geringem Drehmoment gedreht werden kann; während das Nadelventil offen ist, das Drehventil mit hoher Genauigkeit positioniert und fixiert werden kann; der Einfluß der Genauig keit, mit der das Drehventil positioniert ist, auf den Öffnungsgrad der Düsenöffnungen gering ist; und es möglich ist die Düsenöffnungsfläche fein und darüberhinaus mit hoher Genauigkeit stufenlos zu ändern.The present invention was made around those mentioned above Solve types of problems and it is the job of Invention to provide a fuel injector in which while a needle valve is closed, a rotary valve is light can be rotated with low torque; during that Needle valve is open, the rotary valve with high accuracy can be positioned and fixed; the influence of Exactly speed with which the rotary valve is positioned Degree of opening of the nozzle openings is low; and it is possible the nozzle opening area is fine and also high Infinitely variable accuracy.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung soll eine Kraftstoffeinspritzdüse geschaffen werden, bei der der Einfluß des Düsenkörpers auf die Zerstäubung gering ist, und mit der es möglich ist, einen geeigneten Kraftstoffsprühwinkel zu erzeugen, der an die Größe der Düsenöffnungen angepaßt ist.According to a further aspect of the invention, a Fuel injector are created in the influence of the nozzle body to atomization is low, and with which it it is possible to use a suitable fuel spray angle generate that is adapted to the size of the nozzle openings.

Gemäß einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung soll eine Kraft stoffeinspritzdüse geschaffen werden, bei der, wenn sich das Drehventil von Einspritzung zu Einspritzung aus seiner Position bewegt, dies automatisch korrigiert wird und es möglich ist, eine Änderung in der Zerstäubung von Einspritzung zu Einsprit zung präzise zu reduzieren.According to an additional aspect of the invention, a force is intended can be created in which, if the Rotary valve from injection to injection from its position moves, this is automatically corrected and it is possible a change in atomization from injection to injection precise reduction.

Um diese Aufgabe zu lösen wird durch die Erfindung eine Kraftstoffeinspritzdüse mit variabler Düsenöffnung geschaffen, mit einem Düsenkörper, in dessen Spitze eine Bohrung vorgesehen ist, in deren umgebenden Wandung eine Vielzahl von Düsenöff nungen, die in der Umfangsrichtung beabstandet sind, ausgebil det sind, einem Drehventil, das in der Bohrung angeordnet ist, wobei die Fläche der Düsenöffnungen entsprechend der Winkelpo sition des Drehventils variabel ist, wobei die umgebende Wandung der Bohrung und das Drehventil gegenseitig in Kontakt geratende konische Sitzoberflächen aufweisen, und wobei in dem Drehventil an Teilen seiner konischen Oberfläche entsprechend den Positionen der Düsenöffnungen dieselbe Anzahl von abdeckenden Teilen ausgebildet ist, wie die Anzahl der Düsenöffnungen, welche mit einer Beziehung, die sich diagonal mit der Düsenachse schneidet, graduell den Öffnungsgrad der Düsenöffnungen ändern wenn sich das Drehventil dreht.In order to solve this problem, a Fuel injector with variable nozzle opening created, with a nozzle body, in the tip of which a hole is provided is, in the surrounding wall a plurality of nozzle openings tions that are spaced apart in the circumferential direction det, a rotary valve which is arranged in the bore, the area of the nozzle openings corresponding to the angular position sition of the rotary valve is variable, the surrounding Wall of the bore and the rotary valve in mutual contact have conical seat surfaces, and in which Rotary valve corresponding to parts of its conical surface the positions of the nozzle openings the same number of covering parts is formed, such as the number of Nozzle orifices, which have a relationship that is diagonal intersects with the nozzle axis, gradually opening the Change nozzle openings when the rotary valve turns.

Mit diesem Aufbau ist es möglich, das Drehventil glatt bzw. ruhig zu drehen wenn das Nadelventil geschlossen ist, und wenn das Nadelventil offen ist (während der Kraftstoffeinspritzung) kommen, da die innere Wand der Bohrung und die Oberfläche des Drehventils konisch sind, diese unter dem Kraftstoffeinspritzdruck in vollständigen gegenseitigen Kontakt, und das Drehventil wird durch eine starke Reibungs kraft fixiert. Da das Drehventil abdeckende Teile hat, die mit einer Beziehung, die sich gegenseitig mit der Düsenachse schneidet, allmählich den Öffnungsgrad der Düsenöffnungen ändern, wenn sich das Drehventil dreht, ist darüberhinaus eine mäßige Positionierungsgenauigkeit ausreichend, und es ist auch möglich, die Notwendigkeit einer strengen Bearbeitungsgenauig keit zu reduzieren.With this construction, it is possible to smooth the rotary valve or to turn smoothly when the needle valve is closed and when the needle valve is open (during fuel injection) come because the inner wall of the bore and the surface of the Rotary valve are conical, this under the Fuel injection pressure in full mutual Contact, and the rotary valve is subjected to strong friction fixed by force. Since the rotary valve has covering parts that with a relationship that is mutual with the nozzle axis gradually cuts the opening degree of the nozzle openings change when the rotary valve rotates is also one moderate positioning accuracy is sufficient, and it is too possible, the need for strict machining precision to reduce.

Das heißt in Fällen, in denen, wie in der verwandten Technik 1 und in der verwandten Technik 2, die Düsenöffnungen mit einer Beziehung parallel zur Düsenachse bedeckt sind, ist, wenn die Anzahl der Düsenöffnungen 5 ist und ihr Öffnungsgrad auf 1/4 eingestellt ist, der Drehwinkel des Drehventils 3,6°, und wenn nur ein kleiner Fehler in der Positionierung besteht, tritt ein großer Fehler im Öffnungsgrad der Düsenöffnungen auf. Andererseits kann in der vorliegenden Erfindung der Drehwinkel des Drehventils zu extrem großen 18° gemacht werden, wenn der Öffnungsgrad der Düsenöffnungen ebenso auf 1/4 eingestellt wird. Durch diese Positionsfixierungsfunktion und diese Mäßigungsfunktion der Positionierungsgenauigkeit ist es leicht möglich die Düsenöffnungsfläche frei und stufenlos zu variieren.That is, in cases where, as in the related art 1 and in related art 2, the nozzle openings with a Relationship covered parallel to the nozzle axis is when the Number of nozzle openings is 5 and their degree of opening to 1/4 is set, the angle of rotation of the rotary valve 3.6 °, and if there is only a small error in the positioning large error in the degree of opening of the nozzle openings. On the other hand, in the present invention, the rotation angle of the rotary valve to be made extremely large 18 ° when the The degree of opening of the nozzle openings is also set to 1/4 becomes. Through this position fix function and this Moderation function of positioning accuracy makes it easy possible the nozzle opening area freely and continuously vary.

Jedes der Abdeckteile hat vorzugsweise an seinem Ende eine ebene Fläche zum vollständigen Verschließen, mit einer größeren Abmessung als der Durchmesser der Düsenöffnungen, hat angrenzend an die ebene Fläche zum vollständigen Verschließen eine geneigte Fläche, deren Höhe allmählich abnimmt, und hat an dem untersten Niveau der geneigten Fläche eine Abschnitts fläche zur vollständigen Öffnung, um die jeweiligen Düsenöffnungen vollständig zu öffnen, und die Abschnitts fläche zur vollstän digen Öffnung ist mit der Basis des nächsten Abdeckungsteils verbunden. Zusätzlich zu dem Vorzug, daß der Einfluß einer Änderung des Winkels des Drehventils auf die Änderung im Öffnungsgrad der Düsenöffnungen klein ist, wird mit diesem Aufbau der Widerstand der Durchflußstelle, wenn Kraftstoff in die Düsenöffnungen geleitet wird, gering, und es ist möglich den Kraftstoffdruckabfall zu reduzieren.Each of the cover parts preferably has one at its end flat surface for complete sealing, with a larger one Dimension as the diameter of the nozzle openings adjacent to the flat surface for complete locking an inclined surface, the height of which gradually decreases, and is on a section surface at the lowest level of the inclined surface for full opening to the respective nozzle openings fully open, and the section surface to the full The opening is with the base of the next cover part connected. In addition to the advantage that the influence of a Change the angle of the rotary valve to the change in Degree of opening of the nozzle openings is small with this Build up the resistance of the flow point when fuel is in the nozzle orifices are directed small, and it is possible reduce the fuel pressure drop.

Die Abdeckungsteile können so gestaltet werden, daß sie abwärts in radialer Richtung geneigt sind, so daß sie einen vorbestimm ten Neigungswinkel in Bezug auf die Düsenachse haben. Mit diesem Aufbau werden plötzliche Änderungen in der Flußrichtung des Kraftstoffs und dadurch herrührende Druckverluste gering gehalten und es ist möglich, die Einspritzrichtung zu stabilisieren.The cover parts can be designed to face downwards are inclined in the radial direction so that they have a predetermined th angle of inclination with respect to the nozzle axis. With this structure will sudden changes in the flow direction of the fuel and consequent pressure losses are low held and it is possible to change the injection direction stabilize.

Weiterhin kann in einer Kraftstoffeinspritzdüse der vorliegen den Erfindung, zusätzlich zu der oben beschriebenen Konstruk tion, jedes der Düsenöffnungen hornförmig sein, so daß es sich zu seinem Ausgang hin aufweitet, das heißt in Richtung auf die Außenseite der umgebenden Wandung der Bohrung. Der Verjüngungs grad dieses Horns ist im wesentlichen derselbe wie der Sprühwinkel, der erzeugt wird, wenn die Düsenöffnung ihren maximalen Durchmesser hat.Furthermore, it can be present in a fuel injection nozzle the invention, in addition to the construct described above tion, each of the nozzle openings must be horn-shaped so that it is widens towards its exit, that is towards the Outside of the surrounding wall of the bore. The rejuvenation degree of this horn is essentially the same as that Spray angle that is generated when the nozzle opening is their has maximum diameter.

Mit dieser Konstruktion ist der Einfluß des Düsenkörpers auf das Spray gering und insbesondere wenn der Düsenöffnungsdurch messer (die Düsenöffnungsfläche) klein gemacht wurde, ist es möglich eine geeignete Sprayform zu verwirklichen, die dem Düsenöffnungsdurchmesser angepaßt ist, da eine Aufweitung des Sprühwinkels unterdrückt werden kann.With this construction, the influence of the nozzle body is on the spray is low and especially when the nozzle opening is knife (the nozzle opening area) is made small, it is possible to implement a suitable spray form that the Nozzle opening diameter is adjusted because an expansion of the Spray angle can be suppressed.

Um den oben erwähnten zusätzlichen Aspekt der Aufgabe zu lösen, kann, zusätzlich zu der oben beschriebenen Konstruktion, in einer Kraftstoffeinspritzdüse der vorliegenden Erfindung das Drehventil mit einer Antriebswellenanordnung verbunden werden, und ein Winkelbestimmungsmechanismus zur Bestimmung des Winkels des Drehventils und Durchführung einer Korrektur der Position des Drehventils bei jeder Einspritzung kann an der Antriebswel lenanordnung angebracht werden.To solve the additional aspect of the task mentioned above, can, in addition to the construction described above, in a fuel injector of the present invention Rotary valve are connected to a drive shaft arrangement, and an angle determining mechanism for determining the angle the rotary valve and perform a position correction of the rotary valve with each injection can be on the drive shaft lenanordnung be attached.

Mit dieser Konstruktion ist es möglich eine Variation in dem Kraftstoffspray von Einspritzung zu Einspritzung zu reduzieren.With this construction it is possible to vary the Reduce fuel spray from injection to injection.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden genauen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, jedoch ist die Erfindung nicht auf den Aufbau der unten gezeigten bevorzugten Ausführungsform beschränkt, und es wird für den Fachmann klar sein, daß verschiedenartige Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können ohne vom Ziel der Erfindung abzuweichen.Other features and advantages of the invention are set forth in the detailed description of a preferred one below Embodiment, however, the invention is not based on the structure the preferred embodiment shown below, and it will be clear to those skilled in the art that various Changes and modifications can be made to it without deviating from the aim of the invention.

Fig. 1 ist eine vertikale Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritzdüse mit variabler Düsenöffnung gemäß der Erfindung. Fig. 1 is a vertical sectional view of a preferred embodiment of a fuel injector with a variable nozzle opening according to the invention.

Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht der Kraftstoff einspritzdüse von Fig. 1 und zeigt einen Zustand, in dem ein Drehventil vollständig geschlossene Düsenöffnungen hat. Fig. 2 is an enlarged partial view of the fuel injection nozzle of Fig. 1 and shows a state in which a rotary valve has completely closed nozzle openings.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in Fig. 2. FIG. 3 is a sectional view taken along line XX in FIG. 2.

Fig. 4 ist eine Ansicht, die in entwickelter Form eine Beziehung zwischen Düsenöffnungen und Abdeckteilen und eine Beziehung von Kräften darstellt, die auf ein Drehventil in der Erfindung wirken. Fig. 4 is a view showing, in developed form, a relationship between nozzle openings and cover members and a relationship of forces acting on a rotary valve in the invention.

Fig. 5-A ist ein Grundriß, der ein Beispiel eines Drehventils in der Erfindung zeigt. Fig. 5-A is a plan view showing an example of a rotary valve in the invention.

Fig. 5-B ist eine Teilschnittseitenansicht desselben Drehventils. Fig. 5-B is a partial sectional side view of the same rotary valve.

Fig. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie Y-Y in Fig. 5. FIG. 6 is an enlarged sectional view taken along the line YY in FIG. 5.

Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie Z-Z in Fig. 1. Fig. 7 is an enlarged sectional view taken along line ZZ in FIG. 1.

Fig. 8 ist eine vergrößerte Teilansicht, die das Drehventil zeigt, das sich vom in Fig. 2 gezeigten Zustand gedreht hat und die Düsenöffnungen auf 1/2 der vollständigen Öffnung geöffnet hat. Fig. 8 is a partial enlarged view showing the rotary valve that has rotated from the state shown in Fig. 2 and has opened the nozzle openings at 1/2 the full opening.

Fig. 9-A ist ein Querschnitt auf den Düsenöffnungszentren in Fig. 8. FIG. 9-A is a cross section on the nozzle opening centers in FIG. 8.

Fig. 9-B ist eine vergrößerte Vorderansicht einer Düsenöffnung im Zustand, der in Fig. 9-A gezeigt ist. Fig. 9-B is an enlarged front view of a nozzle opening in the state shown in Fig. 9-A.

Fig. 10 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht, die das Drehventil zeigt, das sich vom in Fig. 8 gezeigten Zustand gedreht hat und die Düsenöffnungen vollständig geöffnet hat. Fig. 10 is a partially enlarged sectional view showing the rotary valve that has rotated from the state shown in Fig. 8 and has fully opened the nozzle openings.

Fig. 11-A ist ein Querschnitt auf den Düsenöffnungszentren in Fig. 10. Fig. 11-A is a cross section of the nozzle hole centers in Fig. 10.

Fig. 11-B ist eine vergrößerte Vorderansicht einer Düsenöff nung im Zustand, der in Fig. 11-A gezeigt ist. Fig. 11-B is an enlarged front view of a nozzle opening in the state shown in Fig. 11-A.

Fig. 12 ist ein Flußdiagramm der Düsenöffnungssteuerung in der Erfindung. Fig. 12 is a flowchart of nozzle opening control in the invention.

Fig. 13-A ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Sprühwinkel und einer Düsenöffnung zeigt, wenn der Durchmesser der Düsenöffnung groß ist. Fig. 13-A is a sectional view schematically showing a relationship between a spray angle and a nozzle opening, the diameter of the nozzle opening is large.

Fig. 13-B ist eine Schnittansicht, die schematisch eine Beziehung zwischen einem Sprühwinkel und einer Düsenöffnung zeigt, wenn der Durchmesser der Düsenöffnung klein ist. Fig. 13-B is a sectional view schematically showing a relationship between a spray angle and a nozzle opening, the diameter of the nozzle opening is small.

Fig. 1 bis Fig. 11 zeigen den grundlegenden Aufbau einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 to Fig. 11 show the basic structure of a fuel injector according to the present invention.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen geeigneten Düsenhalter; 2 einen Antriebskopf, der öldicht an das obere Ende des Düsenhalters 1 mit einem O-Ring dazwischen angepaßt ist; 3 einen Düsenkörper, der sich vom unteren Ende des Düsenhalters 1 erstreckt und an dem Düsenhalter 1 durch eine Rückhaltemutter 5 befestigt ist; und 4 ein Nadelventil (Düsennadel), das durch den Düsenkörper 3 verläuft.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a suitable nozzle holder; 2 a drive head which is oil-tightly fitted to the upper end of the nozzle holder 1 with an O-ring in between; 3 shows a nozzle body which extends from the lower end of the nozzle holder 1 and is fixed to the nozzle holder 1 by a retaining nut 5 ; and 4, a needle valve (nozzle needle) that passes through the nozzle body 3 .

Im Zentrum des Düsenhalters 1 sind ein erstes Loch 100a, ein zweites Loch 100b und ein drittes Loch 100c ausgebildet, deren Durchmesser von dem unteren Ende zum oberen Ende des Düsenhal ters 1 hin sukzessive zunehmen, und eine Schubstange 101 ist verschiebbar in einem Abschnitt angeordnet, der sich von dem ersten Loch 100a in das zweite Loch 100b erstreckt.In the center of the nozzle holder 1 , a first hole 100 a, a second hole 100 b and a third hole 100 c are formed, the diameter of which gradually increase from the lower end to the upper end of the nozzle holder 1 , and a push rod 101 is displaceable in one Section arranged, which extends from the first hole 100 a in the second hole 100 b.

Eine Einstellschraube 102, die in ein Innengewinde geschraubt ist, das in den dritten Loch 100c geformt ist, ist in einem Abschnitt eingepaßt, der sich von dem dritten Loch 100c in das zweite Loch 100b erstreckt, und eine Düsenfeder 103 befindet sich zwischen dieser Einstellschraube 102 und der Schubstange 101.An adjusting screw 102 which is screwed into an internal thread which is formed in the third hole 100 c is fitted in a portion which extends from the third hole 100 c in the second hole 100 b, and a nozzle spring 103 is located between this adjusting screw 102 and the push rod 101 .

Der Düsenkörper 3 hat in der Mitte seiner Längserstreckung eine Stufe 30, die in den Grund der Innenseite der Rückhaltemutter 5 paßt, und er hat ein Hauptteil 31, das sich von dieser Stufe 30 durch die Rückhaltemutter 5 nach unten hin erstreckt, und das Hauptteil 31 hat an seiner Spitze eine sich verjüngende Umwandung 32, in der Düsenöffnungen ausgebildet sind.The nozzle body 3 has a step 30 in the middle of its longitudinal extent, which fits into the bottom of the inside of the retaining nut 5 , and it has a main part 31 , which extends downwards from this step 30 through the retaining nut 5 , and the main part 31 has at its tip a tapered wall 32 in which nozzle openings are formed.

Im Zentrum des Düsenkörpers 3 sind ein Führungsloch 300, das konzentrisch mit dem ersten Loch 100a in dem Düsenhalter 1 ist, und darunter ein Ölreservoir 301 mit einem größeren Durchmesser als das Führungsloch 300 ausgebildet, und unter dem Ölreservoir 301 ist ein Zuführloch 302 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der des Führungslochs 300, ausgebildet. In the center of the nozzle body 3 , a guide hole 300 is formed , which is concentric with the first hole 100 a in the nozzle holder 1 , and underneath an oil reservoir 301 with a larger diameter than the guide hole 300 , and under the oil reservoir 301 is a feed hole 302 with a Diameter which is smaller than that of the guide hole 300 is formed.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine konische Sitzoberfläche 303 an dem unteren Ende dieses Zuführlochs 302 ausgebildet und eine mit einem Boden versehene Bohrung 34, in die Öl unter Druck zugeführt wird, ist direkt unterhalb dieser Sitzoberfläche 303 ausgebildet. Auch ist eine konische Oberfläche 340 auf der Innenseite der Umwandung 32, die die Bohrung 34 begrenzt ausgebildet.As shown in FIG. 2, a tapered seat surface 303 is formed at the lower end of this supply hole 302 , and a bottomed hole 34 into which oil is supplied under pressure is formed directly below this seat surface 303 . A conical surface 340 is also formed on the inside of the wall 32 , which delimits the bore 34 .

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein unter Druck gesetzter Kraftstoffeinlaß 104, der durch eine Röhre mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe oder Ähnlichem (nicht gezeigt) verbunden ist, in einer Seite des Düsenhalters 1 vorgesehen, und dieser unter Druck gesetzte Kraftstoffeinlaß 104 ist mit dem Ölreservoir 101 durch Durchgangslöcher 105, 305, die in dem Düsenhalter 1 und dem Düsenkörper 3 ausgebildet sind, verbunden.As shown in Fig. 1, a pressurized fuel inlet 104 connected through a tube to a fuel injection pump or the like (not shown) is provided in one side of the nozzle holder 1 , and this pressurized fuel inlet 104 is with the oil reservoir 101 through through holes 105 , 305 formed in the nozzle holder 1 and the nozzle body 3 .

Das Nadelventil 4 hat an seinem oberen Ende ein Paßteil 41, das mit der Schubstange 101 zusammenpaßt, wie in Fig. 1 gezeigt, und sein Außenumfang steht im gleitendem Kontakt mit dem Führungsloch 300. Ein Druckaufnahmeteil 42 zum Aufnehmen des Kraftstoffdrucks innerhalb des Ölreservoirs 301 ist auf der Mitte des Nadelventils 4 vorgesehen, und ein dünnes Wellenteil 43 zur Ausbildung einer zylindrischen Kraftstoffpassage A zwischen sich und dem Zuführloch 302 ist unter diesem Druckauf nahmeteil 42 vorgesehen, wie in Fig. 2 gezeigt, und eine konische Sitzoberfläche 44, die dazu dient, in Kontakt mit der oben erwähnten Sitzoberfläche 303 zu geraten und sich von dieser zu lösen, ist am unteren Ende dieses dünnen Wellenteils 43 ausgebildet.The needle valve 4 has a fitting part 41 at its upper end that mates with the push rod 101 as shown in FIG. 1, and its outer circumference is in sliding contact with the guide hole 300 . A pressure receiving part 42 for receiving the fuel pressure within the oil reservoir 301 is provided on the center of the needle valve 4 , and a thin shaft part 43 for forming a cylindrical fuel passage A between itself and the supply hole 302 is provided under this pressure receiving part 42 , as in FIG. 2 and a conical seat surface 44 , which serves to come in contact with and detach from the above-mentioned seat surface 303 , is formed at the lower end of this thin shaft part 43 .

Wie in Fig. 2 und in Fig. 3 gezeigt, sind eine Vielzahl von Düsenöffnungen 35, die mit der Innenseite der Bohrung 34 verbunden sind, mit einem gleichmäßigen Abstand entlang dem Umfang in der konischen Oberfläche 340 vorgesehen, die Teil der die Bohrung oder Hohlraum 34 begrenzenden Umwandung 32 ist.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, a plurality of nozzle openings 35 , which are connected to the inside of the bore 34 , are provided with a uniform spacing along the circumference in the conical surface 340 , which is part of the bore or cavity 34 delimiting transformation 32 is.

In dieser bevorzugten Ausführungsform gibt es 5 Düsenöffnungen 35. Diese Düsenöffnungen 35 können über ihre gesamte Länge vom Eingang an der Bohrung 34 zum Ausgang an der äußeren Oberfläche der Umwandung von demselben Durchmesser sein, jedoch sind sie bevorzugt hornförmig oder verjüngt, so daß der Durchmesser des Eingang 350 klein ist und der Durchmesser kontinuierlich zum Ausgang 351 hin zunimmt.In this preferred embodiment there are 5 nozzle openings 35 . These nozzle openings 35 can be of the same diameter along their entire length from the entrance to the bore 34 to the exit on the outer surface of the wall, but are preferably horn-shaped or tapered so that the diameter of the entrance 350 is small and the diameter is continuous towards the exit 351 increases.

Der Sprühwinkel des Sprays, das erzeugt wird, wenn die Düsenöffnung ihren maximalen Durchmesser hat, kann durch Experimente gemessen werden, und der Ausgang 351 dieser hornförmigen Düsenöffnung 35 kann auf einen Öffnungswinkel α (siehe Fig. 13) eingestellt werden, der diesem Sprühwinkel entspricht.The spray angle of the spray generated when the nozzle opening has its maximum diameter can be measured by experiments, and the outlet 351 of this horn-shaped nozzle opening 35 can be set to an opening angle α (see FIG. 13) that corresponds to this spray angle.

Die Achse jeder Düsenöffnung 35 kann senkrecht zur Achse der Bohrung liegen, oder mit einem vorbestimmten Winkel zur Bohrungsachse geneigt sein. Obwohl die Form der Düsenöffnung 35 in einem Querschnitt senkrecht zu seiner Achse in dieser bevorzugten Ausführungsform kreisförmig ist, kann sie alternativ auch polygonal oder ähnlich sein. Wenn sie polygonal ist, ist es möglich, den Betrag der Änderung der Düsenöffnungs fläche pro Einheitswinkel eines weiter unten diskutierten Drehventils groß zu machen.The axis of each nozzle opening 35 can be perpendicular to the axis of the bore or be inclined at a predetermined angle to the bore axis. Although the shape of the nozzle opening 35 is circular in cross section perpendicular to its axis in this preferred embodiment, it may alternatively be polygonal or the like. If it is polygonal, it is possible to make the amount of change in the nozzle opening area per unit angle of a rotary valve discussed below large.

Ein Drehventil 7 ist in der Bohrung 34 angeordnet. Das Drehventil 7 ist mit einer Antriebswellenanordnung (eine Drehachse) 8 verbunden, die durch das Nadelventil 4 und die Einstellschraube 102 verläuft, und die Antriebswellenanordnung 8 wird durch ein Betätigungsglied 9 gedreht, das am Antriebs kopf 2 angebracht ist.A rotary valve 7 is arranged in the bore 34 . The rotary valve 7 is connected to a drive shaft assembly (an axis of rotation) 8 which passes through the needle valve 4 and the adjusting screw 102 , and the drive shaft assembly 8 is rotated by an actuator 9 which is attached to the drive head 2 .

Dieses im Einzelnen erläuternd ist zunächst, wie in Fig. 2 und Fig. 4 gezeigt, in der Mitte des Nadelventils 4 ein erstes Loch 45a mit einem relativ großen Durchmesser ausgebildet, das sich eine geeignete Distanz von dem unteren Ende des Nadelven tils 4 erstreckt, und ein zweites Loch 45b mit einem geringeren Durchmesser ist ausgebildet, das sich von dem Ende des ersten Lochs 45a erstreckt. An der Grenze zwischen dem ersten Loch 45a und dem zweiten Loch 45b, das heißt, wo das obere Ende des ersten Lochs 45a und das untere Ende des zweiten Lochs 45b zusammentreffen, ist eine Kante 450 zur Lagerung ausgebildet.This in detail is first, as shown in Fig. 2 and Fig. 4, in the center of the needle valve 4, a first hole 45 a is formed with a relatively large diameter, which extends a suitable distance from the lower end of Nadelven valve 4 , And a second hole 45 b with a smaller diameter is formed, which extends from the end of the first hole 45 a. At the boundary between the first hole 45 a and the second hole 45 b, that is, where the upper end of the first hole 45 a and the lower end of the second hole 45 b meet, an edge 450 is formed for storage.

Das zweite Loch 45b erstreckt sich zum oberen Ende des Nadelventils 4 mit demselben Durchmesser, und ein drittes Loch 45c mit einem Durchmesser, der auf geeignete Weise größer ist als dem des zweiten Lochs 45b, ist so ausgebildet, das es sich durch das Zentrum der Schubstange 101 erstreckt, die auf das obere Ende des Nadelventils 4 paßt, von seinem unteren Ende zu seinem oberen Ende. Ein viertes Loch 45d ist so ausgebildet, daß es sich durch die Einstellschraube 102 von ihrem unteren Ende zu ihrem oberen Ende erstreckt, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Durchmesser eines oberen Endstücks des vierten Lochs 45d ist auf geeignete Weise kleiner als der des Rests des vierten Lochs 45d, um ein Rütteln der Antriebswelle zu verhindern.The second hole 45 b extends to the upper end of the needle valve 4 with the same diameter, and a third hole 45 c with a diameter which is suitably larger than that of the second hole 45 b, is formed so that it passes through Center of the push rod 101 , which fits on the upper end of the needle valve 4 , extends from its lower end to its upper end. A fourth hole 45 d is formed so that it extends through the adjusting screw 102 from its lower end to its upper end, as shown in Fig. 1. The diameter of an upper end portion of the fourth hole 45 d is suitably smaller than that of the rest of the fourth hole 45 d to prevent the drive shaft from shaking.

In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebswellenan ordnung 8 aus einer geeigneten Drehachse 8a aufgebaut, die den Antriebskopf 2 erreicht, und einem Verbindungsstück 8b.In this preferred embodiment, the Antriebswellenan arrangement 8 is constructed from a suitable axis of rotation 8 a, which reaches the drive head 2 , and a connector 8 b.

Die Drehachse 8a hat eine Länge, so daß sie vom vierten Loch 45d zum unteren Ende des dritten Lochs 45c reicht, und ihr Durchmesser ist auf geeignete Weise kleiner als der des dritten Lochs 45c.The axis of rotation 8 a has a length so that it extends from the fourth hole 45 d to the lower end of the third hole 45 c, and its diameter is suitably smaller than that of the third hole 45 c.

Der Verbindungsstift 8b paßt drehbar in das zweite Loch 45b und das obere Ende des Verbindungsstifts 8b und das untere Ende der Drehachse 8a sind durch Verbindungsteile 811, 801 eines Typs verbunden, der ein Spiel in axialer Richtung erlaubt, wie zum Beispiel der Oldham-Kopplungstyp.The connecting pin 8 b rotatably fits in the second hole 45 b and the upper end of the connecting pin 8 b and the lower end of the axis of rotation 8 a are connected by connecting parts 811 , 801 of a type which allows play in the axial direction, such as that Oldham coupling type.

Wie in Fig. 2 gezeigt, erstreckt sich ein Stück geringen Durchmessers (Stange) 81 von dem unteren Ende des Verbindungs stifts 8b im zweiten Loch 45b, und ein kurzes Führungssäulen stück (Steg) 82, das in Kontakt mit der Wand des zweiten Lochs 45b steht, ist an dem unteren Ende des Stücks geringen Durchmessers 81 ausgebildet. Ein Stück geringen Durchmessers 83 ist direkt unterhalb des Führungsstücks 82 ausgebildet, und direkt unter diesem ist eine konische Oberfläche 84 zur Lagerung ausgebildet. Die konische Oberfläche 84 hat einen Durchmesser, so daß die Lagerungskante 450 an der Grenze zwischen dem ersten Loch 45a und dem zweiten Loch 45b mit ihr in Kontakt steht. Ein Verbindungsteil 85 mit einem Durchmesser, der groß ist innerhalb einer Grenze, so daß er nicht in Kontakt mit dem ersten Loch 45a tritt, ist unter dem unteren Ende der konischen Oberfläche 84 ausgebildet, und das Verbindungsteil 85 hat an seinem unteren Ende ein hervorstehendes Verbindungsstück 86.As shown in Fig. 2, a piece of small diameter (rod) 81 extends from the lower end of the connecting pin 8 b in the second hole 45 b, and a short guide column piece (web) 82 , which is in contact with the wall of the second Hole 45 b is formed at the lower end of the small diameter piece 81 . A piece of small diameter 83 is formed directly below the guide piece 82 , and a conical surface 84 is formed directly below this for storage. The conical surface 84 has a diameter so that the bearing edge 450 is in contact with it at the boundary between the first hole 45 a and the second hole 45 b. A connecting part 85 with a diameter that is large within a limit so that it does not come into contact with the first hole 45 a is formed under the lower end of the conical surface 84 , and the connecting part 85 has a protruding at its lower end Connector 86 .

Die Beziehung zwischen der konischen Oberfläche 84 und der Kante 450 kann umgekehrt sein wie die, die in den Zeichnungen gezeigt ist. D. h. eine Konstruktion kann angenommen werden, in der eine konische Oberfläche an der Grenze des ersten Lochs 45a und des zweiten Lochs 45b ausgebildet ist, das Verbindungsteil 85 direkt mit dem unteren Ende des Stücks mit geringem Durchmesser 83 verbunden ist, und die Kante des oberen Endes dieses Verbindungsteils 85 als die Lagerungskante zur Lagerung ausgestaltet ist, wobei dies ebenfalls in der Erfindung mit eingeschlossen ist.The relationship between the tapered surface 84 and the edge 450 may be reversed from that shown in the drawings. That is, a construction can be adopted in which a conical surface is formed at the boundary of the first hole 45 a and the second hole 45 b, the connecting part 85 is directly connected to the lower end of the small diameter piece 83 , and the edge of the upper End of this connecting part 85 is designed as the bearing edge for storage, which is also included in the invention.

Das Drehventil 7 ist in Benutzung in Fig. 2 bis Fig. 4 gezeigt, und für sich alleine in Fig. 5-A, Fig. 5-B und Fig. 6.The rotary valve 7 is shown in use in Fig. 2 to Fig. 4 and by itself in Fig. 5-A, Fig. 5-B, and Fig. 6.

Das Drehventil 7 hat entlang seinem Umfang eine konische Oberfläche 70, die geneigt spitz zuläuft mit einem Winkel, der dem der konischen Oberfläche 340 der Bohrung 34 entspricht, und zusammen mit der konischen Oberfläche 340 bildet sie eine Sitzfläche.The rotary valve 7 has along its circumference a conical surface 70 which tapers at an angle which corresponds to that of the conical surface 340 of the bore 34 , and together with the conical surface 340 it forms a seating surface.

An dem oberen Ende dieser konischen Oberfläche 70 sind eine Vielzahl von Abdeckteilen 71 ausgebildet, um mit einer Beziehung, die sich diagonal mit der Düsenachse L schneidet, allmählich den Öffnungsgrad der Düsenöffnungen 35 zu verändern, wenn sich das Drehventil 7 dreht. Über den Abdeckteilen 71 ist ein Wellenstück 72 geringeren Durchmessers ausgebildet, und ein Verbindungsschlitz 720, der mit dem hervorstehenden Stück 86 des Verbindungsstifts 8b zusammenpaßt, ist in diesem Wellenstück 72 ausgebildet. Das Wellenstück 72 hat einen Durchmesser, der klein genug ist um eine ringförmige Passage zu formen, die einen freien Kraftstofffluß zwischen dem Wellenstück 72 und der konischen Oberfläche 340 der Bohrung 34 erlaubt.At the upper end of this conical surface 70 , a plurality of cover parts 71 are formed to gradually change the opening degree of the nozzle openings 35 with a relationship that intersects diagonally with the nozzle axis L as the rotary valve 7 rotates. Above the cover parts 71 , a shaft piece 72 of smaller diameter is formed, and a connecting slot 720 , which fits with the protruding piece 86 of the connecting pin 8 b, is formed in this shaft piece 72 . The shaft piece 72 has a diameter small enough to form an annular passage that allows free fuel flow between the shaft piece 72 and the conical surface 340 of the bore 34 .

Die Abdeckteile 71 des Drehventils 7 sind in derselben Anzahl vorgesehen wie die Düsenöffnungen 35, und wie in Fig. 5-B gezeigt, haben sie insgesamt eine grob sägezahnartige Form, wenn sie von der Seite betrachtet werden. Dies im Einzelnen beschreibend, hat jedes der Abdeckteile 71, wie in Fig. 4 gezeigt, an einem hohen Niveau eine Vollverschlußebene 710 mit einer größeren Fläche als der Eingang 350 der Düsenöffnung 35, und eine geneigte Fläche 711, deren Höhe vom Ende der Vollverschlußebene 710 allmählich abnimmt. Die Neigung der geneigten Fläche 711 schließt sowohl gerade als auch gekrümmte Neigungen ein.The cover parts 71 of the rotary valve 7 are provided in the same number as the nozzle openings 35 , and as shown in Fig. 5-B, they are roughly sawtooth-like in shape when viewed from the side. Describing this in detail, each of the cover members 71 , as shown in FIG. 4, has at a high level a full closure plane 710 with a larger area than the entrance 350 of the nozzle opening 35 , and an inclined surface 711 , the height of which from the end of the full closure plane 710 gradually decreases. The inclination of the inclined surface 711 includes both straight and curved inclinations.

Eine Vollöffnungsabschnittsfläche 712 zum Bloßstellen der gesamten Eingangsseitenöffnung 350 ist an dem untersten Niveau der geneigten Fläche 711 ausgebildet, und das Ende der Vollöffnungsabschnittsfläche 712 ist mit der Basis einer vertikalen Wand 713 verbunden, die die Vollverschlußebene 710 des nächsten Abdeckteils 71 bildet. Der Drehwinkel von der Vollverschlußebene 710 zur Vollöffnungsabschnittsfläche 712 ist in diesem Beispiel 72°.A full opening section surface 712 for exposing the entire entrance side opening 350 is formed at the lowest level of the inclined surface 711 , and the end of the full opening section surface 712 is connected to the base of a vertical wall 713 which forms the full closing plane 710 of the next cover part 71 . The angle of rotation from the full closure plane 710 to the full opening section surface 712 is 72 ° in this example.

Die Vollverschlußebene 710 und die geneigte Fläche 711, sowie die Vollöffnungsabschnittsfläche 712 können alle dieselbe Breite haben (entlang der Projektion in radialer Richtung), aber in dieser bevorzugten Ausführungsform ist, wie in Fig. 5- A gezeigt, die Vollverschlußebene 710 die Breiteste und die Breite verengt sich allmählich mit einem Fortschreiten von der geneigten Fläche 711 zur Vollöffnungsabschnittsfläche 712. Der Vorzug davon liegt darin, daß es möglich ist, das Wellenstück 72 gerade zu machen und eine geräumige ringartige Passage für den nach unten durchfließenden Kraftstoff zu schaffen. The full closure plane 710 and the inclined surface 711 , as well as the full opening section surface 712, can all have the same width (along the projection in the radial direction), but in this preferred embodiment, as shown in Figures 5-A, the full closure plane 710 is the widest and the most Width gradually narrows with a progression from the inclined surface 711 to the full opening portion surface 712 . The advantage of this is that it is possible to straighten the shaft piece 72 and to create a spacious ring-like passage for the fuel flowing downwards.

Von dem Abdeckteil 71 haben zumindest nicht die geneigte Fläche 711 und die Vollöffnungsabschnittsfläche 712 einen rechten Winkel mit der Drehventilachse L (d. h. sie sind nicht horizontal), sondern sie haben einen zuvor bestimmten Neigungs winkel β, so daß sie sich allmählich abwärts in radialer Richtung neigen, wie in Fig. 6 gezeigt. Als Ergebnis kann eine plötzliche Änderung der Flußrichtung des Kraftstoffs, der um das Wellenstück 72 herum abwärts gelaufen ist und ein daraus resultierender Druckabfall unterdrückt werden, und es ist auch möglich, die Kraftstoffeinspritzrichtung zu stabilisieren.Of the cover member 71 , at least the inclined surface 711 and the full opening portion surface 712 do not have a right angle with the rotary valve axis L (ie, they are not horizontal), but they have a predetermined inclination angle β so that they gradually incline downward in the radial direction as shown in FIG. 6. As a result, a sudden change in the flow direction of the fuel that has descended around the shaft piece 72 and a resultant pressure drop can be suppressed, and it is also possible to stabilize the fuel injection direction.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist das Betätigungsglied 9 in einem Raum 200 fixiert, der im Antriebskopf 2 vorgesehen ist. Das Betätigungsglied 9 kann irgend ein Betätigungsglied sein, das eine solche Charakteristik hat, daß Drehen (vorzugsweise reversibles Drehen) und Halten einer zuvor bestimmten Winkelpo sition möglich sind, und bei dem zum Beispiel ein Schrittmotor oder ein Servomotor verwendet wird. Die Ausgangswelle des Betätigungsglieds 9 und das obere Ende der Drehachse 8a sind durch ein Übertragungselement 90 verbunden, wie beispielsweise ein geschwindigkeitsreduzierendes Getriebe.As shown in FIG. 1, the actuator 9 is fixed in a space 200 which is provided in the drive head 2 . The actuator 9 may be any actuator having such a characteristic that turning (preferably reversible turning) and holding a predetermined angular position are possible, and in which, for example, a stepping motor or a servo motor is used. The output shaft of the actuator 9 and the upper end of the axis of rotation 8 a are connected by a transmission element 90 , such as a speed-reducing gear.

Der Zeitpunkt, zu dem das Drehventil 7 durch das Betätigungs glied 9 gedreht wird, ist vorzugsweise zu einer Zeit, in der keine Kraft aufgrund des internen Drucks des Motorzylinders in axialer Richtung auf die Antriebswellenanordnung 8 einwirkt, d. h. während dem Einlaßtakt oder dem Auslaßtakt des Motors.The time at which the rotary valve 7 is rotated by the actuating member 9 is preferably at a time in which no force acts on the drive shaft arrangement 8 in the axial direction due to the internal pressure of the engine cylinder, ie during the intake stroke or the exhaust stroke of the engine .

Um diese Drehzeitsteuerung auszuführen ist ein Regler 12, der aus einer CPU oder ähnlichem besteht, elektrisch mit dem Betätigungsglied 9 verbunden und ein Motor- oder Kraftstoff einspritzpumpen-Geschwindigkeitserkennungssenor 120 (oder Winkelerkennungssensor) und ein Lasterkennungssensor 121, der einen Kraftstoffeinspritzpumpenracksensor oder Ähnliches verwendet, sind mit Eingängen des Reglers 12 verbunden.In order to perform this rotation timing control, a controller 12 consisting of a CPU or the like is electrically connected to the actuator 9 and is an engine or fuel injection pump speed detection sensor 120 (or angle detection sensor) and a load detection sensor 121 using a fuel injection pump rack sensor or the like connected to inputs of the controller 12 .

Dadurch wird ein Signal von dem Geschwindigkeitserkennungssenor 120 konstant in den Regler 12 eingegeben, und wenn festgestellt wird, daß der Motor in einem der oben erwähnten Takte ist, wird ein Antriebssignal an das Betätigungsglied 9 ausgegeben. Ein Signal von dem Lasterkennungssensor 121 wird gleichzeitig in den Regler 12 eingegeben, und gemäß einem zuvor bestimmten Plan von Last und Geschwindigkeitsdaten wird eine Antriebssteuerung ausgeführt, so daß eine zuvor bestimmte Antriebsgröße (Antriebsdrehwinkel) an das Betätigungsglied 9 ausgegeben wird, so daß z. B. der Drehwinkel allmählich zunimmt in der Reihenfolge geringe Geschwindigkeit, Laufen unter geringer Last → mittlere Geschwindigkeit, Laufen unter mittlerer Last → hohe Geschwindigkeit, Laufen unter hoher Last.Thereby, a signal from the speed detection sensor 120 is constantly input to the controller 12 , and when it is determined that the engine is in one of the above-mentioned strokes, a drive signal is output to the actuator 9 . A signal from the load detection sensor 121 is input to the controller 12 at the same time, and according to a predetermined schedule of load and speed data, drive control is executed so that a predetermined amount of drive (drive rotation angle) is output to the actuator 9 , so that e.g. B. the angle of rotation gradually increases in the order of low speed, running under low load → medium speed, running under medium load → high speed, running under high load.

Auch ist in dieser Erfindung vorzugsweise ein Drehwinkelerken nungsmechanismus 11 an der Drehachse 8a angebracht. Der Drehwinkelerkennungsmechanismus 11 dient zur Ausführung von Korrekturen durch Feststellen des tatsächlichen Drehwinkels des Drehventils 7 bei jeder Kraftstoffeinspritzung, und zum Eingeben dieses tatsächlichen Drehwinkelsignals in den Regler 12 als Rückkopplungssignal, was das Erzeugen eines Antriebs signals verursacht, das an das Betätigungsglied 9 ausgegeben werden soll, wenn ein Fehler zwischen diesem und dem eingestellten Drehwinkel auftritt.Also in this invention, a rotation angle detection mechanism 11 is preferably attached to the rotation axis 8 a. The rotation angle detection mechanism 11 is used to make corrections by detecting the actual rotation angle of the rotary valve 7 every fuel injection, and to input this actual rotation angle signal into the controller 12 as a feedback signal, which causes the generation of a drive signal to be output to the actuator 9 , if an error occurs between this and the set angle of rotation.

Der Drehwinkelerkennungsmechanismus 11 kann z. B. ein Kodierer oder ein Kollimator sein. In dieser bevorzugten Ausführungsform wird ein Kollimator verwendet, und wie in Fig. 7 gezeigt, ist ein Reflektor 110 mit einer regelmäßigen polygonalen Form, die der Anzahl von Düsenöffnungen entspricht (in diesem Beispiel pentagonal) an der Drehachse 8a befestigt, eine Lichtquelle 111, die einen Lichtstrahl auf den Reflektor 110 wirft, ist in der Wand des Antriebskopfs 2 angebracht, und ein Lichterken nungsteil 112, das aus einer Reihe von optoelektrischen Konverterelementen besteht, z. B. Lichtdetektorelementen, ist in der inneren Wand des Antriebskopfs 2 angebracht und erstreckt sich von der Nähe der Lichtquelle 111. Das Lichtdetektorteil 112 ist so vorgesehen, das es sich über den Winkelbereich von zumindest 360° geteilt durch die Anzahl der Düsenöffnungen (in diesem Beispiel 72°) erstreckt, und seine Ausgangsseite ist mit dem Regler 12 verbunden. The rotation angle detection mechanism 11 can e.g. B. an encoder or a collimator. In this preferred embodiment, a collimator is used, and as shown in FIG. 7, a reflector 110 with a regular polygonal shape, which corresponds to the number of nozzle openings (pentagonal in this example) is attached to the axis of rotation 8 a, a light source 111 , which throws a light beam onto the reflector 110 is mounted in the wall of the drive head 2 , and a light detection part 112 , which consists of a series of optoelectric converter elements, e.g. B. light detector elements, is mounted in the inner wall of the drive head 2 and extends from the vicinity of the light source 111 . The light detector part 112 is provided so that it extends over the angular range of at least 360 ° divided by the number of nozzle openings (in this example 72 °), and its output side is connected to the controller 12 .

Vor, während und nach der Einspritzung wird das Drehventil 7 durch das Betätigungsglied 9 in eine Serie von Bewegungen versetzt, gemäß einem Flußdiagramm der Art wie es in Fig. 12 gezeigt ist.Before, during and after the injection, the rotary valve 7 is set in a series of movements by the actuator 9 , according to a flow chart of the type as shown in FIG. 12.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform beschränkt.The invention is not preferred to the one described above Embodiment limited.

Zunächst muß nicht die Gesamtheit der Umwandung 32 der Bohrung 34 eine konische Oberfläche aufweisen, sondern sie kann alternativ eine gerade Wandoberfläche vom Ende der Sitzoberflä che 303 zu einer geeigneten Position haben, wobei sich die oben erwähnte konische Oberfläche 340 von dem Ende dieser Wandober fläche bis zum Grund der Bohrung erstreckt.First of all, the whole of the wall 32 of the bore 34 does not have to have a conical surface, but it can alternatively have a straight wall surface from the end of the seat surface 303 to a suitable position, the above-mentioned conical surface 340 extending from the end of this wall surface to extends to the bottom of the hole.

Auch ist, obwohl in dieser bevorzugten Ausführungsform 5 Düsenöffnungen 35 und 5 Abdeckteile 71 des Drehventils 7 vorhanden sind, die Erfindung nicht darauf beschränkt. D. h. jede Anzahl kann aus einem Bereich von ungefähr 3 bis 9 ausgewählt werden.Also, although there are 5 nozzle openings 35 and 5 cover parts 71 of the rotary valve 7 in this preferred embodiment, the invention is not limited to this. That is, each number can be selected from a range of approximately 3 to 9.

Auch ist die Verbindung des Verbindungsstifts 8b und des Drehventils 7 nicht auf das in den Zeichnungen gezeigte beschränkt, sondern es kann alternativ ein Schlitz in dem unteren Ende des Verbindungsstifts 8b vorgesehen sein und mit einem hervorstehenden Teil, das in dem oberen Ende des Wellenstücks des Drehventils 7 vorgesehen ist, zusammenpassen. Oder der Verbindungsstift 8b und das Drehventil 7 können durch eine separate Verbindung verbunden sein. Als diese Verbindung ist eine Verbindung bevorzugt, die in der Lage ist, die Rolle der Übertragung von Drehmoment zur Drehung und Drehmoment zum Halten an das Drehventil 7 zu erfüllen, während sie eine Abweichung vom Zentrum und eine Bewegung des Drehventils 7 in Axialrichtung erlaubt, die aufgrund von Bearbeitungsfehlern in der Dimension in Axialrichtung auftritt, und Anheben des Nadelventils 4, z. B. eine Oldham-Kopplung. Also, the connection of the connecting pin 8 b and the rotary valve 7 is not limited to that shown in the drawings, but alternatively, a slit may be provided in the lower end of the connecting pin 8 b and with a protruding part which is in the upper end of the shaft piece of the rotary valve 7 is provided to match. Or the connecting pin 8 b and the rotary valve 7 can be connected by a separate connection. As this connection, a connection capable of fulfilling the role of transmitting torque to rotation and torque to hold to the rotary valve 7 is preferred, while allowing deviation from the center and movement of the rotary valve 7 in the axial direction, which occurs due to machining errors in the dimension in the axial direction, and lifting the needle valve 4 , z. B. an Oldham coupling.

Der Betrieb dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beschrieben.Operation of this preferred embodiment of the invention is described below.

Unter Druck stehender Kraftstoff wird durch eine Röhre von der Kraftstoffeinspritzpumpe (nicht gezeigt) dem unter Druck stehenden Kraftstoffeinlaß 104 zugeführt, wird durch die Durchlaßöffnungen 105, 305 in das Ölreservoir 101 geschoben, und von dort läuft er abwärts durch die ringförmige Passage A.Pressurized fuel is supplied through a tube from the fuel injection pump (not shown) to the pressurized fuel inlet 104 , is pushed through the ports 105 , 305 into the oil reservoir 101 , and from there it runs down through the annular passage A.

Der unter Druck stehende Kraftstoff wirkt gleichzeitig auf das Druckaufnahmeteil 42 des Nadelventils 4, das sich im Ölreservoir 301 befindet, und wenn der Kraftstoffdruck einen Druck erreicht, so daß er die eingestellte Kraft der Düsenfeder 103 überwindet, wird das Nadelventil 4 gegen die Schubkraft der Düsenfeder 103 gehoben, die Sitzoberfläche 44 am unteren Ende des Nadelventils bewegt sich weg von der Sitzoberfläche 303 des Düsenkörpers 3, und das Nadelventil 4 öffnet sich. Folglich fließt der unter Druck stehende Kraftstoff in den ringartigen Durchgang zwischen der konischen Oberfläche 340 und dem Wellenteil 72 des Drehventils 7.The pressurized fuel acts simultaneously on the pressure receiving part 42 of the needle valve 4 , which is located in the oil reservoir 301 , and when the fuel pressure reaches a pressure so that it overcomes the set force of the nozzle spring 103 , the needle valve 4 becomes against the thrust of the nozzle spring 103 lifted, the seat surface 44 at the lower end of the needle valve moves away from the seat surface 303 of the nozzle body 3 , and the needle valve 4 opens. As a result, the pressurized fuel flows into the annular passage between the conical surface 340 and the shaft part 72 of the rotary valve 7 .

Wenn das Nadelventil 4 angehoben wird, bewegt sich auch der Verbindungsstift 8b zusammen mit dem Nadelventil 4. Wenn der Kraftstoffdruck abfällt endet das Einspritzen von Kraftstoff und der Verbindungsstift 8b sinkt zusammen mit dem Nadelventil 4 ab, da das Nadelventil 4 durch die Druckkraft der Düsenfeder 103 heruntergeschoben und geschlossen wird.When the needle valve 4 is raised, the connecting pin 8 b moves together with the needle valve 4 . When the fuel pressure drops, the injection of fuel ends and the connecting pin 8 b drops together with the needle valve 4 , since the needle valve 4 is pushed down and closed by the pressure force of the nozzle spring 103 .

Fig. 2 und Fig. 3 zeigen einen Zustand, in dem die Düsenöff nungen 35 durch die Abdeckteile 71 des Drehventils 7 vollstän dig geöffnet worden sind und sich das Nadelventil geschlossen hat. In diesem Zustand sind die Vollverschlußebenen 710 der Abdeckteile 71 jeweils mit den Eingängen 350 der Düsenöffnungen 35 ausgerichtet und, wie in Fig. 4 gezeigt, sind die Eingänge 350 durch die Vollverschlußebenen 710 abgedeckt. Fig. 2 and Fig. 3 show a state in which the Düsenöff openings 35 through the cover parts 71 of the rotary valve 7 have been fully dig and the needle valve has closed. In this state, the full closure planes 4 are 71 each oriented 710 of the cover parts to the inputs 350 of the nozzle openings 35 and, as shown in Fig., The inputs of which are covered by the full 350 levels closure 710.

Beim Starten des Motors ist kein Antriebssignal von dem Regler 12 zum Betätigungsglied 9 gesendet worden und das Betätigungs glied 9 ist in einem Haltemodus. Wenn während einem Einlaßtakt oder einem Auslaßtakt Motor- oder Kraftstoffeinspritzpumpen geschwindigkeits- (oder Drehwinkel-) und Lastinformations signale vom Geschwindigkeitserkennungssensor 120 und dem Lasterkennungssensor 121 zum Regler 12 gesendet werden, wird ein Drehwinkel entsprechend diesen ausgerechnet.When the engine is started, no drive signal has been sent from the controller 12 to the actuator 9 and the actuator 9 is in a hold mode. If, during an intake stroke or an exhaust stroke, engine or fuel injection pumps send speed (or rotation angle) and load information signals from the speed detection sensor 120 and the load detection sensor 121 to the controller 12 , a rotation angle is calculated according to these.

Wenn ein dementsprechendes Antriebsgrößensignal dem Betätigungsglied 9 zugeführt wird, wird eine Antriebskraft des Betätigungsglieds 9 durch das Übertragungselement 90 zur Drehachse 8a übertragen und dieses Drehmoment wird durch den Verbindungsstift 8b zum Drehventil 7 übertragen, und folglich dreht sich das Drehventil 7 um einen erforderlichen Drehwinkel z. B. im Uhrzeigersinn von dem in Fig. 2 und Fig. 3 gezeigten Zustand. Während dieser Drehung ist, da keine Last in axialer Richtung aufgrund von Kraftstoffdruck auf das Drehventil 7 wirkt, die konische Oberfläche 70 nicht in starkem Kontakt mit der konischen Oberfläche 340 der Bohrung 34. Daher kann das Drehventil 7 leicht und glatt um den gewünschten Drehwinkel gedreht werden.If a corresponding drive magnitude signal is supplied to the actuator 9 , a driving force of the actuator 9 is transmitted through the transmission element 90 to the axis of rotation 8 a and this torque is transmitted through the connecting pin 8 b to the rotary valve 7 , and consequently the rotary valve 7 rotates through a required angle of rotation e.g. B. clockwise from the state shown in Fig. 2 and Fig. 3 state. During this rotation, since no load acts on the rotary valve 7 in the axial direction due to fuel pressure, the conical surface 70 is not in strong contact with the conical surface 340 of the bore 34 . Therefore, the rotary valve 7 can be easily and smoothly rotated through the desired rotation angle.

Der Drehwinkel der Drehachse 8a zu diesem Zeitpunkt wird automatisch durch den Drehwinkelerkennungsmechanismus 11 festgestellt. D. h. vom Reflektor 110 reflektiertes Licht wird durch das Lichtdetektorteil 112 empfangen und der tatsächliche Drehwinkel wird festgestellt, da der sich zusammen mit der Drehachse 8a drehende Reflektor 110 an der Drehachse 8a koaxial mit dieser angebracht ist.The rotation angle of the rotation axis 8 a at this time is automatically determined by the rotation angle detection mechanism 11 . That is, reflected by the reflector 110, light is received by the light detecting portion 112 and the actual rotational angle is detected as being itself mounted together with the rotation axis 8 a rotating reflector 110 at the rotation axis 8a coaxially therewith.

Dieses Signal wird zum Regler 12 zurückgeführt, im Regler 12 wird festgestellt, ob ein Fehler zwischen diesem und dem eingestellten Winkel vorliegt oder nicht, und wenn ein Fehler vorliegt wird ein Antriebssignal vom Regler 12 zum Betätigungs glied 9 gesendet und die Drehachse 8a wird fein angetrieben, und es wird dadurch eine Positionskorrektur des Drehventils 7 ausgeführt. Wenn auf diese Weise die Position auf den eingestellten Drehwinkel gebracht worden ist, wird ein Haltesignal von dem Regler 12 an das Betätigungsglied 9 ausgegeben und das Drehventil 7 wird in dieser Position gehalten. This signal is fed back to the controller 12, the controller 12 is determined whether an error between this and the adjusted angle or not, and if an error is present is sent 9, a drive signal from the controller 12 membered to actuation and the rotation axis 8a is finely driven, and thereby a position correction of the rotary valve 7 is carried out. When the position has been brought to the set angle of rotation in this way, a stop signal is output by the controller 12 to the actuator 9 and the rotary valve 7 is held in this position.

Fig. 8 und Fig. 9-A und 9-B zeigen einen Zustand, in dem der Öffnungsgrad der Düsenöffnungen 35 auf 1/2 gebracht worden ist. In diesem Zustand sind die geneigten Flächen 711 der Abdeckteile 71 des Drehventils 7 so positioniert, daß sie die Eingänge 350 der Düsenöffnungen 35 diagonal über ihnen teilen. Fig. 8 and Fig. 9-A and 9-B show a state in which the opening degree of the nozzle openings has been reduced to 1/2 35th In this state, the inclined surfaces 711 of the cover parts 71 of the rotary valve 7 are positioned so that they divide the inlets 350 of the nozzle openings 35 diagonally above them.

Fig. 10 und Fig. 11 zeigen einen Zustand, in dem die Düsenöffnungen 35 vollständig geöffnet worden sind. In diesem Zustand sind die Vollöffnungsabschnittsflächen 712 der Abdeck teile 71 des Drehventils 7 jeweils an den Eingängen 350 der Düsenöffnungen 35 positioniert (siehe linke Position in Fig. 4). Fig. 9-A und Fig. 11-A zeigen jeweils einen Querschnitt in einer Ebene durch die Zentren der Düsenöffnungen in diesen Fällen. Fig. 10 and Fig. 11 show a state in which the nozzle openings are completely 35 open. In this state, the full opening section surfaces 712 of the cover parts 71 of the rotary valve 7 are each positioned at the inputs 350 of the nozzle openings 35 (see left position in FIG. 4). Fig. 9-A and Fig. 11-A show respectively a cross section in a plane through the centers of the nozzle openings in these cases.

Wenn von diesem Zustand der Kraftstoffdruck ansteigt und sich das Nadelventil 4 wie oben beschrieben öffnet, läuft unter hohem Druck stehender Kraftstoff durch den ringartigen Gang zwischen der konischen Oberfläche 340 der Bohrung 34 und den Wellenteil 72 des Drehventils 7, und fließt in die Eingänge 350, die mit dem eingestellten Öffnungsgrad geöffnet sind, und wird aus den Ausgängen 351 gesprüht.When the fuel pressure rises from this state and the needle valve 4 opens as described above, high-pressure fuel runs through the annular passage between the conical surface 340 of the bore 34 and the shaft part 72 of the rotary valve 7 , and flows into the inlets 350 , which are opened with the set degree of opening, and is sprayed out of the outlets 351 .

Da der in die Eingänge 350 fließende Kraftstoff nicht durch die vertikalen Öffnungen oder diagonalen Öffnungen fließt, die in dem Drehventil ausgebildet sind, sondern einen ringartigen Gang herabläuft, der das Drehventilwellenteil 72 umgibt, ist der Durchflußwiderstand gering, und da die Abdeckteile 71 in radialer Richtung abwärts geneigt sind, ist die Änderung in der Flußrichtung des Kraftstoffs sanft und Druckverluste sind gering.Since the fuel flowing into the inlets 350 does not flow through the vertical openings or diagonal openings formed in the rotary valve, but runs down an annular passage surrounding the rotary valve shaft part 72 , the flow resistance is low and the cover parts 71 in the radial direction are inclined downward, the change in the flow direction of the fuel is smooth and pressure losses are small.

Da zu dieser Zeit der Einspritzung der Kraftstoffeinspritzdruck hauptsächlich auf die Oberseiten der Abdeckteile 71 des Drehventils 7 wirkt und der Druck lokal mit der Kraftstoffein spritzung in der Nähe der Düsenöffnungen 35 zusammenfällt, wird das Drehventil 7 in der axialen Richtung geschoben, und in der Bohrung 34 geraten die konischen Oberflächen 70, 340 in starken gegenseitigen Kontakt und werden flächendicht, und aufgrund einer Reibungskraft tritt hier eine Befestigungskraft auf.At this time of injection, since the fuel injection pressure mainly acts on the tops of the cover parts 71 of the rotary valve 7 and the pressure locally coincides with the fuel injection near the nozzle openings 35 , the rotary valve 7 is pushed in the axial direction and in the bore 34 the conical surfaces 70 , 340 come into strong mutual contact and become surface-tight, and a fastening force occurs here due to a frictional force.

Darüberhinaus decken in dieser Erfindung die Abdeckteile 71 nicht die Düsenöffnungen 35 allmählich mit einer Beziehung ab, die parallel zur Düsenachse L liegt, sondern sie decken die Düsenöffnungen 35 nach und nach mit einer Beziehung ab, die sich diagonal mit der Düsenachse L schneidet. Folglich ist die Feststellkraft aufgrund der Reibungskraft zwischen den Sitzoberflächen des Drehventils 7 und der Bohrung 34 größer als die Kraft, die aufgrund des auf die Düsenöffnungen 35 wirkenden Einspritzdrucks dazu neigt, das Drehventil 7 in der Richtung seiner Drehachse zu bewegen.Furthermore, in this invention, the cover members 71 do not gradually cover the nozzle openings 35 with a relationship that is parallel to the nozzle axis L, but they gradually cover the nozzle openings 35 with a relationship that intersects diagonally with the nozzle axis L. Consequently, the locking force due to the frictional force between the seat surfaces of the rotary valve 7 and the bore 34 is greater than the force which tends to move the rotary valve 7 in the direction of its axis of rotation due to the injection pressure acting on the nozzle openings 35 .

D. h., wenn in Fig. 4 die ausübende Kraft aufgrund des wirkenden Einspritzdrucks F ist, die auf die Abdeckteile 71 in der Drehrichtung wirkende Kraft Fθ ist, die auf das Drehventil in vertikaler Richtung wirkende Kraft Fn ist, und die Reibungs kraft Ff ist, dann gilt bei einem Reibungskoeffizienten µ, Ff = µFn < Fθ.That is, in Fig. 4, the exerting force due to the acting injection pressure is F, the force acting on the cover members 71 in the rotational direction is Fθ, the force acting on the rotary valve in the vertical direction is Fn, and the frictional force Ff then, with a coefficient of friction µ, Ff = µFn <Fθ.

Daher ist das Drehventil 7, das um einen vorbestimmten Winkel gedreht worden ist um den Öffnungsgrad der Düsenöffnungen zu ändern während das Nadelventil 4 geschlossen ist, in seiner Position starr befestigt, wenn das Nadelventil 4 offen ist, d. h. während der Kraftstoffeinspritzperioden.Therefore, the rotary valve 7 , which has been rotated through a predetermined angle to change the opening degree of the nozzle openings while the needle valve 4 is closed, is rigidly fixed in position when the needle valve 4 is open, that is, during the fuel injection periods.

D. h., da die Düsenöffnungen 35 in der Bohrung 34 gemäß dem Drehwinkel, der dem Drehventil 7 gegeben ist, abgedeckt sind, kann die Düsenöffnungsfläche frei und stufenlos geändert werden, und während des Laufs unter geringer Last ist der Kraftstoffeinspritzdruck höher, zusammen mit einer Verringerung im Bereich der Düsenöffnung, und die Einspritzperiode wird lang. Als Ergebnis kann eine Förderung der feinen Zerstäubung des Sprays und eine Zunahme des Luftüberschußverhältnisses des Sprays erwartet werden und NOx Emissionen sind reduziert. Auch ist während des Laufs unter hoher Last der Kraftstoffeinspritz druck reduziert, zusammen mit einer Zunahme der Düsenöffnungs fläche, und die Einspritzperiode wird kurz. Als Ergebnis wird der notwendige Sprayfluß überall gleichförmig geliefert und verteilt, und eine stabile Kraftstoffverbrennung mit hoher Ausgangsleistung wird ausgeführt.That is, since the nozzle openings 35 in the bore 34 are covered according to the rotation angle given to the rotary valve 7 , the nozzle opening area can be changed freely and smoothly, and during running under a light load, the fuel injection pressure is higher along with a reduction in the area of the nozzle opening, and the injection period becomes long. As a result, a promotion of fine atomization of the spray and an increase in the excess air ratio of the spray can be expected, and NOx emissions are reduced. Also, during the high load run, the fuel injection pressure is reduced, along with an increase in the nozzle opening area, and the injection period becomes short. As a result, the necessary spray flow is supplied and distributed uniformly everywhere, and stable fuel combustion with high output is carried out.

Wenn sich das Drehventil 7 aufgrund einer äußeren Kraft, die stärker ist als die Haltekraft, aus seiner Position bewegt, wird diese Positionsabweichung durch den Drehwinkelerkennungs mechanismus 11 bestimmt, wenn sich das Nadelventil 4 nach der jeweiligen Kraftstoffeinspritzung geschlossen hat, und durch den Antrieb des Betätigungsglieds 9 durch ein Signal vom Regler 12 wie oben beschrieben korrigiert, und das Drehventil 7 wird dadurch auf die eingestellte Drehwinkelposition des Zeitpunkts der vorhergehenden Einspritzung zurückgestellt und in diesem Zustand gehalten. Da es möglich ist, die Position des Drehventils 7 auf diese Weise kontinuierlich zu bestimmen und zu korrigieren, kann eine Änderung im Spray von Einspritzung zu Einspritzung verringert werden.If the rotary valve 7 moves due to an external force that is stronger than the holding force, this position deviation is determined by the rotation angle detection mechanism 11 when the needle valve 4 has closed after the respective fuel injection, and by the drive of the actuator 9 is corrected by a signal from the controller 12 as described above, and the rotary valve 7 is thereby reset to the set rotational angle position at the time of the previous injection and is kept in this state. Since it is possible to continuously determine and correct the position of the rotary valve 7 in this way, a change in the spray from injection to injection can be reduced.

Auch schließen in dieser Erfindung, wie in Fig. 4 gezeigt, die Abdeckteile 71 allmählich die Düsenöffnungen 35 oder öffnen diese umgekehrt, in solch einer Weise, das sie sich diagonal mit der Düsenachse schneiden. Folglich ist der Einfluß der Positionierungsgenauigkeit des Drehventils 7 auf den Öffnungs grad der Düsenöffnungen reduziert.Also in this invention, as shown in Fig. 4, the cover members 71 gradually close the nozzle openings 35 or open them upside down in such a manner that they intersect diagonally with the nozzle axis. Consequently, the influence of the positioning accuracy of the rotary valve 7 on the opening degree of the nozzle openings is reduced.

D. h., wenn die Düsenöffnungen mit einer Beziehung parallel zur Düsenachse abgedeckt sind, wie in der oben erwähnten verwandten Technik 1 und 2, ist beim Einstellen des Öffnungsgrades der Düsenöffnungen 35 auf 1/4 der Drehwinkel θ des Drehventils 7 3,6°, und wenn nur ein kleiner Fehler in der Positionierung vorliegt, tritt ein großer Fehler im Öffnungsgrad der Düsenöff nungen auf. Im Gegensatz dazu kann in dieser Erfindung beim Einstellen derselben Düsenöffnungen 35 auf 1/4 der Drehwinkel θ des Drehventils 7 beträchtliche 18° ergeben. Daher kann die Positionierungsgenauigkeit mäßig sein und es ist möglich, die Düsenöffnung frei auf jede Größe zwischen 0 und 100° zu variieren. Auch wird es unnötig, daß das Betätigungsglied 9 ein solches mit einer hohen Bewegungs- und Stopgenauigkeit sein muß, und seine Kosten können verringert werden. Darüberhinaus ist es auch möglich, die Bearbeitungsgenauigkeit beim Herstel len des Drehventils zu verringern.That is, when the nozzle openings are covered with a relationship parallel to the nozzle axis, as in the related art 1 and 2 mentioned above, when the opening degree of the nozzle openings 35 is set to 1/4, the rotation angle θ of the rotary valve 7 is 3.6 ° , and if there is only a small error in the positioning, a large error occurs in the opening degree of the nozzle openings. In contrast, in this invention, when the same nozzle openings 35 are set to 1/4, the angle of rotation θ of the rotary valve 7 can result in considerable 18 °. Therefore the positioning accuracy can be moderate and it is possible to freely vary the nozzle opening to any size between 0 and 100 °. Also, it becomes unnecessary that the actuator 9 must be one with high movement and stop accuracy, and its cost can be reduced. In addition, it is also possible to reduce the machining accuracy when manufacturing the rotary valve.

Auch ist es in dieser Erfindung möglich, den Einfluß des Düsenkörpers auf das Spray zu verringern, da sich die Düsenöff nungen 35 zum Ausgang 351 hin in der Form eines Horns nach außen hin öffnen, mit einem Winkel, der dem Spraywinkel zu Zeiten der maximalen Düsenöffnung entspricht.It is also possible in this invention to reduce the influence of the nozzle body on the spray, since the nozzle openings 35 open outwards in the form of a horn towards the outlet 351 , at an angle which corresponds to the spray angle at the times of the maximum nozzle opening corresponds.

Das heißt, wenn die Öffnung der Düsenöffnungen 35 groß ist, wie in Fig. 13-A gezeigt, wird Kraftstoff mit einem entsprechend großen Sprühwinkel versprüht. Wenn die Öffnung der Düsenöff nungen 35 klein ist, wie in Fig. 13-B gezeigt, wird der Kraftstoff durch die Kante des Eingangs 350 zusammengezogen und mit einem kleinen Sprühwinkel versprüht, so daß er nicht in Kontakt mit der Wandoberfläche der Düsenöffnung 35 tritt, und es ist möglich, eine Sprühform hoher Dichte und mit einer lange erhaltenen Länge zu erhalten. Da das Drehventil 7 und die Bohrung 34 an ihren konischen Oberflächen 70, 340 oberflächen dicht sind, wird ein sogenanntes Düsenöffnungskraftstoffleck verhindert, bei den etwas Kraftstoff in der Umfangsrichtung zwischen der Bohrung 34 und dem Drehventil 7 fließt. Auch wird ein Ausströmen von Kraftstoff zum Hauptteil der Drehachse hin durch die Oberflächendichtung zwischen der Kante 450 an der Grenze zwischen dem ersten Loch 45a und dem zweiten Loch 45b und der konischen Oberfläche 84 des Verbindungsstifts 8b ebenfalls verhindert. Folglich ist es möglich das Sprühen mit einem Einspritzdruck auszuführen, der beim Anfangsdruck gehalten wird.That is, when the opening of the nozzle openings 35 is large, as shown in Fig. 13-A, fuel is sprayed with a correspondingly large spray angle. If the opening of the nozzle openings 35 is small, as shown in Fig. 13-B, the fuel is drawn together by the edge of the entrance 350 and sprayed with a small spray angle so that it does not come into contact with the wall surface of the nozzle opening 35 , and it is possible to obtain a spray form of high density and with a long length obtained. Since the rotary valve 7 and the bore 34 are sealed on their conical surfaces 70 , 340 , a so-called nozzle opening fuel leak is prevented, in which some fuel flows in the circumferential direction between the bore 34 and the rotary valve 7 . Also, an outflow of fuel to the main part of the axis of rotation through the surface seal between the edge 450 at the boundary between the first hole 45 a and the second hole 45 b and the conical surface 84 of the connecting pin 8 b is also prevented. As a result, it is possible to carry out spraying with an injection pressure maintained at the initial pressure.

Claims

1. Fuel injection nozzle with variable nozzle opening, characterized by a nozzle body ( 3 ), a bore ( 34 ) being provided in a tip thereof, in a conversion ( 32 ) of which a plurality of nozzle openings ( 35 ) are formed, which in the Are circumferentially spaced, and a rotary valve ( 7 ) which is arranged within the bore ( 34 ), the area of the nozzle openings is variable according to the angular position of the rotary valve ( 7 ), the conversion ( 32 ) of the bore ( 34 ) and that Rotary valve ( 7 ) each have mutually contacting seat surfaces ( 340 , 70 ), and the rotary valve ( 7 ) has parts ( 71 ) of parts of its conical surface corresponding to the positions of the nozzle openings therein, the number of which is equal to the number of nozzle openings, wherein the cover members ( 71 ) gradually relate the opening degree of the nozzle with a relationship intersecting diagonally with the nozzle axis L. Change the openings ( 35 ) when the rotary valve ( 7 ) rotates.

2. Fuel injector with variable nozzle opening according to claim 1, characterized in that each of the cover parts ( 71 ) has at its end a full closure plane ( 710 ) which is larger than the diameter of the nozzle openings ( 35 ), and adjacent to the full closure plane ( 710 ) inclined surface ( 711 ), the height of which gradually decreases, and at the lowest level of the inclined surface ( 711 ) has a full opening section surface ( 712 ) for fully opening the respective nozzle opening ( 35 ), the full opening section surface ( 712 ) having the base of the fully closed plane ( 710 ) of the next cover part ( 71 ) is connected.

3. A fuel injector with a variable nozzle opening according to claim 1 or 2, characterized in that the cover parts ( 71 ) are inclined in the radial direction with a predetermined angle of inclination (β) with respect to the nozzle axis (L).

4. Fuel injector with variable nozzle opening according to one of claims 1 to 3, characterized in that each of the nozzle openings ( 35 ) is horn-shaped so that they progressively from an input ( 350 ) to an output ( 351 ) of the conversion ( 32 ) expands.

5. A fuel injector with variable nozzle opening according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotary valve ( 7 ) is connected to a drive shaft arrangement ( 8 ), wherein a rotation angle detection mechanism ( 11 ) for determining the angle of rotation of the rotary valve ( 7 ) and for carrying out a correction of the position of the rotary valve is applied to the drive shaft arrangement ( 8 ) with each injection.