DE2825998A1

DE2825998A1 - FUEL INJECTION NOZZLE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DE2825998A1
Application number: DE19782825998
Authority: DE
Inventors: Kurt Seifert; Gerhard Stumpp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-06-14
Filing date: 1978-06-14
Publication date: 1980-01-03
Also published as: GB2023227A; JPS551495A; FR2428745B3; GB2023227B; FR2428745A1

Description

3 «· 47 3 «47

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffexnspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Durch die Drosselstelle im Kraftstoffstrom wird bei kleinen Einspritzmengen eine Spritzzeitverlängerung und dadurch ein leiserer Lauf der Brennkraftmaschine erreicht. Außerdem wird der Kraftstoff bei diesen kleinen Mengen besser aufbereitet, was einen Rückgang des spezifischen Kraftstoffverbrauchs mit sich bringt. Bei größeren Einspritzmengen, also im Teillast- und Vollastbereich, wird dann meist durch Austauchen eines Bundes an der Yentilnadel aus der Spritzöffnung die Drosselstelle ausgeschaltet, wobei aufgrund dieser größeren Menge auch bei der großen Einspritzöffnung eine ausreichende Kraftstoffaufbereitung erfolgt und Drosselverluste vermieden werden. Diese Forderungen werden von den Motorherstellern an den Entwickler von Einspritzanlagen gestellt und sind in vielfältigen Lösungen bekannt.The invention is based on a fuel injection nozzle according to the preamble of the main claim. Through the throttle point is in the fuel flow with small injection quantities an extension of the injection time and thus a quieter running of the internal combustion engine is achieved. In addition, the With these small quantities, fuel is better prepared, which leads to a decrease in specific fuel consumption brings with it. In the case of larger injection quantities, i.e. in the part-load and full-load range, it is then mostly through replacement a federal government on the Yentilnadel from the injection opening, the throttle point switched off, due to This larger quantity also provides sufficient fuel preparation with the large injection opening and Throttle losses can be avoided. Engine manufacturers make these demands on developers of injection systems posed and are known in a variety of solutions.

Diese bekannten Kraftstoffeinspritzdüsen haben den Nachteil, daß die Drosselstelle aufgrund von Koksbildung ihren Querschnitt ändern bzw. völlig zuwachsen. Die Koksbildung entsteht in erster Linie durch Kraftstoffreste, die von der hohen Brenntemperatur des Brennraums an der Ventilnadel oder sie aufnehmenden Bohrung jeweils in dem ab dem Ventilsitz dem Brennraum zugewandten Abschnitt nachträglich unter Mangel von Sauerstoff verbrennen. Die Nachteile einer derartigen Verkokung sind leicht vorstellbar und iiinreichend bekannt.These known fuel injection nozzles have the disadvantage that the throttle point due to coke formation change their cross-section or grow completely closed. The formation of coke is primarily caused by fuel residues, from the high combustion temperature of the combustion chamber on the valve needle or the bore receiving it in each case in the Burn from the valve seat the section facing the combustion chamber afterwards with a lack of oxygen. the Disadvantages of such coking are easy to imagine and well known.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Kraftstoffexnspritzdüse mit den kenn-The fuel injection nozzle according to the invention with the characteristic

- 3 909881/007B - 3 909881 / 007B

/- f / - f

κ. 47 3κ. 47 3

zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Drosselstelle durch den Ventilsitz gegenüber dem Brennraum geschützt ist. Hierdurch ist eine Verkokung im Bereich der Drosselstelle nicht möglich und die Einspritzanlage arbeitet auch nach längerem Betrieb einwandfrei. Die Vorteile und die Bedeutung ist augenscheinlichj da eine Kraftstoffeinspritzanlage einmal für die Forderungen der Brennkraftmaschine optimiert ₃ diesen Wert möglichst über die gesamte Betriebs zeit behalten sollte.Characteristic features of the main claim has the advantage that the throttle point is protected from the combustion chamber by the valve seat. As a result, coking in the area of the throttle point is not possible and the injection system works perfectly even after prolonged operation. The advantages and the importance are evident since a fuel injection system once optimized for the requirements of the internal combustion engine ₃ should retain this value as possible over the entire operating time.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzdüse möglich.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the In the main claim specified fuel injector possible.

Zeichnungdrawing

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 eine Kraftstoffexnspritzdüse im Zusammenbau, Figur 2 eine Ventilgruppe im Längsschnitt und Figur die Ausgestaltung einer Drosselstelle.In the drawing is an embodiment of the invention and is described in more detail below. FIG. 1 shows a fuel injection nozzle assembled, FIG. 2 shows a valve group in longitudinal section and FIG. The configuration of a throttle point.

Description of the example of the invention

Wie in Figur 1 dargestellt₃ wird ein Düsenkörper 1 durch eine überwurfmutter 2 an einen Düsenhalter 3 gespannt. Der Düsenhalter 3 weist auf der dem Düsenkörper 1 abgewandten Seite ein Gewinde 4 auf₃ an das die Kraftstoffdruckleitung über einen Nippel schraubbar ist. Die überwurfmutter 2 weist ein Außengewinde 5 auf, mit dem sie in eine Bohrung der Brennkraftmaschine schraubbar ist zurAs shown in Figure 1 ₃ is a nozzle body 1 is clamped by a union nut 2 in a nozzle holder. 3 The nozzle holder 3 has on the side facing away from the nozzle body 1, a thread 4 to ₃ to which the fuel pressure line can be screwed via a nipple. The union nut 2 has an external thread 5 with which it can be screwed into a bore of the internal combustion engine for

909881/007S -909881 / 007S -

- / - ζ R. A 7 3- / - ζ row A 7 3

Befestigung der Kraftstoffeinspritzdüse an der Brennkraftmaschine. Attachment of the fuel injector to the internal combustion engine.

In Figur 2 ist der Düsenkörper 1 im Schnitt dargestellt, Wie ersichtlich, ist durch eine Hohlschraube 6 ein Einsatz 7 in diesem Düsenkörper 1 festgespannt. Der Einsatz; ist Teil einer nun näher su beschreibenden Ventilgruppe₃ welche für sich vormontiert eingebaut wird. Zu dieser Ventilgruppe gehört eine Ventilnadel 8, mindestens eine Schließfeder 9, mindestens ein Federteller 10 sowie ein an der Ventilnadel angreifendes Widerlager 11 der Feder 9· Die Ventilnaäel 8 weist einen Kopf 12 auf, der zum Nadelschaft hin in einen Konus 13 übergeht, welcher mit einem Ventilsits Ik am Einsatz 7 zusammenwirkt, welcher als Übergang zwischen einer Spritzöffnung 15 und einer Führungsbohrung Io im Einsat? 7 angeordnet ist. Das Widerlager 11 ist auf dem dem Kopf 12 abgewandten Ende der Ventilnadel 8 in bekannter V/eise aur Aufnahme und Übertragung der Federkräfte auf die Vent-ilnadei an dieser befestigt, Der unter Druck suströmende Kraftstoff beaufschlagt die Ventilnadel 8 und verschiebt diese entgegen der Kraft der Feder 9_S so daß der Konus IJ- vc:r. Vent Λ lsi t z Ik abhebt i;r:d über die Bohrung !{· die E-inspritsuag erfolgt. Nach Beendigung der Zuführung des unter Druck stehenden Kraftstoffes wird durch die Feder 9 dtr Konus 13 wieder auf den Sits IH gepreßt. Der Kraftstoff strömt während der Einspritzung über eine Bohrung 17 des Z-insatzes ", zu lessen Mittelbohrur.g Ic und von dort "wiccnen Ventilnade!konus 13 and Ventilsitz U^ -:-ur- Spr:i.;--3'3ffnung 15·In Figure 2, the nozzle body 1 is shown in section. As can be seen, an insert 7 is clamped in this nozzle body 1 by a hollow screw 6. The stake; _{is part of a valve group 3,} now described in more detail below, which is installed pre-assembled for itself. This valve group includes a valve needle 8, at least one closing spring 9, at least one spring plate 10 and an abutment 11 of the spring 9 that engages the valve needle a valve seat Ik interacts on the insert 7, which as a transition between an injection opening 15 and a guide hole Io in the insert? 7 is arranged. The abutment 11 is attached to the valve needle 8 on the end of the valve needle 8 facing away from the head 12 in a known manner for absorbing and transmitting the spring forces to the valve needle Spring 9 _S so that the cone IJ- vc: r. Vent Λ lsi t z Ik lifts i; r: d over the hole ! {· The E-injection takes place. After completion of the supply of the pressurized fuel, the spring 9 presses the cone 13 back onto the seat IH . During the injection, the fuel flows through a bore 17 of the Z-insert ", to be lessened central bore.g Ic and from there" valve needle! Cone 13 and valve seat U ^ -: - original Spr: i.; - 3'3 opening 15 ·

In Figur 3 ist der Bereich um den NadPlkopf 12 in vergr?5ei tem Maßstab dargestellt. Auf der "?nui!nadel 8 befindet sich im Anschluß an den Konus 13 sin Bund iSj der mit der Bohrung 16 einen Ringspalt 19 begrenzt. Der über die Bohrung 17 zuströmende Kraftstoff muß also, um zur Spritzöff-In FIG. 3, the area around the needle head 12 is enlarged tem scale. Located on the? Nui! Needle 8 following the cone 13 sin collar iSj with the Bore 16 delimits an annular gap 19. The fuel flowing in via the bore 17 must therefore, in order to be able to

909881/0075 " " "909881/0075 "" "

- f- ζ- f- ζ R. A 7 3R. A 7 3

nu:i£ if z~a gelangen, diese Drosselstelle 19 passieren. Durch •::i2Si Drosselstelle 19 wird also die bei jeder Kraftstoffeinspritzdüse zur Aufbereitung, also Zerstäubung des Kraftstoffes erforderliche Drosselvorgang verstärkt. Die Drosselsteile ist immer dann von Vorteil, wenn die pro Zeiteinheit geförderte Kraftstoffmenge verhältnismäßig gering ist, wie es beispielsweise beim Leerlauf und bei niederer Teillast eier Fall ist. Wenn nun die Ventilnadel 8 den Hub H₁ zurückgelegt hat, taucht der Bund lB aus'der Bohrung 16 aus, was eine Abschaltung der zusätzlichen Drosselwirkung bzw. eine Ausschaltung der Drossel IS zur Folge hat. Dies tritt dann ein, wenn aufgrund von größeren geförderten Kraftstoffmanger., pro Zeiteinheit, z.B. bei Teillast und Vollast, die Drossel 19 eine ungewünscht starke Drosselung zur Folge hätte. Die Erfindung ist nicht eingeschränkt auf Ir-asselstellen. die unmittelbar stromauf des Ventilsitzes v.nrre ordnet sind. Das dargestellte Beispiel ist jedoch 'eh::³ preisgünstig herstellbar und strömungstechnisch sov-'ie re^ü^lxih der Ein- und Ausschaltung der Drossel günivi.^ ausgebildet, üblicherweise wird die Ventilnadel r_ür :;.rcr_ sine Feder 9 beiastet. Hierbei ist es dann zur L^v~:^::::.n% eier gewünschten Kennlinie von Vorteil, wenn .'.t~ Γ ir:'-:;-i:ra.ft progressiv ist, Un in der Erreichung der srv ü;ic-3li"er: Elnspri^charakteristik flexibel zu sein, _s:£:::: ."-si·; oh auch, vie bein Ausführungsbeispiel, ein Fe-.■"-:Λ^νί.:Γ ::.ίτ sviei Feiern 9 verwendet- werden. Hierdurch ist :.r.:_..vas:;".::=.ν-τ eine deutliche Druckstufe erreichbar. Am Γ";;"-.:-.vr-;Ils:: iO ist- eine Mitnahnehülse 20 angeordnet, ".■."f-Lfrii'p ::=.·;> 3urüc>l~gung des Hubes H^ auf einen zweiten Bäuäi-tf-ilsr_- 21 steigt, auf den die zweite Feder 9 wirkt. r»ur-?.r. da;- Luschalten dieser zweiten Feder 9 erhöht sich der c-shliendruck der Ventilnadel S entsprechen. Der gesamte ofinungshub der Ventilnadel S ist dann durch einen Anschlag 22, der ar. Einsatz 7 angeordnet ist, bestimmt.nu: i £ if z ~ a , pass this throttle point 19. By • :: i2Si throttle point 19, the throttling process required in each fuel injection nozzle for the preparation, that is to say the atomization of the fuel, is intensified. The throttle part is always advantageous when the amount of fuel delivered per unit of time is relatively small, as is the case, for example, with idling and with a low partial load. When the valve needle 8 has now covered the stroke H ₁ , the collar 1B emerges from the bore 16, which results in the additional throttling effect being switched off or the throttle IS switched off. This occurs when the throttle 19 would result in an undesirably strong throttling due to the larger amount of fuel being pumped per unit of time, for example at part load and full load. The invention is not limited to devices. which are arranged immediately upstream of the valve seat v.nrre. The example shown is however günivi 'eh :: ³ manufactured inexpensively and fluidically sov'ie-re ^ ü ^ lxih the switching on and off of the choke designed ^, usually the valve needle is r_ür:;. Rcr_ sine spring 9 beiastet.. It is then advantageous for the L ^ v ~: ^ ::::. N% eier desired characteristic if . '. T ~ Γ ir:'-:; - i: ra.ft is progressive, Un in the achievement der srv ü; ic-3li "er: Elnspri ^ characteristic to be flexible, _s : £ ::::." - si ·; oh also, vie bein embodiment, a Fe-. ■ "-: Λ ^ν ί.: Γ ::. ίτ sviei celebrations 9 can be used. This means: .r.: _ .. vas:;". :: = .ν-τ a significant pressure level can be achieved. At the Γ ";;" -.:-. Vr-; Ils :: iO there is a coupling sleeve 20, ". ■."F-Lfrii'p :: = ^ on a second Bäuäi-tf-ilsr_- 21 rises, on which the second spring 9 acts. r »ur - ?. r. there; - Switching on this second spring 9 increases the pressure of the valve needle S corresponding to the valve needle. The entire opening stroke of the valve needle S is then through a stop 22, the ar. Insert 7 is arranged, intended.

- 6 809881/0075 - 6 809881/0075

- 4- ι κ.- 4- ι κ.

Die Erfindung ist nicht nur eingeschränkt auf Kraftstoffeinspritzdüsen mit nach außen öffnenden Ventilnadeln, sondern gilt generell für in Strömungsrichtung öffnende Nadeina bei denen beispielsweise spritzseitig stromab des Nadelkopfes eine die Spritzöffnung aufnehmende Vorsatzplatte angeordnet ist. Ebenfalls betrifft die Erfindung auch Kraftstoffeinspritzdüsenj bei denen die Ventilnadel lediglich schaftförmig ausgebildet ist.The invention is not limited only to fuel injectors with outwardly opening valve needles, but generally applies to needles opening in the direction of flow in which, for example, on the injection side downstream of the The needle head is arranged a front plate receiving the spray opening. The invention also relates to also fuel injectors where the valve needle is only formed shaft-shaped.

909881/0075909881/0075

Claims

June 6, 1978 Su / Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Expectations

Fuel injection nozzle for internal combustion engines with in the flow direction of the fuel against spring force opening valve needle and with the end of a bore of a nozzle body serving to guide the valve needle or use of the same arranged control point for the fuel passage, as well as with one of the valve needle Stroke-controlled, effective during a first section of the opening stroke serving as a pre-stroke and thereafter switched off throttle point in the fuel flow, characterized in that the throttle point (19) upstream of the Valve seat is arranged.

2. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that a head (12) is arranged on the valve needle (8), which is equipped to control the fuel passage with a surface (13) with a ^ m valve ■ seat (I ¹ I) cooperates, and that a collar (18) is arranged on the valve needle shaft following the head (12), which forms the throttle point (19) with the guide bore (lö) and which after a first stroke section (H ^) from the Guide hole (16) emerges.

Ö09881/007SÖ09881 / 007S

_ p —_ p -

ORIGINAL INSPECTED

- 2 - η. * 7 3- 2 - η. * 7 3

3 · Fuel injection nozzle according to claim 1 or 2, characterized characterizedj that the force of the spring (9) is progressive Has characteristic.

4. Fuel injection nozzle according to one of the preceding Claims, characterized in that the valve needle (8) can be loaded by at least two associated springs (9).

5. Fuel injection nozzle according to one of the preceding Claims, characterized in that a hole nozzle attachment is arranged downstream of the valve seat (14).

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