DE3128002A1

DE3128002A1 - Fuel injection nozzle

Info

Publication number: DE3128002A1
Application number: DE19813128002
Authority: DE
Inventors: David John Sudbury Suffolk Gaskell
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1980-07-16
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1982-03-25
Also published as: FR2487012A1; ZA814206B; IT1138053B; IT8122929A0; JPS5751946A; BR8104515A

Description

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Solche Düsen sind als sogenannte Zapfendüsen bekannt. Durch die Wahl der Form des äußeren Endteiles des Zapfens ist es möglich, die Form des mit der Düse erzeugten Kraftstoffstrahles zu verändern. Wenn beispielsweise der äußere Endabschnitt des Zapfens als Konus ausgebildet ist, dessen Grundfläche dem Ventilglied abgekehrt ist, kann das Strahlmuster als Hohlkonus sich ausbilden, wobei der ringförmige Kraftstoffstrahl einen sich erweiternden Strahlwinkel erhält, wenn er auf den konischen Zapfenteil auftrifft. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, daß die Energie verringert wird, mit der der Kraftstoff strahl in die Vor- oder Brennkammer eintritt. Diese Verringerung der Eintrittsenergie wiederum wird die Kraftstoffverbrennung in ihrer Gesamtheit beeinträchtigen. Andererseits ermöglicht der weitere Sprühwinkel, daß sich ein Teil des Kraftstoffes sehr rasch mit der Verbrennungsluft vermischt, wodurch bei einer solchen Brennkraftmaschine die Geräuschentwicklung geringer ist als in den Fällen, in denen der ringförmige Kraftstoff strahl nicht durch Auftreffen auf der konischen Zäpfenfläche abgelenkt wird.Such nozzles are known as so-called spigot nozzles. By choosing the Shape of the outer end part of the pin, it is possible to use the shape of the the nozzle generated fuel jet to change. For example, if the outer end portion of the pin is designed as a cone, its base The valve member is turned away, the jet pattern can be as a hollow cone form, with the annular fuel jet expanding Ray angle is obtained when it hits the conical spigot part. This creates the possibility that the energy with which the fuel is reduced jet enters the antechamber or combustion chamber. This reduction in Entry energy, in turn, is fuel combustion in its entirety affect. On the other hand, the wider spray angle allows some of the fuel to mix very quickly with the combustion air, whereby in such an internal combustion engine, the noise is less than in cases in which the annular fuel does not jet through Impact on the conical conical surface is deflected.

Es ist bei gattungsgemäßen Düsen weiterhin bekannt, den Zapfen in der Weise zu formen, daß ein Kraftstoff austritt durch den Auslaß so lange verhindert wird, bis sich das Ventilglied um ein vorbestimmtes Maß vom Ventilsitz entfernt hat, um während dieser Zeit Kraftstoff durch einen Hilfsauslaß austreten zu lassen. Der Kraftstoffaustritt durch den Hilfsauslaß erfolgt in der Form eines Strahles, der mit hoher Energie in die Luft der Brennkammer eintritt. Entfernt sich das Ventilglied weiter vom Ventilsitz, so tritt der Kraftstoff durch den eigentlichen Kraftstoffauslaß aus, und es erfolgt eine Erhöhung der austretenden Kraftstoff menge. Diese Art der Düse soll das Anlassen der Brennkraftmaschine erleichtern.It is also known in the case of nozzles of the generic type, the pin in the manner to shape that prevents fuel from leaking through the outlet for so long is until the valve member moves a predetermined amount away from the valve seat has to allow fuel to escape through an auxiliary outlet during this time. The fuel outlet through the auxiliary outlet is in the form of a Jet that enters the air in the combustion chamber with high energy. If the valve member moves further away from the valve seat, the fuel passes through the actual fuel outlet, and there is an increase in the exiting Fuel quantity. This type of nozzle is intended to make it easier to start the internal combustion engine.

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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzdüse der eingangs genannten Gattung in einfacher und zweckmäßiger Weise im Hinblick auf die aufgezeigten Probleme zu verbessern.The object of the invention is to provide a fuel injection nozzle of the type mentioned at the outset in a simple and expedient manner with regard to the indicated Problems to improve.

Gemäß der Erfindung weist eine Kraftstoff einspritzdüse der eingangs genannten Gattung zur Lösung der gestellten Aufgabe einen vom Zapfen gehaltenen Deflektor auf, der eine dem ringförmigen Kraftstoffstrahl zugeordnete Prallfläche aufweist, auf den der durch den Ringspalt zwischen Düsenkörper und Auslaßbegrenzung austretende Kraftstoff auf triff t, wobei die Prallfläche derart geformt ist, daß ein Teil des Kraftstoffes an ihr vorbeigelangt, während der restliche Kraftstoff auf die Prallfläche auftrifft und von ihr zurückgeschleudert wird, während die Ringform der Prallfläche an Umfangsteilen abgeflacht ist, um einen Teil des Kraftstoffes an der Prallfläche vorbei unmittelbar in die Brenn- bzw. Vorkammer gelangen zu lassen.According to the invention, a fuel injection nozzle of the type mentioned above Type for solving the problem posed a deflector held by the pin on, the one associated with the annular fuel jet baffle has, on which the through the annular gap between the nozzle body and the outlet restriction escaping fuel hits, the baffle in such a way is shaped that some of the fuel bypassed her during the Remaining fuel hits the baffle and is thrown back by it is, while the annular shape of the baffle is flattened at peripheral parts, by a part of the fuel past the baffle immediately to get into the combustion or antechamber.

Ein Ausführungsbeispiel einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß der Erfindung in der Zeichnung zeigen:An embodiment of a fuel injector according to the invention show in the drawing:

Fig. 1 einen Mittellängsschnitt durch die Düse mit einem zugehörigen Düsenhalter, 1 shows a central longitudinal section through the nozzle with an associated nozzle holder,

Fig. 2 einen Teil der Düsenanordnung gemäß Fig. 1 in größerem Maßstab undFIG. 2 shows a part of the nozzle arrangement according to FIG. 1 on a larger scale and

Fig. 3 eine Stirnansicht des Ventilgliedes der Düse.Fig. 3 is an end view of the valve member of the nozzle.

Gemäß Fig. 1 weist die Kraftstoff einspritzdüse einen Düsenkörper 10 auf, der mit seinem Flansch mittels einer Hutmutter 11 in einem Halter 12 gehaltenAccording to Fig. 1, the fuel injection nozzle has a nozzle body 10, which is held with its flange in a holder 12 by means of a cap nut 11

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ist. Der Düsenkörper 10 ist mit einer Bohrung 13 versehen, die mit einem Auslaß 1* (Fig.2) in Verbindung steht, der im Äusführungsbeispiel eine zylindrische Form hat. Der Durchmesser des Auslasses 14 ist kleiner als der Durchmesser der Bohrung 13 und zwischen der Bohrung 13 und dem Auslaß 14 befindet sich ein Ventilsitz 15. Darüberhinaus ist eine Ringkammer 16 an den Sitz 15 anschließend vorgesehen, die mittels eines Kanaies im Düsenkörper und eines weiteren Kanaies im Halter 12 mit einem Kraftstoffeinlaßis. The nozzle body 10 is provided with a bore 13 with a Outlet 1 * (Fig.2) is in connection, which in the example is a cylindrical Has shape. The diameter of the outlet 14 is smaller than that Diameter of the bore 13 and between the bore 13 and the outlet 14 there is a valve seat 15. In addition, there is an annular chamber 16 then provided on the seat 15, which by means of a channel in the nozzle body and another channel in holder 12 with a fuel inlet

17 in Verbindung steht, der seinerseits während des Betriebes mit einer Kraftstof feinspritzpumpe in Verbindung steht.17 is in connection, which in turn during operation with a fuel fine injection pump is in connection.

Innerhalb der Bohrung 13 ist ein mittels Kraftstoff druck verstellbares Ventilglied 18 angeordnet. Das Ventilglied weist einen Abschnitt 19 auf, der so geformt ist, daß er mit dem Ventilsitz 15 zusammenarbeiten kann. Von dem Abschnitt 19 aus erstreckt sich eine Nadel 20 durch den Auslaß 14. Gemäß Fig. 2 besteht die Nadel 20 aus mehreren Abschnitten und der an den Abschnitt 19 anschließende Nadelabschnitt 21 hat die Form eines Zylinders mit einem über seine Länge gleichbleibendem Querschnitt, der etwas kleiner als der Querschnitt des Auslasses ist. An den Abschnitt 21 schließt sich ein Abschnitt 22 an, der ebenfalls zylindrisch ist, der sich jedoch in begrenztem Maße zum äußeren Ende des Ventilgliedes 18 hin kegelförmig verjüngt. An den Abschnitt 22 schließt sich wiederum ein sich nach dem äußeren Ende des VentilgliedesWithin the bore 13 is a pressure adjustable valve member by means of fuel 18 arranged. The valve member has a portion 19 which is shaped so that it can cooperate with the valve seat 15. Of the In portion 19 of FIG. 1, a needle 20 extends through the outlet 14. According to FIG 2, the needle 20 consists of several sections and that of the section 19 adjoining needle section 21 has the shape of a cylinder with a constant cross section over its length, which is slightly smaller than the Cross section of the outlet is. Section 21 is followed by a section 22, which is also cylindrical, but which tapers conically to a limited extent towards the outer end of the valve member 18. To the section 22 in turn closes after the outer end of the valve member

18 hin kegelförmig verjüngender Abschnitt 23 an, auf den noch ein Abschnitt 24 folgt, der sich vom kleineren Querschnitt des Abschnittes 23 aus nach dem äußeren Ende des Ventilgliedes 18 hin weniger als der Abschnitt 23 verjüngt. Schließlich ist am äußeren Ende des Abschnittes 24 ein Deflektor 25 angeordnet, der die Form eines Kegelstumpfes hat. Die Abmessungen der einzelnen Abschnitte können entsprechend dem Anwendungsfall gewählt werden,18 conically tapering section 23 to which another section 24 follows, which follows from the smaller cross section of the section 23 the outer end of the valve member 18 tapers less than the section 23. Finally, at the outer end of the section 24 there is a deflector 25 arranged, which has the shape of a truncated cone. The dimensions of the individual sections can be selected according to the application,

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und es können Abwandlungen vorgenommen werden, indem beispielsweise auch der Abschnitt 22 ein gerader Zylinder, d.h. ein Zylinder mit gleichbleibendem Durchmesser sein kann.and modifications can be made by, for example section 22 is also a straight cylinder, i.e. a cylinder with a constant Can be diameter.

An seinem anderen Ende ist das Ventilglied 18 mit einem Zapfen 26 versehen, der sich in eine langgestreckte Kammer des Halters erstreckt und auf den ein Stössel 27 einwirkt, auf dessen dem Zapfen abgekehrtes Ende ein Federwiderlager 28 aufgesetzt ist. Auf dem Federwiderlager stützt sich eine gewickelte Druckfeder 29 mit ihrem einen Ende ab, deren anderes Ende sieh an einem weiteren Federwiderlager 30 abstützt, das einstellbar in dem Halter gelagert ist. Die die Feder aufnehmende Kammer ist über einen Auslaß 31 belüftet. At its other end, the valve member 18 is provided with a pin 26, which extends into an elongated chamber of the holder and on which a plunger 27 acts, on whose end facing away from the pin a spring abutment 28 is in place. A coiled one rests on the spring abutment One end of the compression spring 29, the other end of which is supported on a further spring abutment 30, which is adjustable in the holder is stored. The chamber receiving the spring is ventilated via an outlet 31.

Unter der Voraussetzung einer normalen Arbeitsweise der Düse wird bei Zuführung von Kraftstoff unter Druck durch den Einlaß 17 auf das Ventilglied 18 eine Kraft aufgebracht, die das Ventilglied gegen die Wirkung der Feder 29 zu verstellen sucht. Das Ventilgiied wird dabei vom Sitz 15 abgehoben und es kann Kraftstoff aus der Kammer 16 entlang dem Ringraum zwischen dem Auslaß und den Abschnitten 21 und 22 des Ventilgliedes gelangen. Endet der Kraftstoff-Fluß zum Einlaß, so kehrt das Ventiiglied unter der Wirkung der Feder 29 auf den Sitz zurück.Assuming normal operation of the nozzle, when feeding of fuel under pressure through inlet 17 to the valve member 18 applied a force that the valve member against the action of the spring 29 seeks to adjust. The valve member is lifted off the seat 15 and it can fuel from the chamber 16 along the annulus between reach the outlet and the sections 21 and 22 of the valve member. Ends the flow of fuel to the inlet, the valve member reverses under the action the spring 29 back on the seat.

Wie bereits erwähnt, soll die Düse Kraftstoff bei einer Brennkraftmaschine mit indirekter Kraftstoffeinspritzung fördern, die eine Vorverbrennungskammer im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einschließt, wobei die Vorkammer mit dem zugehörigen Zylinder in Verbindung steht, wozu ein entsprechenderAs already mentioned, the nozzle is intended to fuel an internal combustion engine promote with indirect fuel injection, which includes a pre-combustion chamber in the cylinder head of the internal combustion engine, the pre-chamber is connected to the associated cylinder, including a corresponding one

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Förderkanal vorgesehen ist. Während des Verdichtungstaktes des Kolbens in seinem Zylinder wird Luft zwangsweise in die Kammer über den Lufteinlaß eingebracht. Infolge der Kompression ist die Luftströmung komplex. Es hat sich gezeigt, daß bei der Kraftstoffeinspritzung mit genügender Eindringenergie die Verbrennung hoch wirksam ist, die Geräuschentwicklung bei einer Maschine dieses Types jedoch ebenfalls sehr hoch ist.Conveying channel is provided. During the compression stroke of the piston in its cylinder, air is forcibly introduced into the chamber through the air inlet. As a result of the compression, the air flow is complex. It it has been shown that with the fuel injection with sufficient penetration energy the combustion is highly effective, the noise development in a Machine of this type, however, is also very high.

Gemäß Fig. 2 gelangt der Kraftstoff als ringförmiger Strahl durch den Ringraum zwischen dem Zapfen 20 und dem Auslaß 14. Danach trifft er auf die Fläche 32 der Verlängerung bzw. des Deflektors 25. Von der Fläche 32 prallt der Kraftstoff zurück, um einen Strahl mit einem sehr weiten Öffnungswinkel zu bilden. Es wird auf diese Weise eine Wolke von Kraftstofftröpfchen gebildet, die sich sehr rasch mit der in der Kammer befindlichen Luft mischt, um eine nur kurze Zündverzögerung zu ergeben, was der Zeitraum zwischen dem Beginn der Kraftstoff-Förderung und dem ersten Anzeichen der Kraftstoffverbrennung ist. Hierdurch wird die Geräuschentwicklung wesentlich verringert. Um sicherzustellen, daß Kraftstoff in den Zentralbereich der Kammer gelangt, sind dem Deflektor 25 ein Paar Abflachungen 33 zugeordnet, was dazu führt, daß zwei Sektionen des ringförmigen Kraftstoff Strahles den Auslaß verlassen, ohne auf die Prallfläche des Deflektors 25 aufzutreffen und so genügend Durchschlagskraft haben, um die Luft in der Kammer zu durchdringen. Die relative Anordnung der Abflachungen zueinander sowie ihre Anzahl können gegebenenfalls verändert werden.According to FIG. 2, the fuel passes as an annular jet through the annular space between the pin 20 and the outlet 14. Then it hits the Surface 32 of the extension or of the deflector 25. From the surface 32 rebounds the fuel returns to a jet with a very wide opening angle to build. In this way a cloud of fuel droplets is formed, which mixes very quickly with the air in the chamber to produce a result in only a short ignition delay, which is the period between the start of fuel delivery and the first signs of fuel combustion is. This significantly reduces the development of noise. To ensure, that fuel reaches the central region of the chamber, the deflector 25 is associated with a pair of flats 33, which results in two Sections of the annular fuel jet leave the outlet without to hit the impact surface of the deflector 25 and so enough penetrating power have to penetrate the air in the chamber. The relative arrangement of the flattened areas to one another and their number can be changed if necessary will.

Der an der Prallfläche abprallende Kraftstoffanteil wird in extrem kleinen Tröpfchen verteilt, gleichsam atomisiert.The amount of fuel that bounces off the impact surface is extremely small Droplets distributed, atomized, as it were.

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Claims

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Applicant; LUCAS INDUSTRIES LIMITED,

, Great King Street, Birmingham, B 19 2XF, England

description

of the invention : fuel injector

Claims

Fuel injection nozzle for introducing fuel into an internal combustion engine with internal combustion and with pressure ignition, in particular for an internal combustion engine with indirect combustion, i.e. fuel introduction into an antechamber, which is connected to the associated engine cylinder via a connecting channel stands, wherein the nozzle has a nozzle body in which a bore is formed, the inner end of which is in communication with an outlet, which forms a valve seat and in which under the effect of the fuel pressure a valve member is adjustable in order to interact with the valve seat by placing it on the valve seat in the closed position of the valve sits and prevents the escape of fuel through the outlet, while it acts under the on the surface of the valve member Fuel pressure is lifted from the valve seat, so that fuel can emerge from the outlet, characterized by a pin (20) assigned to the valve member (18) which, with play, passes through the Outlet (14) is guided and outside of the outlet carries a deflector (25) with a baffle surface (32), wherein the from the through the Game formed annulus exiting fuel jet in part

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