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DE3233975C1 - Throttle pin nozzle for fuel injection in an internal combustion engine into a secondary combustion chamber which is connected to a main combustion chamber via at least one firing channel - Google Patents

Throttle pin nozzle for fuel injection in an internal combustion engine into a secondary combustion chamber which is connected to a main combustion chamber via at least one firing channel

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DE3233975C1
DE3233975C1 DE19823233975 DE3233975A DE3233975C1 DE 3233975 C1 DE3233975 C1 DE 3233975C1 DE 19823233975 DE19823233975 DE 19823233975 DE 3233975 A DE3233975 A DE 3233975A DE 3233975 C1 DE3233975 C1 DE 3233975C1
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DE19823233975
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German (de)
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Robert 7050 Waiblingen Happel
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Daimler Benz AG
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Daimler Benz AG
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Abstract

In the case of a throttle pintle nozzle for internal combustion engines with fuel injection into a secondary combustion chamber, in addition to a nozzle needle opening against the direction of flow of the fuel, and whose restricting pintle lies in an injection hole of the nozzle body when the nozzle needle is in the closed position and together with this forms a throttle gap, a scavenging valve is arranged in a scavenging duct which connects an annular chamber lying between the injection hole and the needle seat of the nozzle needle to the main combustion chamber avoiding the secondary combustion chamber. During the injection process the scavenging valve is closed, but between each injection process it is opened by the pressures acting on the scavenging valve against the action of a spring. Due to the pulsation of gas fractions in the scavenging duct occurring between the injection processes, a cleaning effect is produced on the injection nozzle by means of which the formation of carbon residues is prevented.

Description

Die in F i g. 1 dargestellte Drosselzapfendüse list in einen mit einem Brennerhalsstück versehenen Einsatzkörper 2 eingeschraubt, der einen Nebenbrennraum 3, einen zentralen Schußkanal 4 und von diesem abzweigende Schußkanäle 5 enthält, welche in den Hauptbrennraum 6 der Brennkraftmaschine 7 einmünden. The in F i g. 1 shown throttle pin nozzle list in one with an insert body provided with a torch neck 2 screwed in, the one secondary combustion chamber 3, a central firing channel 4 and branching off from this Contains firing channels 5 which open into the main combustion chamber 6 of the internal combustion engine 7.

Die Drosselzapfendüse 1 setzt sich zusammen aus dem Düsenhalter 8, dem Düsenkörper 9 und der Düsennadel 10, die entgegen der Strömungsrichtung von ihrem Nadelsitz 11 abhebt. Die Düsennadel 10 ragt mit ihrem Zapfen 12 in ein Spritzloch 13, das gemeinsam mit dem Zapfen 12 einen Drosselspalt 14 begrenzt. The throttle pin nozzle 1 consists of the nozzle holder 8, the nozzle body 9 and the nozzle needle 10, which are opposite to the flow direction of their needle seat 11 lifts off. The nozzle needle 10 protrudes with its pin 12 into an injection hole 13, which, together with the pin 12, delimits a throttle gap 14.

Zwischen dem Spritzloch 13 und dem Nadelsitz 11 befindet sich ein Ringraum 15, der durch einen den Nebenbrennraum 3 umgehenden Spülkanal 16 mit dem Hauptbrennraum 6 verbunden ist.Between the injection hole 13 and the needle seat 11 is a Annular space 15, which by a bypassing the secondary combustion chamber 3 scavenging duct 16 with the Main combustion chamber 6 is connected.

Parallel zur Düsennadel 10 ist im Düsenkörper 9 ein Spülventil 17 angeordnet, das eine längsverschiebbare Ventilnadel aufweist. Die Ventilnadel wird durch eine Ventilfeder 18 auf ihren Ventilsitz 19 gedrückt und verschließt somit den in dem Düsenkörper 9 liegenden Kanalteil 16a des Spülkanals 16. Die Ventilnadel wird mit einem kolbenartigen Schaft 26 in einer Bohrung 21 im Düsenkörper 9 geführt. In derselben Bohrung kann rückseitig ein bolzenartig ausgebildetes und mit einer Durchgangsbohrung 22 versehenes Hubbegrenzungsstück 20 angeordnet sein, an dem sich die gleichfalls in der Bohrung 21 angeordnete Ventilfeder 18 abstützt. A flushing valve 17 is located in the nozzle body 9 parallel to the nozzle needle 10 arranged, which has a longitudinally displaceable valve needle. The valve needle will pressed by a valve spring 18 onto its valve seat 19 and thus closes the channel part 16a of the flushing channel 16 located in the nozzle body 9. The valve needle is guided with a piston-like shaft 26 in a bore 21 in the nozzle body 9. In the same bore, a bolt-like design and with a Be arranged through hole 22 provided stroke limiting piece 20, on which the valve spring 18, which is also arranged in the bore 21, is supported.

Die Bohrung 22 im Hubbegrenzungsstück 20 steht an ihrem der Ventilfeder 18 abgewandten Ende über einen Ringkanal 23 mit einem zur Düsennadel 10 führenden Kraftstoffzuführkanal 24 in Verbindung.The bore 22 in the stroke limiter 20 is at the valve spring 18 facing away from the end via an annular channel 23 with a leading to the nozzle needle 10 Fuel supply channel 24 in connection.

In den Einsatzkörper 2 ist oberhalb des Nebenbrennraums 3 ein Dichtelement 25 eingelegt, an dem sich die eingeschraubte Drosselzapfendüse 1 über ihren Düsenkörper 9 abstützt. A sealing element is located in the insert body 2 above the secondary combustion chamber 3 25 inserted, on which the screwed-in throttle pin nozzle 1 is above its nozzle body 9 supports.

In F i g. 2 ist stark vergrößert lediglich der untere Teil einer Drosselzapfendüse gezeigt, deren Zapfen 12' ein zusätzliches Spritzloch aufweist, das aus einer zentralen Bohrung 27 und einer den Zapfen durchsetzenden Querbohrung 28 besteht, welche in den Ringraum 15 mündet. In Fig. 2 is greatly enlarged, only the lower part of a Throttle pin nozzle shown, the pin 12 'has an additional spray hole, that from a central Bore 27 and a transverse bore penetrating the pin 28, which opens into the annular space 15.

Die Selbstreinigung der Drosselzapfendüse 1 geschieht wie folgt: Zu Beginn eines Einspritzvorganges bewirkt der von einer nicht dargestellten Einspritzpumpe unter hohem Druck zugeführte Dieselkraftstoff eine Öffnungsbewegung der federbelasteten Düsennadel 10 in den Düsenkörper 9 hinein. Gleichzeitig wirkt der hohe Druck auch auf den kolbenartigen Schaft 26 der Ventilnadel des Spülventils 17, das dadurch in Schließlage gehalten wird und somit den Spülkanal 16 verschließt. The self-cleaning of the throttle pin nozzle 1 takes place as follows: At the beginning of an injection process, it is effected by an injection pump (not shown) Diesel fuel supplied under high pressure causes an opening movement of the spring-loaded Nozzle needle 10 into nozzle body 9. At the same time, the high pressure is also effective on the piston-like shaft 26 of the valve needle of the flushing valve 17, which thereby is held in the closed position and thus closes the flushing channel 16.

Bei Förderende (durch die Einspritzpumpe bestimmt) sinkt der Druck im Kraftstoffzuführkanal sofort ab. Die Düsennadel 10 gelangt durch Federkraft wieder in Schließlage, während nunmehr durch den gegenüber dem Hauptbrennraum höheren Nebenbrennraumdruck infolge der im Nebenbrennraum einsetzenden Verbrennung Gasmengen aus diesem durch den Drosselspalt 14 strömen und das Spülventil 17 gegen die Ventilfeder 18 öffnen. Sobald die Verbrennung im Hauptbrennraum einsetzt, strömen Gasmengen aufgrund des nunmehr höheren Druckes im Hauptbrennraum in umgekehrter Richtung zunächst durch den Spülkanal 16 und dann durch den Drosselspalt 14 bis zum nächsten Einspritzvorgang. At the end of delivery (determined by the injection pump) the pressure drops in the fuel supply channel immediately. The nozzle needle 10 comes back by spring force in the closed position, while now due to the secondary combustion chamber pressure, which is higher than that of the main combustion chamber as a result of the onset of combustion in the secondary combustion chamber, amounts of gas flow out of this flow through the throttle gap 14 and open the flushing valve 17 against the valve spring 18. As soon as combustion begins in the main combustion chamber, quantities of gas flow due to the now higher pressure in the main combustion chamber in the opposite direction initially the flushing channel 16 and then through the throttle gap 14 to the next injection process.

Durch die Pulsation von Gasteilen wird ein hoher Reinigungseffekt erzielt, der die Bildung von Verkokungsrückständen sowie das Festsetzen von der Einspritzpumpe mitgeschleppten Verunreinigungen vermeidet. The pulsation of gas parts creates a high cleaning effect achieved, the formation of coking residues as well as the settling of the Injection pump avoids dragged-in impurities.

Somit bleibt auch bei Verwendung eines zusätzlichen Spritzlochs im Nadelzapfen dieses frei von Verkokungsrückständen und sonstigen Verunreinigungen, z.B. This means that even if an additional spray hole is used, the Needle pin this free of coking residues and other impurities, e.g.

mitgeschleppten Spänen.entrained shavings.

Claims (1)

Patentansprüche: 1. Drosselzapfendüse zur Kraftstoffeinspritzong bei einer Brennkraftmaschine in eine über wenigstens einen Schußkanal mit einem Hauptbrennraum in Verbindung stehenden Nebenbrennraum mit einem im Düsenkörper verlaufenden Kraftstoffzuführkanal und einer unter dem Druck des über den Zuführkanal herangeführten Einspritzkraftstoffs entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung von ihrem Sitz abhebenden Düsennadel, deren drosselnder Zapfen bei Schließlage der Düsennadel innerhalb eines Spritzlochs liegt und mit diesem einen ringförmigen Drosselspalt bildet3 sowie mit einem zwischen dem Spritzloch und dem Düsennadelsitz angeordneten Ringraum, d a durch g e k e n n -z ei cli n e t 2 daß der gegebenenfalls noch mit einem im Drosselzapfen (12') selbst angeordneten zusätzlichen Spritzloch (27, 28) in Schließlage der Düsennadel (10) in Verbindung stehende Ringraum (15) mit dem Hauptbrennraum (6) über einen den Nebenbrennraum (3) umgehenden Spülkanal (16) verbunden ist, in dem innerhalb der Düse ein Spülventil (17) angeordnet ist, das, in Schließrichtung ständig durch eine Feder (18) beaufschlagt, während der Einspritzzeit vom Einspritzkraftstoffdruck in Schließstellung gehalten wird, und außerhalb der Einspritzzeit und bei einem entsprechend hohen Druck im Haupt- oder Nebenbrennraum gegen die Kraft der Feder (18) öffnet 2. Drosselzapfendüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülventil (17) eine in ihrer die Verbindung über den Spülkanal (16) unterbrechenden Stellung mit einem Ventilsitz (19) zusammenwirkende Ventilnadel aufweist, die im Düsenkörper (9) mit einem kolbenartigen Schaft (26) in einer zugleich die das rückwärtige Ende der Ventilnadel beaufschlagende Feder (18) aufnehmenden Bohrung (21) geführt ist, welche über einen Ringkanal (23) an den zur Düsennadel (10) führenden Kraftstoffzuführkanal angeschlossen ist.Claims: 1. Throttle pin nozzle for fuel injection an internal combustion engine into a main combustion chamber via at least one firing channel communicating secondary combustion chamber with a fuel supply channel running in the nozzle body and one under the pressure of the injection fuel supplied via the supply passage against the direction of fuel flow from its seat lifting nozzle needle, whose throttling pin lies within an injection hole when the nozzle needle is in the closed position and with this forms an annular throttle gap3 as well as with an between the spray hole and the nozzle needle seat arranged annular space, d a g e k e n n -z ei cli n e t 2 that the possibly still with a in the throttle pin (12 ') self-arranged additional spray hole (27, 28) in the closed position of the nozzle needle (10) communicating annulus (15) with the main combustion chamber (6) via a the secondary combustion chamber (3) bypassing the scavenging channel (16) is connected in the inside the nozzle a flushing valve (17) is arranged, which is constantly through in the closing direction a spring (18) biased by the injection fuel pressure during the injection time is held in the closed position, and outside the injection time and at a correspondingly high pressure in the main or secondary combustion chamber against the force of the spring (18) opens 2. throttle pin nozzle according to claim 1, characterized in that the Flushing valve (17) which interrupts the connection via the flushing channel (16) Position with a valve seat (19) cooperating valve needle, which in Nozzle body (9) with a piston-like shaft (26) in one at the same time as the rear End of the valve needle acting spring (18) receiving bore (21) out is, which via an annular channel (23) to the fuel supply channel leading to the nozzle needle (10) connected. 3. Drosselzapfendüse nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Ringraum (15) zwischen Spritzloch (13) und Düsennadelsitz (11) angeschlossene Spülkanal (16) bei einem über mehrere Schußkanäle (5) mit dem Hauptbrennraum (6) in Verbindung stehenden Nebenbrennraum (3) hauptbrennraumseitig an einen der Schußkanäle (5) angeschlossen ist. 3. Throttle pin nozzle according to claim I and 2, characterized in that that the one connected to the annular space (15) between the spray hole (13) and the nozzle needle seat (11) Flushing channel (16) with one over several firing channels (5) with the main combustion chamber (6) connected secondary combustion chamber (3) on the main combustion chamber side to one of the firing channels (5) is connected. Die Erfindung betrifft eine Drosselzapfendüse zur Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine in eine über wenigstens einen Schußkanal mit einem Hauptbrennraum in Verbindung stehenden Nebenbrennraum nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a throttle pin nozzle for fuel injection in an internal combustion engine in one via at least one firing channel with one Main combustion chamber connected secondary combustion chamber according to the preamble of the claim 1. Eine solche bekannte für Brennkraftmaschinen mit Einspritzung in einen Nebenbrennraum vorgesehene Kraftstoffeinspritzdüse (DE-PS 9 27 183) in der Ausführung als normale Drosselzapfendüse weist den Mangel auf, daß der durch die Wandung des Spritzlochs und durch den Zapfen der Düsennadel begrenzte Drosselspalt im Betrieb zunehmend verkokt. Die Folge ist ein verschlechterter Verbrennungsablauf sowie ein ungün- stiger Einfluß auf das Verbrennungsgeräusch. In gleicher Weise wird auch bei einer Drosselzapfendüse, die außer dem Drosselspalt im Zapfen der Düsennadel noch ein zusätzliches Spritzloch aufweist, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 6 71 686 bekannt ist, der Verbrennungsablauf durch zunehmende Verkokung ungünstig beeinflußt Es sind zwar Lösungen zur Vermeidung von Verkokungsrückständen an Einspritzdüsen bekannt (DE-OS 29 21 455, DE-OS 29 39 280), die sich jedoch auf besondere Ausgestaltungen im Bereich des ringförmigen Drosselspaltes am Nadelzapfen oder eines in diesem Zapfen angeordneten Spritzlochs einer Einspritzdüse beschränken. So weisen bei den Einspritzdüsen nach der DE-OS 29 21 455 die den Drosselspalt bildenden oder auch im Nadelzapfen angeordneten Spritzlöcher konische oder sprunghafte Erweiterungen auf, wobei die jeweiligen Übergänge scharfkantig ausgebildet sind, was zu einer eine Verkokung vermeidenden Kavitationsbildung beim Ablösen der Kraftstoffströmung führen soll. Such a known for internal combustion engines with injection in a secondary combustion chamber provided fuel injector (DE-PS 9 27 183) in the Execution as a normal throttle pin nozzle has the defect that the through the Wall of the spray hole and limited by the pin of the nozzle needle throttle gap Increasingly coked in operation. The result is a deteriorated combustion process as well as an unfavorable constant influence on the combustion noise. In the same way will also with a throttle pin nozzle, which apart from the throttle gap in the pin of the nozzle needle still has an additional spray hole, as for example from DE-PS 6 71 686 is known, the incineration process is unfavorable due to increasing coking There are solutions to avoid coking residues on injection nozzles known (DE-OS 29 21 455, DE-OS 29 39 280), which, however, relate to special designs in the area of the annular throttle gap on the needle pin or one in this pin Restrict arranged spray hole of an injection nozzle. So point to the injectors according to DE-OS 29 21 455 forming the throttle gap or in the needle pin arranged spray holes conical or abrupt expansions, the respective transitions are sharp-edged, which leads to a coking to avoid cavitation when the fuel flow is detached. Bei den Drosselzapfendiisen nach der DE-OS 2939 280 soll die Verkokung dadurch vermieden werden, daß entweder das Spritzloch über eine dünnwandige Hülse im Brennraum endet, wobei ein Festsetzen von Rußteilchen durch die unterschiedliche thermische Ausdehnung der Stahlhülse vermieden werden soll, oder daß der Unterdruck im Bereich einer im Spritzloch ausgebildeten Ringnut zum Anliegen der Kraftstoffströmung im Spritzloch führen und somit ebenfalls das Festsetzen von Rußteilchen vermeiden soll. Bei allen diesen Möglichkeiten ist die Bildung von Verkokungsrückständen und somit die Beeinträchtigung eines einwandfreien Motorbetriebes auf Dauer nicht auszuschließen. When the throttle pin according to DE-OS 2939 280, the coking be avoided in that either the spray hole via a thin-walled sleeve ends in the combustion chamber, whereby a settling of soot particles by the different thermal expansion of the steel sleeve should be avoided, or that the negative pressure in the area of an annular groove formed in the injection hole for the fuel flow to be applied lead in the spray hole and thus also avoid the accumulation of soot particles target. With all these possibilities, the formation of coking residues and thus the impairment of proper engine operation cannot be ruled out in the long term. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, an einer für Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung in einen Nebenbrennraum vorgesehenen Drosselzapfendüse solche Maßnahmen zu treffen, daß ein gleichmäßiger Drosselspalt ohne Bildung von Verkokungsrückständen während eines längeren Motorbetriebes sichergestellt ist und daß auch ein gegebenenfalls zusätzlich im Drosselzapfen angeordnetes Spritzloch frei von Verunreinigungen und Koksbelägen bleibt Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. The invention is therefore based on the object of an internal combustion engine with fuel injection provided in a secondary combustion chamber throttle pin nozzle to take such measures that a uniform throttle gap without the formation of Coking residues is ensured during prolonged engine operation and that also an optionally additionally arranged spray hole in the throttle pin remains free of impurities and coke deposits. This object is achieved according to the invention solved by the features specified in the characterizing part of claim 1. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich ein guter Selbstreinigungseffekt, da zwischen zwei Einspritzvorgängen infolge der jeweiligen Druckdifferenzen im Haupt- und Nebenbrennraum zwei Spülungen mit unterschiedlicher Strömungsrichtung erfolgen, die ein Festsetzen von Verkokungsrückständen weitgehend aüch auf Dauer vermeiden. The measures according to the invention result in a good self-cleaning effect, because between two injection processes due to the respective pressure differences in the main and the secondary combustion chamber, two flushes are carried out with different flow directions, which also largely prevent coking residues from sticking in the long term. Varteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims marked. Zwei Ausführungsbeispiele - der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Two exemplary embodiments of the invention are given below the drawing described in more detail. Es zeigt F i g. 1 im Längsschnitt eine Drosselzapfendüse mit einem Spülventil sowie den in einem den Nebenbrennraum sowie die Düse aufnehmenden Einsatzkörper verlaufenden Spülkanal und F i g. 2 im Längsschnitt eine zusätzlich ein Spritzloch im Nadelzapfen aufweisende Drosselzapfendüse mit dem Spülventil in vergrößerter Darstellung.It shows F i g. 1 in longitudinal section a throttle pin nozzle with a Flushing valve and the insert body accommodating the auxiliary combustion chamber and the nozzle running flushing channel and F i g. 2 in longitudinal section an additional injection hole in the needle pin having throttle pin nozzle with the flushing valve in an enlarged Depiction.
DE19823233975 1982-09-14 1982-09-14 Throttle pin nozzle for fuel injection in an internal combustion engine into a secondary combustion chamber which is connected to a main combustion chamber via at least one firing channel Expired DE3233975C1 (en)

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