DE2358962A1 - FUEL INJECTOR WITH SELF-CLEANING FILTER - Google Patents

Description

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Vernon Davis Roosa stanadyne, Inc. 2358962Vernon Davis Roosa Stanadyne, Inc. 2358962

184 Wood Pond Road 92 Deerfield Road184 Wood Pond Road 92 Deerfield Road

West Hartford, Connecticut Windsor, ConnecticutWest Hartford, Connecticut Windsor, Connecticut

Vereinigte Staaten von Amerika vereinigte Staaten von AmerikaUnited States of America United States of America

Kraftstoffeinspritzdüse mit selbstreinjgendem Filter,Fuel injector with self-cleaning filter,

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen.The invention relates to a fuel injector for Internal combustion engines.

Bekannte Kraftstoffeinspritzdüsen haben einen Plunger oder ein Ventil, welches von seinem Sitz durch den Druck des Kraftstoffes abgehoben , der der Kraftstoffeinspritzdüse von einer zugeordneten Hochdruckpumpe in dosierten Mengen und in gesteuertem Zusammenhang mit dem zugeordneten Motor zugeführt wird.Known fuel injectors have a plunger or valve, which is lifted from its seat by the pressure of the fuel that is associated with the fuel injector High pressure pump in metered quantities and in a controlled context is supplied with the associated motor.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin eine verbesserte Kraftstoffeinspritzdüse mit einem inneren Filter zu schaffen wobei dieser Filter im wesentlichen selbstreinigend sein soll.The object of the invention is an improved fuel injection nozzle with an internal filter, this filter being essentially self-cleaning.

Hierzu ist entsprechend der Erfindung die Kraftstoffeinspritzdüse mit Mittel zur Zerreibung von festen* Teilchen versehen, die in dem der.Kraftstoffeinspritzdüse zügeführten Kraftstoff enthalten sind.According to the invention, the fuel injection nozzle is for this purpose provided with means for grinding solid * particles in the The fuel supplied to the fuel injector is included.

Ein AusführungsToeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beschrieben, es zeigen:An exemplary embodiment of the invention will now be made with reference to the drawings described, it show:

Figur 1 eine teilweise Schnittansicht der Kraftstoffeinspritzdüse " nach der vorliegenden Erfindung.Figure 1 is a partial sectional view of the fuel injection nozzle " according to the present invention.

Figur 2 eine vergrösserte, teilweise Schnittansicht der Ventilfüh-Figure 2 is an enlarged, partial sectional view of the valve guide

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rung der Kraftstoffeinspritzdüse nach Figur 1.tion of the fuel injection nozzle according to Figure 1.

Die in den Zeichnungen dargestellte Kraftstoffeinspritzdüse , auf welche sich die Erfindung bezieht umfasst ein längliches, rohrförmiges Gehäuse 10 mit einer Spitze 12, welche an einem Ende des Gehäuses befestigt ist. Das rohrförmige Gehäuse 10 hat desweiteren eine mittlere LStngsbohrung, welche sich entlang seiner ganzen Länge zur Bildung einer Ventilkammer 14 erstreckt, innerhalb der Ventilkammer 14 ist ein stangenförmiger Plunger oder ein stangenförmiges Ventil 16 mit einer K^gelspitze 18 angeordnet, welche mit einem Ventilsitz 20 zusammenarbeitet um das Einspritzen von Kraftstoff aus der Ventilkammer 14 durch die Bohrungen 22 zu steuern. Eine ringförmige Ventilführung, welche im wesentlichen mit 24 bezeichnet ist, liegt in der Bohrung des rohrförmigen Gehäuses 10 an einer Seite der Vent ilka miner 14 zur gleitenden Lagerung und Ausrichtung des Ventiles 16 inbezug zu dem Ventilsitz 20 für eine schnelle Hin- und Herbewegung unter dem Einfluss des Kraftstoffdruckes in der Bohrung 14, welcher gegen die Kraft der Feder 26 drückt. Die Kraftstoffeinspritzdüse ist mit einem Kraftstoffeinlass 28 versehen, welcher mit der Ventilkammer 14 in Verbindung ist um von einer Hochdruckkraftstoffpumpe (nicht dargestellt) dosierte Mengen Hochdruckkraftstoff in die Bohrung 24 zu leiten.The fuel injector shown in the drawings to which the invention relates comprises an elongate tubular Housing 10 with a tip 12, which at one end of the Housing is attached. The tubular housing 10 also has a central longitudinal bore, which extends along its entire length to form a valve chamber 14 extends within the valve chamber 14 is a rod-shaped plunger or a rod-shaped one Valve 16 arranged with a K ^ gel tip 18, which cooperates with a valve seat 20 to inject fuel from the valve chamber 14 through the bores 22. An annular valve guide, which is designated generally by 24 is, lies in the bore of the tubular housing 10 on one side of the Vent ilka miner 14 for sliding storage and alignment of the valve 16 in relation to the valve seat 20 for rapid reciprocation under the influence of the fuel pressure in the bore 14, which presses against the force of the spring 26. The fuel injector is provided with a fuel inlet 28, which is in communication with the valve chamber 14 by a high pressure fuel pump (not shown) metered amounts of high pressure fuel to lead into the bore 24.

Wie in Figur 1 dargestellt ist, berührt das eine Ende des Ventiles 16 einen Federsitz 3O an dem ebenfalls die Druckfeder 26 anliegt. Das andere Ende der Druckfeder 26 ist in ähnlicher Weist mit einem Federsitz 32 versehen damit die Feder eine Axialkraft auf das Ventil 16 ausüben kann. Eine Verlängerung 42 des Federsitzes 32 begrenzt das Abheben des Ventiles 16 vom Ventilsitz 2O.As shown in Figure 1, one end of the valve is in contact 16 a spring seat 3O on which the compression spring 26 also rests. The other end of the compression spring 26 is similarly with a Spring seat 32 is provided so that the spring can exert an axial force on valve 16. An extension 42 of the spring seat 32 is limited the lifting of the valve 16 from the valve seat 2O.

In einer üblichen Kraftstoffeinspritzdüse , auf welche sich diese Erfindung bezieht beträgt der zum Oeffnen des V^ntiles gegen die Kraft der Feder 26 in der Ventilkammer 14 erforderliche hydraulischeIn a conventional fuel injector, on which this The invention relates to the hydraulic required to open the valve against the force of the spring 26 in the valve chamber 14

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Druck etwa 140 - 210 kg/cm . Es ist selbstverständlich, , dass die Abdichtung zwischen der Ventilspitze 18 und dem Ventilsitz 20 diesen Drücke ohne Lecken wieder stehen muss und es ist wesentlich, dass diese Flachen während dem Betrieb nicht beschädigt werden. Während dem Betrieb kann es vorkommen, dass, die Bohrungen 22 durch Fests to ff partikel, welche in dem Kraftstoff mitgeführt werden,. oder durch2
Pressure about 140 - 210 kg / cm. It goes without saying that the seal between the valve tip 18 and the valve seat 20 must again be able to withstand these pressures without leakage, and it is essential that these surfaces are not damaged during operation. During operation it can happen that the bores 22 are filled with solid particles which are carried along in the fuel. or through

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andere Oberreste wie z.B. Bronze-, Aluminium- oder Stahlspane verstopft -werden, welche nach der Herstellung oder einer Reparatur in den Kraftstoffleitungen oder anderen Teilen der Kraftstoffanlage zurückbleiben. Durch eine solche Verstopfung können zusätzlich zu einem schlechten Betrieb der Kraftstoffeinspritzdüse übermSssige Belastungen an der zugeordneten Hochdruckpumpe auftreten, welchen der Kraftstoffeinspritzdüse den Kraftstoff in dosierten Mengen zuführt.other remnants such as bronze, aluminum or steel chips - become clogged after manufacture or repair in the fuel lines or other parts of the fuel system lag behind. Such a blockage can additionally excessive fuel injector operation Loads occur on the associated high-pressure pump to which the fuel injector dosed the fuel Supplies quantities.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist die Kraftstoffeinspritzdüse mit Mittel versehen, welche ein Klemmen der Einspritzdüse oder eine Beschädigung der Ventilspitze oder des Ventilsitzes durch mit dem Brennstoff in die Einspritzdüse zugeführte Überbleibsel oder Fremdtelichen verhindern.In accordance with the present invention is the fuel injector provided with means, which a jamming of the injection nozzle or damage to the valve tip or the valve seat by debris fed into the injector with the fuel or prevent foreign telephones.

Wie in der Zeichnung dargestellt ist, erstreckt sich eine einstükkig mit der Ventilführung 24 ausgebildete Hülse 58 in die Ventilkammer 14. . .As shown in the drawing, one extends in one piece with the valve guide 24 formed sleeve 58 in the valve chamber 14.. .

Die Hülse 58 umgibt das Ventil 16 in Abstand von demselben und liegt zwischen dem Kraftstoffeinlass 28 und der Ventilkammer 14. Das Sussere der Hülse 58 bildet mit der die Hülse umgebenden Bohrung 60 einen Ringraum 66, der eine freie Kraftstoffströmung gestattet. Eine ringförmige Schulter 62 bildet mit der Bohrung 60 einen engen Ringspalt 64, welcher mit der Ventilkammer 14 in Verbindung ist. Der Ringspalt ist inbezug zum Durchmesser der Bohrungen 22 derart bemessen, damit alle Fremdteilchen, welche durch den Ringspalt 64 hindurchtreten können ohne Behinderung die Bohrungen 22 ve.rlassen können. Dementsprechend verhindert derThe sleeve 58 surrounds the valve 16 at a distance therefrom and lies between the fuel inlet 28 and the valve chamber 14. The outer surface of the sleeve 58 forms with that surrounding the sleeve Bore 60 an annulus 66 that allows a free flow of fuel allowed. An annular shoulder 62 forms with the bore 60 a narrow annular gap 64, which with the valve chamber 14 in Connection is. The annular gap is dimensioned in relation to the diameter of the bores 22 so that all foreign particles, which the bores 22 can pass through the annular gap 64 without hindrance. Accordingly, the prevents

14 Spalt 64, dass Fremdteilchen in die Ventilkammer/ge langen können, welche die Bohrungen 22 verstopfen könnten. Es wurde gefunden, dass die radiale Abmessung des Ringspaltes 64 etwa 50%ader weniger des Durchmessers einer Bohrung 22 betragen soll. Falls z.B. der Durchmesser einer Bohrung 22 254^u, betragt, so betragt die radiale Abmessung des Spaltes 64 vorzugsweise 50,8 bis maximal 127 /i . Da die KonzentrizitSt der Hülse 58 und der Bohrung 60 zur Festlegung der maximalen und minimale^ Abmessung" äes Spaltes 64 Wesentlich ist, ist entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung eine14 gap 64 that foreign particles can enter the valve chamber / ge, which could clog the bores 22. It has been found that the radial dimension of the annular gap 64 should be approximately 50% or less of the diameter of a bore 22. For example, if u, amounts to the diameter of a bore 22 254 ^, so the radial dimension of the gap amounts to 64 preferably 50.8 to a maximum of 127 / i. Since the concentricity of the sleeve 58 and the bore 60 is essential for determining the maximum and minimum dimensions of the gap 64, a further feature of the invention is one

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Führung 70 vorgesehen, welche das Ende der Bohrung 60 mit einem genauen Passitz berührt um die Hülse 58 konzentrisch in der Bohrung 60 anzuordnen und um eine im wesentlichen gleichförmige Abmessung des Spaltes 64 zu erreichen.Guide 70 is provided which contacts the end of the bore 60 with a precise fit around the sleeve 58 concentrically in the To arrange bore 60 and around a substantially uniform To achieve dimension of the gap 64.

Durch eine Ansammlung von Metalspa"nen oder anderen Überbleibsel in der Ringkammer 66 könnte der Spalt 64 verstopft werden, so dass ein höherer Druck am Einlass 28 entstehen würde, was die gleiche Wirkung als eine Verstopfung der Bohrungen 22 zur Folge hStte. Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung sind deshalb Mittel vorgesehen, zur Zerreibung von Spänen oder anderen Überbleibsel, welche im Kraftstoff mitgeführt v/erden bis deren Grosse soweit verringert ist, dass sie frei durch dsn Spalt 64 hindrurchtreten können. Der Spalt 64 dient als Durchflussbegrenzer des Kraftstoffes von dem Einlass zu der Ventilkammer 14. Infolgedessen wird die Geschwindigkeit der Kraftstoffströmung am Einlass des Spaltes 64 wo die Spa*ne oder die Überbleibsel liegen erhöht, so dass das Aufschlagen der Fremdteilchen gegen die Schulter 62 , welche aus gehärtetem Stahl besteht verstärkt wird, und somit während dem wiederholten Zuführen der dosierten Kraftstoffmengen von der Hochdruckpumpe zu der Kraftstoffeinspritzdüse allmählich abgerieben werden, so dass der durch die Hülse 58 gebildete Filter selbstreinigend ist.Through an accumulation of metal shavings or other debris in the annular chamber 66, the gap 64 could be blocked, so that a higher pressure would arise at the inlet 28, which is the same Effect as a blockage of the bores 22 would result. According to a further feature of the invention, therefore, are means intended for grinding chips or other debris, which are carried in the fuel up to their size is reduced that they pass freely through the gap 64 can. The gap 64 serves as a flow limiter for the fuel from the inlet to the valve chamber 14. As a result, the Velocity of the fuel flow at the inlet of the gap 64 where the chips or the leftovers lie increased, so that the impact of the foreign particles against the shoulder 62, which from hardened steel is made of reinforced, and thus during the repeated supply of the metered amounts of fuel from the high-pressure pump gradually abraded to the fuel injector so that the filter formed by the sleeve 58 is self-cleaning is.

Um,die Kapazität des durch die Hülse 58 gebildeten Filters zu erhöhen ist entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein zweiter Schulterfilter an der Hülse 58 ausgebildet. Wie in Figur 2 dargestellt ist, ist eine zweite ringförmige Schulter 62 in der Na*he der Ringkammer 66 ausgebildet und diese Schulter 72 bildet mit der wand der Bohrung 60 einen ähnlichen Ringspalt als die Ringschulter 62 um somit zwei parallele Strömungswege für den Kraftstoff vom Einlass 21 in die Ventilkammer 14 zu schaffen. Der zweite Strömungsweg ist über einen Riagraum 74 und Oeffnungen 76 mit der Ventilkammer 14 verbunden.In order to increase the capacity of the filter formed by the sleeve 58 In accordance with a preferred exemplary embodiment of the invention, a second shoulder filter is formed on the sleeve 58. As shown in Figure 2, a second annular shoulder 62 is formed in the vicinity of the annular chamber 66 and this With the wall of the bore 60, shoulder 72 forms an annular gap similar to that of annular shoulder 62, thus forming two parallel flow paths for the fuel from inlet 21 into valve chamber 14 create. The second flow path is via an edge space 74 and openings 76 connected to the valve chamber 14.

Aus der obigen Beschreibung ist zu erkennen, dass die vorliegende Erfindung eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einem neuen selbstreinigendem inneren Filter schafft ohne dass dadurch der Betrieb der Kraftstoffeinspritzdüse gestört wird.From the above description it can be seen that the present invention provides a fuel injector with a novel self-cleaning creates an internal filter without disrupting the operation of the fuel injector.

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Claims (5)

- 5 - ■- 5 - ■ PA T'ENTANS PRUECHE .PA T'ENTAN'S PRUECHE. Tl.yKraftstoffeinspritzdüse mit einem eine Ventilkammer aufweisenden rohrförmigen GehSuse, in der ein durch den Kraftstoffdruck zu betätigendes ventil angeordnet ist, welches in einer Ventilführung gelagert ist und wobei eine Feder das ventil gegen einen Ventilsitz mit einer Auslassöffnung dra*ngt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilführung (24) mit einer im wesentlichen zylindrischen Hülse (58) versehen ist, welche in die Ventilkammer (14) ragt, wobei die Hülse in dem Strömungsweg des Kraftstoffes von dem Einlass (28) der Einspritzdüse zu der Ventilkammer (14) angeordnet ist und mit dem inneren Umfang (60) des rohrförmigen Gehäuses (10)einen verengten Spalt (64) bildet, welcher den Einlass (28) mit der Ventilkammer (14) verbindet, und wobei die Breite des Spaltes (64) geringer ist als der Durchmesser der Auslassöffnung (22).Tl.y fuel injection nozzle with a valve chamber tubular housing, in which one is closed by the fuel pressure actuating valve is arranged, which in a valve guide is mounted and wherein a spring the valve against a valve seat with an outlet opening, characterized in that the Valve guide (24) is provided with a substantially cylindrical sleeve (58) which protrudes into the valve chamber (14), the Sleeve is arranged in the flow path of the fuel from the inlet (28) of the injection nozzle to the valve chamber (14) and with the inner circumference (60) of the tubular housing (10) forms a narrowed gap (64) which the inlet (28) with the valve chamber (14) connects, and wherein the width of the gap (64) is smaller than the diameter of the outlet opening (22). 2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Spaltes (64) 50% oder weniger des Durchmessers der Auslassöffnung (22) betra'gt.2. Fuel injection nozzle according to claim 1, characterized in that that the width of the gap (64) is 50% or less of the diameter of the outlet opening (22). 3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilführung (24) mit einem Sitz (70) versehen ist, der genau an die innenwand (60) des rohrförmigen Gehäuses (10) angepasst ist¹ um die Hülse (58) in der Ventilkammer (14) zu zentrieren.3. Fuel injection nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the valve guide (24) is provided with a seat (70) which is precisely adapted to the inner wall (60) of the tubular housing (10) ¹ around the sleeve (58) to center in the valve chamber (14). 4. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Susseren Umfang der Hülse (58) zwei in Abstand voneinander angeordnete ringförmige Rippen (62,72) vorgesehen sind, zwischen welchen ein Ringraum (66) zur Aufnahme der Kraftstoffströmung ausgebildet ist und wobei die ringförmigen Rippen (62,72) mit der inneren Oberfläche (60)' des rohrförmigen Gehäuses(10) zusammenwirken um parallele verengte Spalte (64) zwischen dem Ringraum (66) und der Ventilkammer (14) zu bilden.4. Fuel injection nozzle according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that on the outer circumference of the sleeve (58) two annular ribs (62, 72) arranged at a distance from one another are provided, between which an annular space (66) for receiving the flow of fuel is formed and wherein the annular ribs (62,72) with the inner surface (60) 'of the tubular Housing (10) cooperate around parallel narrowed gaps (64) to form between the annular space (66) and the valve chamber (14). 5. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (62,72) vorgesehen sind um mitgeführte Fremdteilchen an der Einlassöffnung des Spaltes (64) zurückzuhalten wo sie der maximalen Geschwindigkeit der Kraftstoffströmung von dem Einlass (28) zu der Ventilkammer (14) ausgesetzt sind5. Fuel injection nozzle according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that means (62, 72) are provided for retaining entrained foreign particles at the inlet opening of the gap (64) where they are the maximum speed of fuel flow from the inlet (28) to the valve chamber (14) ■409822/0406■ 409822/0406 damit möglichst grosse KrSfte auf die Fremdteilchen zur Zerreibung derselben wirken, so dass der durch die Hülse (58) ausgebildete Filter selbstreinigend ist.thus the greatest possible forces on the foreign particles for trituration the same act so that the filter formed by the sleeve (58) is self-cleaning. £09822/0 4 06£ 09822/0 4 06