DE2527854A1 - FUEL INJECTION VALVE FOR COMBUSTION MACHINES - Google Patents

FUEL INJECTION VALVE FOR COMBUSTION MACHINES

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DE2527854A1
DE2527854A1 DE19752527854 DE2527854A DE2527854A1 DE 2527854 A1 DE2527854 A1 DE 2527854A1 DE 19752527854 DE19752527854 DE 19752527854 DE 2527854 A DE2527854 A DE 2527854A DE 2527854 A1 DE2527854 A1 DE 2527854A1
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injection valve
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DE19752527854
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Gerhard Haase
Klaus Loeffler
Klaus Matthees
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KARL MARX STADT AUTOMOBILBAU
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KARL MARX STADT AUTOMOBILBAU
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M47/00Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/02Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure of accumulator-injector type, i.e. having fuel pressure of accumulator tending to open, and fuel pressure in other chamber tending to close, injection valves and having means for periodically releasing that closing pressure
    • F02M47/027Electrically actuated valves draining the chamber to release the closing pressure

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Description

Erfinder; Karl-Marx-Stadt, d.Inventor; Karl-Marx-Stadt, d.

Gerhard Haase, Karl-Marx-Stadt 18. Juni 1974· Klaus Löffler, Thalheira P 1175 8i/Bt -Gerhard Haase, Karl-Marx-Stadt June 18, 1974 Klaus Löffler, Thalheira P 1175 8i / Bt -

Klaus Matthees, Eteiberg . .Klaus Matthees, Eteiberg. .

- ι- ι

Vertreter; ' . " ■Representative; '. "■

Werner Böhme,Werner Böhme,

Johannes Pretzsch,Johannes Pretzsch,

7/alter Siepmann,7 / old Siepmann,

Aohim Kühler imAohim cooler im

VEB WTZ ÄutomobilbaiiVEB WTZ automotive vehicles

90 Karl-Marx-Stadt, Kauffahrtei 4-590 Karl-Marx-Stadt, Kauffahrtei 4-5

Kraftstoffeinspritzventil für BrennkraftmaschinenFuel injection valve for internal combustion engines

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen, bei dem ein elektromagnetisch betätigtes, Wegeventil die Be- oder Entlastung der DÜBennadel-Rückseite entgegen des in Öffnungsrichtüng v/irkenden Speicher druckes steuert, wobei jene, die Entlastung der Rückseite der püsennadel steuernde Ventilstrecke des Wegeventils einen axialen, Dichtsitz aufweist und durch eine axiale Hubbewegung gesteuert ist.The invention relates to a fuel injection valve for internal combustion engines, in which an electromagnetically actuated, Directional valve for loading or unloading the back of the DÜ needle contrary to the accumulator pressure acting in the opening direction controls, being those that relieve the back of the needle controlling valve section of the directional control valve has an axial, sealing seat and controlled by an axial stroke movement is.

Vorbekannt ist es durch die BHD-OS 2 331 200, den Entlastungsquerschnitt für die Rückseite der' Düsennadel durch. ein Nadelventil einstellbar zu.gestalten. Entsprechend der Llotorcharakteristik und dem entsprechend notwendigen Öffnungsverlauf wird vermittels einer Düsennadel der Entlastungsquerschnitt eingestellt. Dabei kommt eine Wegeventilanordnung ziu? Anwendung, bei der die Beaufschlagung und Entlastung der Düsennadelrückseite unabhängig über verschiedene Ventilstrecken erfolgt,It is already known from BHD-OS 2 331 200, the relief cross-section for the back of the 'nozzle needle. to design an adjustable needle valve. According to the The relief cross-section is set by means of a nozzle needle. A directional control valve arrangement comes here ziu? Application in which the loading and unloading the back of the nozzle needle independently via different valve sections he follows,

nachteilig bei der vorbesohriebenen Ausführung ist es, daß ein nadelventil vorgesehen sein muß, um den Entlastungsquerschnitt für die Rückseite der Düsennadel zu. verändern. Dies bringt konstruktive und insbesondere Dichtprobleme ■ mit sich.The disadvantage of the design is that a needle valve must be provided to the relief cross-section for the back of the nozzle needle. change. This brings constructive and, in particular, sealing problems with it.

-Z--Z- 509885/0825509885/0825

Zweck der Erfindung ist es, den vorbeschriebenen Nachteil zu vermeiden. ' v .The purpose of the invention is to avoid the disadvantage described above. ' v .

Aufgabe der Erfindung, ist es, ein Kraftstoffeinspritzventil der eingangs beschriebenen Bauart zu schaffen, bei dem in. einfachster Weise im Rahmen des konstruktiven Griindaufwändes eine Anpassung der Öffnungshub-Oharakteristik des Kraftstoffeinspritzventiles entsprechend den motorischen Bedingungjen ' möglich- ist. Damit ist gleichzeitig eine Anpassung an das eingesetzte Verbrennungsverfahren zu gewährleisten·The object of the invention is to provide a fuel injection valve To create the type described at the beginning, in the simplest way within the framework of the structural work an adaptation of the opening stroke characteristic of the fuel injection valve is possible according to the motoric conditions. At the same time, this is an adaptation to the to ensure the combustion process used

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der die Entlastung der Rückseite der Düsennadel steuernde Dichtsitz als Kegel bzw·- Flachsitz mit einem Winkel abweichend von zwischen 60 und 180° ausgeführt ist und der Hub des Wegeventils konstant den Bntlastungsquerschnitt bestimmend begrenzt ist.According to the invention, the object is achieved in that the sealing seat which controls the relief of the back of the nozzle needle as a cone or flat seat with an angle different from is carried out between 60 and 180 ° and the stroke of the directional control valve constantly limits the relief cross-section is.

Vorteilhaft ist es bei dieser Lösung, die Begrenzung des 'Wegeventiihubea einstellbar zu gestalten.With this solution it is advantageous to make the limitation of the Wegeventiihubea adjustable.

Mit der erfindiingsgemäßeii Losung wird in einfachster Weise durch Variation des Dicht&itzwinkels die Öffnungs-Charaktoristik des Kreftstoffeinspritzventils beeinflußt. Die An-.passung der Kraftstoffeinspritzventil-Bauart an verschiedene Motorentypen ist damit durch den Sitzwinkel ©£ möglich. Konstruktiver Aufwand für eine Einstellanordnung des EntlastungsquerBchnittes entfällt· .With the solution according to the invention, in the simplest possible way the opening characteristics by varying the sealing angle the fuel injection valve influenced. The adaptation the fuel injector type to different Engine types is possible thanks to the seat angle © £. Constructive effort for an adjustment arrangement of the relief cross-section not applicable ·.

Anhand' einer: Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden. Es zeigen:With the aid of a drawing, an exemplary embodiment of the Invention to be described. Show it:

Fig. 1; ein. erfindungsgemäß gestaltetes Kraftstoffeinspritzventil in schematiseher Darstellung im Zusammenhang mit einem KraftstoffeinspritzsystemFig. 1; a. fuel injection valve designed according to the invention in a schematic representation in context with a fuel injection system

-3--3-

101185/0*25101185/0 * 25

~ τ —~ τ -

Pig. 2 die Gestaltung der Ventilstrecke 31 des Wegeventils 3Pig. 2 the design of the valve section 31 of the directional control valve 3

Pig. 3 ein Diagramm der Offnungsquerschnitte der Ventilstrecke 31 "bei konstantem Ventilhub h und variierten VentilsitzwinkelPig. 3 shows a diagram of the opening cross-sections of the valve section 31 "with constant valve lift h and varied Valve seat angle

Pig. 4 Einfluß der Ventiisitzwinkel^äuf die Steilheit der Öffnungsflanke der Ventilstrecke 31Pig. 4 Influence of the valve seat angle on the steepness the opening edge of the valve section 31

Die Pig. 1 zeigt ein Kraftstoffeinspritzsystem-mit Druckspeicher in' symbolischer Darstellung (entsprechend TGL 8672) im Zusammenwirken mit einem erfindungsgemäß gestalteten Kraftstoffeinspritzventil 2. Aus einem Kraftstoffbehälter 1 fordert die Pumpe 12 unter Zwischenschaltung eines Pilters 11 über ein Rückschlagventil 13 zu einem Druckspeicher 14 und der Druckleitung 16. Ein Druckbegrenzungsventil 15 sorgt für einen konstanten Druck im Druckspeicher 14 und der Druckleitung; 16, die zum erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventil 2 führt· Der Speicherdruck Pg gelangt über den Druckkanal 212 innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 2 zu einem Anschluß des Wegeventils 3ι ebenso über die Druckkanäle 201 zu den hydraulisch wirksamen Plächen und zum Düsenriadelsitz 20 der Düsennadel 202· Das Wegeventil 3 ist elektromagnetisch gesteuert und hydrostatisch ausgeglichen. Es weist zwei Schaltstellungen und drei Anschlüsse auf, w*bei der Anschluß des Steuerkanals 211 wechselweise mit dem Druckkanal212 oder dem drucklosen Rücklauf R2 in Verbindung gebracht wird. . ' Der Steuerkanal 211 ist mit der Rückseite 21 der Düsennadel 202 verbunden. Die stetig beaufschlagte hydraulisch wirksamen Plächen der Düsennadel 202 und die Rückseite 21 bilden zusammen mit ihren Pührungsbohrungen einen beidseitig beaufschlagbaren Stufendruckzylinder, bei dem die v/irksame Pläche der Rückseite 21 größer ist als die wirksamen Plächen an der Düsennadel 202.The Pig. 1 shows a fuel injection system with a pressure accumulator in a symbolic representation (corresponding to TGL 8672) in cooperation with a fuel injection valve 2 designed according to the invention. From a fuel tank 1 calls the pump 12 with the interposition of a filter 11 via a check valve 13 to a pressure accumulator 14 and the pressure line 16. A pressure relief valve 15 ensures a constant pressure in the pressure accumulator 14 and the pressure line; 16, the invention Fuel injection valve 2 leads · The accumulator pressure Pg reaches within the fuel injection valve via the pressure channel 212 2 to a connection of the directional control valve 3ι also via the pressure channels 201 to the hydraulically effective Planes and to the nozzle needle seat 20 of the nozzle needle 202 The directional control valve 3 is electromagnetically controlled and hydrostatic balanced. It has two switch positions and three connections, w * when connecting the control channel 211 alternating with the pressure channel 212 or the pressureless one Return R2 is connected. . The control channel 211 is with the rear side 21 of the nozzle needle 202 connected. The hydraulically active surfaces of the nozzle needle 202 and the rear side 21, which are constantly acted upon, form together with their guide bores, a step pressure cylinder that can be acted upon on both sides, in which the effective The area of the rear side 21 is larger than the effective areas of the nozzle needle 202.

Die Punktion des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils 2 ist folgende?The puncture of the fuel injection valve according to the invention 2 is the following?

809885/0825 -4-809885/0825 -4-

Ständig liegt über die Druckleitung 16 der Speicherdruck in dem Druckkanal 212 und über die Druckkanäle 201 an der ■Düsennadel 202 und vor dem Düsennadelsitz 20 an. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Wegeventils 3 ißt der Steuer- I kanal 211 über- die Ventilstrecke 31 mit dein Rücklauf R2 verbunden und damit die Rückseite 21 der Düsennadel 202 druckentlastet. In diesem Zustand wird die Düsennadel 202 von dem DüsennadeIgitζ 20 abgehoben. Es erfolgt die Kraftstoffeinspritzung in dem Verbrennungsraum des Motors .The accumulator pressure is constantly present in the pressure channel 212 via the pressure line 16 and in the pressure channels 201 ■ Nozzle needle 202 and in front of the nozzle needle seat 20. In the in Fig. 1 shown position of the directional control valve 3 eats the control I Channel 211 is connected to your return R2 via the valve section 31 and thus the rear side 21 of the nozzle needle 202 is relieved of pressure. In this state, the nozzle needle 202 of the Nozzle needle Igitζ 20 lifted. The fuel injection takes place in the combustion chamber of the engine.

In. der anderen nicht in der Zeichnung dargestellten Stellung des Wegeventils 3 .ist der Steuerkanal 211 mit dem Druckkanal 212 verbunden· Die Rückseite 21 und die hydraulisch wirksamen Flächen an der Düsennadel 202 sind vom Speicherdruck beaufschlagt. Die auf die Rückseite 21 wirkende hydraulische Kraft ist größer" als" die der hydraulisch wirksamen Fläche an der Düsennadel 202, damit wird die Düsennadel 202 'auf den Düsen~ / nadelsitz 20 gedrückt. Ein Abspritzen von Kraftstoff findet nicht statt. Die vorgenannten Zustände wiederholen sich wechselweise. 'In. The other position of the directional valve 3, not shown in the drawing, is the control channel 211 with the pressure channel 212 connected · The rear side 21 and the hydraulically effective surfaces on the nozzle needle 202 are acted upon by the accumulator pressure. The hydraulic force acting on the rear side 21 is greater "than" that of the hydraulically effective surface on the Nozzle needle 202, so that the nozzle needle 202 'is placed on the nozzles ~ / needle seat 20 pressed. The fuel is not sprayed off. The aforementioned states are repeated alternately. '

'In Fig. 2 ist schematisiert die konstruktive Gestaltung der Ventitstrecke* 31 des Wegeventils 3 dargestellt. Der jpichtßitz 311 wird, durch das Dichtteil 312 vermittels ' v KraftstoJpjPdruck verschlossen, damit ist auch eine Entlastung 'des Steuerkanale 211 unterbunden. Durch Magnetkraft wird das Dichtteil,312 entgegen desv wirkenden Kraftstoffdruckes vom Dichtsitz 311 angehoben lind die Rückseite 21 über den Steu^rkan.al 21 1 entlastet· . *' 'In Fig. 2, the structural design of the valve path * 31 of the directional valve 3 is shown schematically. The jpichtßitz 311 is 'closed KraftstoJpjPdruck v, so is also a discharge' through the sealing part 312 by means of the control channels 211 suppressed. The sealing part by magnetic force, the back lind 312 raised against the v-acting fuel pressure from the sealing seat 311 21 relieved via the CON ^ rkan.al 21 1 ·. * ''

JDs kommt eine axial dichtende Ventilanordnung zur Anwendung, deren Hub h so bemeösen ist, daß der Abflußquereohnitt von -der Große des Hubea h und dem dadurch freigegebenen Ringspalt S abhängig/ist· ·. -:y- ■ ; ' ><*. 'JDs an axially sealing valve arrangement is used, the stroke h of which is so detached that the outflow cross-section depends on the size of the stroke a h and the annular gap S released thereby. - : y- ■ ; '><*.'

Dieser Hub h iet dabei sehr gering/ ttra eine optimale Ausnutzung der Elektromagnetkräfte zu garantieren. Je nach Gestaltung des Dichtkegelwinkels . am Dichtsitz 311 ergeben sich unterschiedliche effektive Durchflußquerschnitte Q bei konstahtam Hub. Die" entsprechenden %~Werte sind -in Fig. in Forin eines Diagramms dargestellt, der Wert 100 % entsprichtThis stroke has very little / optimal utilization to guarantee the electromagnetic forces. Depending on the design of the sealing cone angle. Different effective flow cross-sections result at the sealing seat 311 Q at constant stroke. The corresponding% values are shown in FIG. shown in the form of a diagram, the value corresponds to 100%

S09885/0825S09885 / 0825

dem Abflußquerschnitt eines Flachsitzes (<Χ*= 180°) am Dichtsitz 311 beim Hub h. Je nach Wahl des Dichtkegelv/inkels kann eine mehr oder minder geneigte Öffnungsflanke ν erzielt werden. Mit größer werdenden Winkel des Dichtsitzes 311 nimmt der effektive Durchflußquerschnitt und damit die Durchflußraenge zu· Der Entlastungsvorgang zu Beginn der Einspritzphase wird beschleunigt und damit die Öffnungsflanke ν dos Düsennadel-Hubdiagrarames steiler·' Mit geringer werdendem-Diehtkegelwinkelot nimmt der effektive Durchflußquerschnitt Q.und damit die Durchflußmenge ab. Bs ergeben sich weniger steile Planken ν des Düsennadel-Hubdiagrammes (Fig. 4·)·the drainage cross-section of a flat seat (<Χ * = 180 °) on Sealing seat 311 at the stroke h. Depending on the choice of sealing cone angle a more or less inclined opening flank ν can be achieved. With increasing angles of the sealing seat 311, the effective flow cross-section and thus the flow rate increase. The relief process at the beginning of the injection phase is accelerated and thus the opening flank ν dos nozzle needle lift diagrarames steeper · ' With decreasing Diehtkegelwinkelot the effective Flow cross-section Q. and thus the flow rate away. Bs result in less steep planks ν of the nozzle needle lift diagram (Fig. 4)

Durch die Variation des Dichtsitzwinkelsa ist in einfacher Weise eine gute Anpassung an verschiedene Verbrennungsverfahren gegeben. Die Anpassung bedarf praktisch keinerlei zusätzlichen Aufwandes· ·By varying the seat angle, a is easier Way given a good adaptation to different combustion processes. There is practically no need for adaptation additional effort

Der Gegenstand der Erfindung wird nur insofern genutzt,' als ein Ventilsitzwinkelot abweichend von 90° angewandt wird. Ventilsitze rait der vorgenannten Gradzahl sind bei Kraftstoffeinapritzventilen-gemäß dem Oberbegriff bereits vorbekannt., . "The subject of the invention is only used to the extent that ' applied as a valve seat angle other than 90 ° will. Valve seats with the aforementioned number of degrees are already present in fuel injection valves according to the preamble previously known.,. "

—6——6—

509885/0825509885/0825

Claims (2)

/ Λ Jj Kraftstoff einspritzventil für Brennkraftmaschinen, bei ν—/ dem ein elektromagnetisch betätigtes Wegeventil die Be- oder Entlastung der Düsennadel-Roickaeite entgegen des in 'Öffnungsrichtung wirkenden Speieherdruckes steuert, wobei jene, die Entlastung der Rückseite der Düsennadel steuernde "Ventilstrecke des Wegeventils (3) einen axialen Dichtsitz aufweist und durch, eine axiale Hubbewegung gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Entlastung der Rückseite steuernde Dichtsitz (311) als Kegel bzw. Flachsitz mit einem Winkel (of.) abweichend'von 90° zwischen 60 und 180° ausgeführt ist und der Hub (h) des Wegeventils (3) konstant.den Entlastungsquerschnitt bestimmend begrenzt ist*/ Λ Jj Fuel injection valve for internal combustion engines, at ν - / which an electromagnetically operated directional valve controls the loading or unloading of the nozzle needle Roickaeite against the accumulator pressure acting in the opening direction, whereby the valve section of the directional valve controlling the relief of the back of the nozzle needle ( 3) has an axial sealing seat and is controlled by an axial stroke movement, characterized in that the sealing seat (311) controlling the relief of the rear side is a cone or flat seat with an angle (of.) Deviating from 90 ° between 60 and 180 ° and the stroke (h) of the directional valve (3) is constant. The relief cross-section is limited to a certain extent * 2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung des Wegeventilshubes (h) einstellbar ist.2. Fuel injection valve according to claim 1, characterized characterized in that the limitation of the directional valve stroke (h) is adjustable.
DE19752527854 1974-07-08 1975-06-23 FUEL INJECTION VALVE FOR COMBUSTION MACHINES Withdrawn DE2527854A1 (en)

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