DE3118485C2

DE3118485C2 - Fuel injector for internal combustion engines

Info

Publication number: DE3118485C2
Application number: DE19813118485
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Schmauder
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1981-05-09
Filing date: 1981-05-09
Publication date: 1986-12-04
Also published as: DE3118485A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer entgegen des Kraftstoffes öffnenden Düsennadel mit Drosselzapfen, dessen drosselnder Zapfen teil bei Schließstellung der Düsennadel gemeinsam mit dem Austrittskanal einen Drosselspalt bildet, dessen Spalthöhe höchstens dem Radius des Austrittskanals entspricht, wobei der drosselnde Zapfenteil aus dem Austrittskanal herausragt. Auf diese Weise wird ein für eine große Voreinspritzmenge erforderlicher langer Drosselhub erreicht.The invention relates to a fuel injection nozzle for internal combustion engines with a nozzle needle with a throttle pin opening against the fuel, the throttling pin part of which forms a throttle gap when the nozzle needle is in the closed position, the gap height of which corresponds at most to the radius of the outlet channel, the throttling pin part protruding from the outlet channel . In this way, a long throttle stroke required for a large pilot injection quantity is achieved.

Description

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'$: spritzbrennkraftmaschinen mit Nebenkammereinsprit-'i;- zung ist jeweils ein Düsenkörper mit 2, eine in diesem fj ausgebildete Ventilsitzfläche mit 3, ein Kraftstoffzuführfi kanal mit 4. ein zylindrisch ausgebildetes Spritzloch mit 'p, 5 und eine entgegen der Strömungsrichtung des zügep' führten Kraftstoffes öffnende Düsennadel mit 6 be- |< zeichnet Der mit der Ventilsitzfläche 3 zusammenwirfc kende Nadelsitz der Ventilnadel 6 ist mit 12 bezeichnet •j * Die Kxaftstoffeinspritzdüse 1 ist als Drosselzapfendü- '$: Injection internal combustion engines with Nebenkammereinsprit-'i, - wetting is in each case a nozzle body 2, an opening formed in this fj valve seat 3, a Kraftstoffzuführ fi channel 4. a cylindrically shaped perforated spray with' p, 5, and a counter to the flow direction of the The fuel-opening nozzle needle is designated by 6. The needle seat of the valve needle 6 that interacts with the valve seat surface 3 is designated by 12.

■.■' se ausgebildet, deren Düsennadel 6 im Anschluß an den &}. Nadelsitzberwch mit einem Drosselzapfen 7 versehen |_?' ist der aus einem drosselnden Zapfenteil 9 und einem H diesen mit dem Nadelsitebereich verbindenden radial rückspringenden, nicht drosselnden Zapfenteil 8 mit geringem Durchmesser besteht von denen der drosselnde Zapfenteil 9 aus dem Spritzloch S herausragt und gemeinsam mit dem Spritzloch einen Drosselspalt 10 bildet welcher bei Schließtage der Düsennadel 6 in der unteren Hälfte des Spritzlochs 5 liegt ■. ■ ' se formed, the nozzle needle 6 following the &}. Needle seat surface provided with a throttle pin 7 | _? 'is composed of a throttling pin part 9 and an H, which connects this with the needle side area, radially recessed, non-throttling pin part 8 with a small diameter, of which the throttling pin part 9 protrudes from the injection hole S and together with the injection hole forms a throttle gap 10 which on closing days the nozzle needle 6 lies in the lower half of the injection hole 5

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Drosselzapten 7 weist der drosselnde Zapfenteil 9 zunächst einen dem nicht drosselnden Zapfenteil 8 mit geringerem Durchmesser zugewandten, zylindrisch geformten Abschnitt und einen in Spritzrichtung daran anschließenden und sich in dieser Richtung unter einem Winkel von z. B. 2° leicht konisch verjüngenden Zapfenabschnitt auf. Der die Spaltlänge des Drosselspaltes 10 bestimmende drosselnde Zapfenteil 9 Oberdeckt in Schließlage der Düsennadel 6 das Spritzloch 5 in axialer Richtung etwa bis zur Hälfte.In the case of the FIG. 1 has throttle pin 7 shown the throttling pin part 9 initially a non-throttling pin part 8 with a smaller diameter facing, cylindrically shaped section and an adjoining it in the spray direction and in this direction at an angle of z. B. 2 ° slightly conically tapered pin section. The who Gap length of the throttle gap 10 determining throttling pin part 9 covers in the closed position of the nozzle needle 6, the spray hole 5 in the axial direction approximately up to Half.

In F i g. 2 fehlt der zylindrische Abschnitt des drosselnden Zapfenteils 9. Der Zapfenteil 9 beginnt erst ab einer Stelle 11 im Spritzloch 5 und ist in Spritzrichtung sich insgesamt leicht konisch verjüngend ausgebildet Der Abschnitt des Spritzloches 5 von der Stelle 11 bis zur unteren Kante des Spritzlochs entspricht etwa einem Viertel der Spritzlochlänge. Auch bei dieser Ausführung ist ein langer Drosselhub für die erforderlich große Voreinspritzmenge sichergestellt.In Fig. 2, the cylindrical section of the throttling pin part 9 is missing. The pin part 9 is only beginning a point 11 in the spray hole 5 and is in the spray direction overall slightly conically tapered. The section of the spray hole 5 from the point 11 to to the lower edge of the spray hole corresponds to about a quarter of the spray hole length. A long throttle stroke is also required for this version large pre-injection quantity ensured.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

1 2 sind. Ein längerer Drosselhub führt aber in der Regel Patentansprüche: zur Bildung von Verkokungsrückständen im Spritzloch des Düsenkörpers und somit zu einer Betriebsbeein-1 2 are. However, a longer throttle stroke usually leads to patent claims: to the formation of coking residues in the spray hole of the nozzle body and thus to an operational disruption

1. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschi- trächtigung der Brennkraftmaschine.1. Fuel injection nozzle for the internal combustion engine.

nen mit einer in einem Düsenkörper axial geführten 5 Aus der DD-PS 1 45 782 ist eine Kraftstoffeinspritz-nen with a 5 axially guided in a nozzle body from DD-PS 1 45 782 is a fuel injection

Düsennadel, welche entgegen der Strömungsrich- düse der eingangs genannten Art bekannt, bei der nachNozzle needle, which, contrary to the flow direction nozzle of the type mentioned at the outset, is known in the case of the

tung des Kraftstoffes mit einem Nadelsitz von einer F i g. 1 ein Zapfen vorgesehen ist, dessen drosselnderprocessing of the fuel with a needle seat from a F i g. 1 a pin is provided whose throttling

im Düsenkörper ausgebildeten Ventilsitzfläche ab- Zapfenteil sich in Schließlage der Düsennadel über dieThe valve seat surface formed in the nozzle body extends over the pin part in the closed position of the nozzle needle

hebt und an ihrem einspritzseitigen Ende im An- gesamte Länge des Spritzlochs erstreckt Bei dieserlifts and extends at its injection-side end along the entire length of the injection hole

Schluß an den Nadelsitzbereich einen Zapfen trägt, 10 Ausführung besteht aufgrund der relativ großen LängeFinally, the needle seat area carries a pin, 10 design exists due to the relatively large length

der in Schließlage der Düsennadel in ein zylindrisch des Drosselspalts die Gefahr, daß letzterer verkokt, dawhich in the closed position of the nozzle needle in a cylindrical throttle gap, the risk that the latter coked because

ausgebildetes Spritzloch eintaucht und einen dros- die anfangs kleinen Verkokungsrückstände sich im Lau-formed spray hole is immersed and a dros- the initially small coking residues in the course of

selnden Zapfenteil aufweist, der mit dem Spritzloch fe des Betriebs der Brennkraftmaschine in dem langenhas selenden pin part, which with the spray hole fe of the operation of the internal combustion engine in the long

einen ringförmigen Drosselspalt bildet, dessen Spalt- Drosselspalt zunehmend vergrößern, wodurch sich derforms an annular throttle gap, the gap throttle gap increasing increasing, whereby the

länge durch den Überdeckungsbereich von Spritz- 15 Durchlaßquerschnitt im engen Drosselspalt rasch ver-length is rapidly increased by the overlap area of the spray 15 passage cross-section in the narrow throttle gap

loch und drosselndem Zapfenteil bestimmt ist, da- ringen Die Folge ist eine abnehmende Austrittsge-hole and throttling pin part is determined, because the consequence is a decreasing outlet

durch gekennzeichnet, daß der drosselnde schwindigkeit sowie eine schlechte Zerstäubung descharacterized in that the throttling speed and poor atomization of the

Zapfenteil (9) in Schließlage der Düsennadel (6) im Kraftstoffes. Die Verbrennungsgeräusche der Brenn-Pin part (9) in the closed position of the nozzle needle (6) in the fuel. The combustion noises of the combustion

Bereich der einspritzseitig gelegenen Hälfte des kraftmaschine erhöhen sich.The area of the half of the engine on the injection side increases.

Spritzlochs (5) beginnend aus diesem herausragt und 20 Bei der Einspritzdüse nach F i g. 2 taucht der dros-Injection hole (5) starting from this protrudes and 20 At the injection nozzle according to FIG. 2 dips the dros-

über einen radial rückspringenden, gegenüber dem selnde Zapfenteil nur teilweise in das Spritzloch ein.via a radially recessed pin part only partially into the spray hole compared to the selnding pin part.

drosselnden Zapfenteil (9) im Durchmesser kleine- Aufgrund der hier somit wegen der kürzeren Überdek-throttling pin part (9) small in diameter due to the shorter cover

ren Zapfenteil (8) mit dem Nadelsitzbereich der Du- kung von Spritzloch und drosselndem Zapfenteil vorlie-ren pin part (8) with the needle seat area of the duct of the spray hole and throttling pin part.

sennadel (6) verbunden ist genden kürzeren Länge des Drosselspalts wird zwar einneedle (6) is connected to the shorter length of the throttle gap is a

2. Kraftstoff einspritzdüse nach Anspruch 1, da- 25 verringertes Ansetzen von Verkokungsrückständen im durch gekennzeichnet, daß der drosselnde Zapfen- Drosselspalt bewirkt, jedoch ergibt sich aufgrund des teil (9) aus einem dem Zapfenteil (8) mit dem kleine- kurzen Drosselhubes auch eine kürzere Voreinspritren Durchmesser zugewandten zylindrischen Ab- zung, durch die eine weiche Verbrennung speziell im schnitt und einem in Spritzrichtung daran anschlie- Fall einer Nebenkammereinspritzung nicht möglich ist ßenden und sich in dieser Richtung leicht konisch 30 und sich das Geräuschverhalten der Brennkraftmaschiverjüngenden Zapfenabschnitt besteht ne verschlechtert.2. Fuel injection nozzle according to claim 1, there- 25 reduced build-up of coking residues in the characterized in that the throttling pin causes throttling gap, but results due to the part (9) from one of the journal part (8) with the small-short throttle stroke also a shorter pre-injection Cylindrical chamfer facing the diameter, through which a soft combustion especially in the section and a subsequent case of a secondary chamber injection in the direction of injection is not possible ßenden and slightly conical in this direction 30 and the noise behavior of the internal combustion engine tapering Trunnion section exists ne deteriorated.

3. Kraftstoff einspritzdüse nach Anspruch 1, da- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine durch gekennzeichnet, daß der drosselnde Zapfen- für Brennkraftmaschinen mit Nebenkammereinspritteil (9) sich in Spritzrichtung insgesamt leicht ko- zung geeignete Einspritzdüse zu schaffen, die in Schließnisch verjüngt 35 lage der Düsennadel im Überdeckungsbereich von3. Fuel injection nozzle according to claim 1, da- The invention is thus based on the object of a characterized in that the throttling pin for internal combustion engines with secondary chamber injection part (9) To create a suitable injection nozzle in the direction of spraying, which is in the closing recess tapered position of the nozzle needle in the overlap area of

drosselndem Zapfenteil und Spritzloch zwar einen kur-throttling spigot part and spray hole a short

zen Drosselspalt aufweist aber dennoch einen langenzen throttle gap nevertheless has a long one

Drosselhub der Düsennadel ergibt.
Zur Lösung der Aufgabe dienen die im kennzeichnen-Throttle stroke of the nozzle needle results.
To solve the task, the identifying

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für 40 den Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Brennkraftmaschinen mit einer in einem Düsenkörper Durch die besondere Anordnung des drosselndenThe invention relates to a fuel injection nozzle for the features specified in the part of claim 1.
Internal combustion engines with a nozzle body due to the special arrangement of the throttling

axial geführten Düsennadel, welche entgegen der Strö- Zapfenteils in der unteren Hälfte des Spritzloches vermungsrichtung des Kraftstoffes mit einem Nadelsitz kleinen sich die koksanlagernde Fläche, wobei der wirkvon einer im Düsenkörper ausgebildeten Ventilsitzflä- same Drosselhub jedoch wesentlich länger als die von ehe abhebt und an ihrem einspritzseitigen Ende im An- 45 dem drosselnden Zapfenteil bestimmte Länge des Drosschluß an den Nadelsitzbereich einen Zapfen trägt, der selspalts ist. Somit erfolgt ein wirksamer Drosselhub der in Schließlage der Düsennadel in ein zylindrisch ausge- Düsennadel über die gesamte Spritzlochlänge. Die Verbildetes Spritzloch eintaucht und einen drosselnden kokung im unteren Bereich des Spritzloches spielt keine Zapfenteil aufweist, der mit dem Spritzloch einen ring- so große Rolle mehr. Die Voreinspritzung wird kaum förmigen Drosselspalt bildet, dessen Spaltlänge durch 50 beeinträchtigt, da der drosselnde Zapfenteil beim Einden Überdeckungsbereich von Spritzloch und drosseln- spritzhub der Düsennadel das gesamte Spritzloch dem Zapfenteil bestimmt ist. durchfährt.axially guided nozzle needle, which counter to the Strö pin part in the lower half of the spray hole measurement direction of the fuel with a needle seat, the coke-accumulating surface is reduced a valve seat flare formed in the nozzle body, however, the throttle stroke is much longer than that of before lifts off and at its end on the injection side in the connection to the throttling pin part, a certain length of the throttle closure carries a pin on the needle seat area, which is selspalts. This results in an effective throttle stroke in the closed position of the nozzle needle into a cylindrically shaped nozzle needle over the entire length of the spray hole. The deformed The spray hole is immersed and there is no throttling coking in the lower area of the spray hole Has pin part, which has a ring as large a role with the spray hole. The pilot injection is hardly shaped throttle gap forms, the gap length impaired by 50, because the throttling pin part when Einden Coverage area of the injection hole and throttle injection stroke of the nozzle needle the entire injection hole the journal part is determined. drives through.

Bei Einspritzdüsen dieser Art, die für Brennkraftma- Somit gelangt bis zum Zündbeginn eine Kraftstoff-With injection nozzles of this type, which are used for internal combustion engines, a fuel

schinen mit Direkteinspritzung vorgesehen sind, wer- menge in den Brennraum, die eine weiche Verbrennung den bekanntlich aufgrund der kurzen Drosselhübe der 55 bewirkt Zugleich ergibt sich ein verbessertes Geräusch-Düsennadel nur kleine Voreinspritzmengen in den verhalten der Brennkraftmaschine.
Brennraum abgespritzt, denn bei Direkteinspritzern Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung lassenMachines with direct injection are provided, there is a quantity in the combustion chamber, which causes a smooth combustion which is known due to the short throttle strokes of the 55. At the same time, there is an improved noise nozzle needle only small pre-injection quantities in the behavior of the internal combustion engine.
Combustion chamber sprayed, because with direct injectors, advantageous developments of the invention can be

würden sich größere Voreinspritzmengen nachteilig auf sich den Unteransprüchen entnehmen,
das Rußverhalten und den Kraftstoffverbrauch auswir- Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend an-larger pre-injection quantities would be disadvantageously derived from the subclaims,
the soot behavior and the fuel consumption.

ken. Durch die kurzen Drosselhübe besteht auch eine 60 hand von in der Zeichnung veranschaulichten Ausfühgeringe Gefahr des Verkokens in dem Drosselspalt und rungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen die
ist folglich eine Beeinträchtigung des einwandfreien Be- F i g. 1 und 2 im Schnitt den unteren, einspritzseitigenken. Due to the short throttle strokes, there is also a risk of coking in the throttle gap, as illustrated in the drawing, and some examples are described in more detail. It show the
is consequently an impairment of proper operation. 1 and 2 in section the lower, injection-side

triebes der Brennkraftmaschine weitgehend ausgeschal- Bereich einer Kraftstoffeinspritzdüse, und zwar mit eitet nem im Spritzloch die Spalthöhe des Drosselspaltes be-drive of the internal combustion engine largely switched off area of a fuel injector, namely with eitet nem the gap height of the throttle gap in the spray hole

Bei Brennkraftmaschinen mit Nebenkammereinsprit- 65 stimmenden drosselnden Zapfenteil der Düsennadel mit zung sind jedoch gegenüber der vorgenannten Ausfüh- unterschiedlich ausgebildeten drosselnden Zapfenteilen, runggrößere Voreinspritzmengen erforderlich, die über Bei den in den Fig. 1 und 2 teilweise dargestelltenIn internal combustion engines with secondary-chamber injection, the throttling pin part of the nozzle needle is also tuned However, compared to the aforementioned design, differently designed throttling pin parts, tion larger preinjection quantities required, which are partially shown in FIGS

einen langen Drossclhub der Düsennadel erreichbar Kraftstoffcinsprit/.düsen 1 für liiftverdichtenclo Kin-a long throttle stroke of the nozzle needle can be achieved.