DE3426950A1 - THROTTLE PIN NOZZLE FOR FUEL INJECTION IN AN AIR-COMPRESSING INTERNAL COMBUSTION ENGINE, IN PARTICULAR CHAMBER ENGINE - Google Patents

THROTTLE PIN NOZZLE FOR FUEL INJECTION IN AN AIR-COMPRESSING INTERNAL COMBUSTION ENGINE, IN PARTICULAR CHAMBER ENGINE

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DE3426950A1 DE19843426950 DE3426950A DE3426950A1 DE 3426950 A1 DE3426950 A1 DE 3426950A1 DE 19843426950 DE19843426950 DE 19843426950 DE 3426950 A DE3426950 A DE 3426950A DE 3426950 A1 DE3426950 A1 DE 3426950A1
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Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft 342695QPaim 15 273/4 Stuttgart-Untertürkheim λ, 18.07.1984Daimler-Benz Aktiengesellschaft 342695Q Paim 15 273/4 Stuttgart-Untertürkheim λ, July 18, 1984

11 Drosselzapfendüse zur Kraftstoffeinspritzung bei einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine, insbesondere Vorkammermaschine " 11 Throttle pin nozzle for fuel injection in an air-compressing internal combustion engine, in particular an antechamber engine "

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosselzapfendüse zur Kraftstoffeinspritzung bei einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine, insbesondere Vorkammermaschine, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a throttle pin nozzle for fuel injection in an air-compressing Internal combustion engine, in particular antechamber engine, according to the preamble of claim 1.

Düsen dieser Art sind mit einem für die Voreinspritzung bestimmten Spritzzapfen versehen, durch den beim öffnen der Düsennadel zunächst nur ein kleiner Ringspalt bzw. Drosselspalt freigegeben wird, der nur wenig Kraftstoff durchläßt. Durch die Spritzzapfenform, zusammen mit der Charakteristik der der Öffnungsbewegung der Düsennadel entgegenwirkenden Druckfeder im Düsenhalter sowie dem Spiel im Drosselspalt, wird die gewünschte Drosselwirkung erreicht.Nozzles of this type are provided with a spray pin intended for pre-injection, through which when they open the nozzle needle initially only a small annular gap or throttle gap is released, which only little fuel lets through. Due to the shape of the nozzle, together with the characteristics of the opening movement of the nozzle needle counteracting compression spring in the nozzle holder and the play in the throttle gap, the desired throttling effect is achieved achieved.

Drosselzapfendüsen erweisen sich aber im Laufe des Motorbetriebes als störanfällig, da sich im Spritzloch Verkokungsrückstände bilden, die den Ringspalt verengen und somit unzulässig starke Veränderungen des Einspritzmengenverlaufes bewirken. Durch diese Veränderungen ergibt sich auch ein ungünstiger Einfluß auf das Verbrennungsgeräusch.Throttle pin nozzles prove to be prone to failure during engine operation, because they are located in the spray hole Coking residues form, which narrow the annular gap and thus impermissibly strong changes in the course of the injection quantity cause. These changes also have an adverse effect on the combustion noise.

-2--2-

Daim 15 275/4Daim 15 275/4

Aus der DE-OS 29 30 716 ist eine Drosselzapfendüse bekannt, durch die - auch nach längerem Motorbetrieb ein Zukoken des Drosselspaltes verhindert wird, da infolge der besonderen Ausbildung dieser Düse bei jedem Schließhub die Düsennadel um einen bestimmten Betrag gedreht wird. Die Drehung wird dadurch erreicht, daß nach erfolgtem Öffnungshub - die Düsennadel blieb zuvor ohne mechanische Verbindung zu dem darüberliegenden Zwischenkolben - nunmehr die Düsennadel während ihres Schließhubes sich fest am Zwischenkolben abstützt, der durch seine anderseitige Abstützung an der Schließfeder infolge deren Ausbildung als Schraubenfeder jeweils eine gleichsinnige Mitdrehung erfährt.From DE-OS 29 30 716 a throttle pin nozzle is known, by which - a coking of the throttle gap is prevented even after prolonged engine operation, since Due to the special design of this nozzle, the nozzle needle moves a certain amount with each closing stroke Amount is rotated. The rotation is achieved in that after the opening stroke - the nozzle needle remained previously without a mechanical connection to the intermediate piston above - now the nozzle needle during its closing stroke is firmly supported on the intermediate piston, which by its support on the other side the closing spring experiences a co-rotation in each case due to its design as a helical spring.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einer Drosselzapfendüse einfache Maßnahmen zu treffen, durch die ohne mechanischen Einfluß auf die Düsennadel ein verkokungsunempfindlicher Zumeßquerschnitt erreichbar ist, der im stabilisierten Zustand einen dauerhaften gleichmäßigen Einspritzmengenverlauf zuläßt.The invention is based on the object of taking simple measures on a throttle pin nozzle which achieves a metering cross-section that is insensitive to coking without mechanical influence on the nozzle needle is, which in the stabilized state allows a permanent, uniform course of the injection quantity.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. In den Unteransprüchen sind noch vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht.The features indicated in the characterizing part of claim 1 serve to solve the problem. In the subclaims Advantageous and beneficial developments are still claimed.

Die seither übliche Symmetrie der Bohrungsanordnung ist somit durch die besondere Anordnung und / oder Ausbildung der Kraftstofflängsbohrungen im Diisenkörper verlassen.The symmetry of the bore arrangement, which has been common since then, is thus due to the special arrangement and / or Leave the formation of the longitudinal fuel bores in the nozzle body.

-3--3-

tSr 342695On . 1C ,„,.. tSr 342695O n . 1C , ", ..

~r~ ^" ~ r ~ ^ " Daim 15 273/4Daim 15 273/4

Durch die untereinander verschieden angeordneten oder unterschiedliche Durchmesser und / oder Bohrungstiefe aufweisenden Kraftstofflangsbohrungen erfolgt eine Zwangsdrehung der Düsennadel, deren Folge eine Verringerung des Nageins ( Geräuschminderung ) und der Verkokung ist.Due to the differently arranged or different diameters and / or hole depths having longitudinal fuel bores, a forced rotation of the nozzle needle takes place, the consequence of which is a reduction Nagein (noise reduction) and coking.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigenIn the drawing, the subject matter of the invention is explained in more detail with the aid of several exemplary embodiments. Show it

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Drosselzapfendüse mit Kraftstofflangsbohrungen im Düsenkörper, die unterschiedliche Tangentialkomponenten aufweisenFig. 1 is a longitudinal section through a throttle pin nozzle with longitudinal fuel bores in the Nozzle bodies that have different tangential components

Fig. 2 den Düsenkörper um 90° gedreht dargestellt,Fig. 2 shows the nozzle body rotated by 90 °,

Fig. 3 eine Ausgestaltung des Düsenkörpers mitFig. 3 shows an embodiment of the nozzle body

Kraftstofflangsbohrungen, die unterschiedliche Radialkomponenten aufweisenLongitudinal fuel bores that have different radial components

ferner jeweils im vergrößerten Maßstab im Querschnitt also in each case on an enlarged scale in cross section

Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung des Düsenkörpers,4 shows a further embodiment of the nozzle body,

bei dem die Kraftstofflangsbohrungen unterschiedliche Durchlaßquerschnitte aufweisenin which the longitudinal fuel bores are different Have passage cross-sections

Fig. 5 eine andere Ausgestaltung des Düsenkörpers, bei dem die Kraftstofflängsbohrungen auf verschieden großen Teilkreisen liegen,Fig. 5 shows another embodiment of the nozzle body, in which the longitudinal fuel bores different sized partial circles lie,

Fig. 6 eine weitere Ausgestaltung des Düsenkörpers, bei dem die Kraftstofflangsbohrungen auf6 shows a further embodiment of the nozzle body in which the longitudinal fuel bores

einem Teilkreis ungleichmäßig verteilt angeordnet sind,are arranged unevenly distributed in a pitch circle,

Fig. 7 Kraftstofflangsbohrungen mit zusätzlichen Sackbohrungen im DüsenkörperFig. 7 Longitudinal fuel bores with additional blind bores in the nozzle body

Fig. 8 den Düsenkörper in Ansicht mit angedeuteten, am Umfang gleichmäßig verteilten Kraftstofflangsbohrungen, von denen ein Teil als Sackbohrungen ausgeführt sind,8 shows the nozzle body in a view with indicated longitudinal fuel bores evenly distributed on the circumference, some of which are blind holes,

In Fig. 1 ist der Aufbau eines als Drosselzapfendüse ausgebildeten Einspritzventiles für eine lüftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschine gezeigt. Der Kraftstoffzulauf erfolgt über eine Kraftstofflängsbohrung 2 in einem obenliegenden Haltekörper 3, über weitere Kraftstofflangsbohrungen 4a, 4b in einem Zwischenstück 5 und schließlich über drei Kraftstofflangsbohrungen 6a, 6b, 6c (Fig. 1 bis 8) in einem Düsenkörper 7. Die Kraftstofflangsbohrungen 2 und 4a, 4b sowie 4a, 4b und 6a, 6b, 6c sind über Ringnuten 8 und miteinander verbunden. Beide Ringnuten 8, 9 sind in dem Zwischenstück angeordnet, um beim Verspannen der Einzelteile des Einspritzventiles Verformungen im empfindlichenIn Fig. 1 the structure of a throttle pin nozzle trained injection valve for a vent-compressing internal combustion engine shown. Of the The fuel is supplied through a longitudinal fuel bore 2 in an overhead holding body 3, via further longitudinal fuel bores 4a, 4b in one Intermediate piece 5 and finally via three longitudinal fuel bores 6a, 6b, 6c (FIGS. 1 to 8) in a nozzle body 7. The longitudinal fuel bores 2 and 4a, 4b and 4a, 4b and 6a, 6b, 6c are connected to one another via annular grooves 8 and. Both grooves 8, 9 are in the Intermediate piece arranged to avoid deformations in the sensitive when tensioning the individual parts of the injection valve

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Daim 15 273/4Daim 15 273/4

Bereich der die Düsennadel 10 führenden Bohrung 11 zu vermeiden und gleichzeitig die Zwangsdrehung der Düsennadel 10 zu erleichtern. Die in dem Düsenkörper 7 verlaufenden Kraftetxf£län9sbohruri^n6a, 6b und 6c führen in eine als Ringkammer ausgebildete Druckkammer 12.To avoid the area of the nozzle needle 10 leading bore 11 and at the same time the forced rotation of the nozzle needle 10 to facilitate. The extending in the nozzle body 7 Kraftetxf £ län9sbohruri ^ n6a, 6b and 6c lead into a Pressure chamber 12 designed as an annular chamber.

Um den Effekt der Nadeldrehung gezielt zu erzeugen, ist die Bohrungsanordnung im Düsenkörper 7 asymmetrisch ausgeführt.In order to produce the effect of the needle rotation in a targeted manner, the arrangement of the bores in the nozzle body 7 is asymmetrical executed.

Die Kraftstofflängsbohrungen 6a, 6b, 6c weisen unterschiedliche Tangentialkomponenten auf ( Fig. 1 und 2). Sie sind zur Achse 13 der Düsennadel 10 um einen Winkel Ji schräg verlaufend angeordnet (Fig. 2). Die Kraftstofflängsbohrungen 6a, 6b, 6c können aber auch gemäß Fig. Radialkomponenten aufweisen, wobei der von der Düsennadelachse 13 und der jeweiligen Achse der Kraftstofflängsbohrung eingeschlossene Winkel mit /5 bezeichnet ist.The longitudinal fuel bores 6a, 6b, 6c have different tangential components (FIGS. 1 and 2). They are arranged to run obliquely to the axis 13 of the nozzle needle 10 at an angle Ji (FIG. 2). The longitudinal fuel bores 6a, 6b, 6c can also have radial components according to FIG. 1, the angle enclosed by the nozzle needle axis 13 and the respective axis of the longitudinal fuel bore being denoted by / 5.

In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Durchlaßquerschnitte der drei auf einem Teilkreis T-liegenden Kraftstofflängsbohrungen 6a, 6b, 6c untereinander unterschiedliche Größe aufweisen, während in Fig. die Kraftstofflängsbohrungen gleiche Durchlaßquerschnitte haben, jedoch auf verschiedenen Teilkreisen Τ-,,Τ^,Τ, liegen.In Fig. 4 an embodiment is shown in which the passage cross-sections of the three on a pitch circle T-lying Longitudinal fuel bores 6a, 6b, 6c have different sizes from one another, while in Fig. the longitudinal fuel bores have the same passage cross-sections, but on different pitch circles Τ - ,, Τ ^, Τ, lie.

In Fig. 6 befinden sich die Kraftstofflängsbohrungen 6a, 6b, 6c ebenso wie in Fig. 4 auf einem Teilkreis T-,dafür liegen aber auf diesem Teilkreis die Bohrungen unterschiedlich weit auseinander. Die jeweiligen Abstände sind mit v-*, ü-~ und ί*',angegeben.In FIG. 6, the longitudinal fuel bores 6a, 6b, 6c, as in FIG. 4, are located on a pitch circle T-, but the bores on this pitch circle are at different distances apart. The respective distances are indicated with v- *, ü- ~ and ί * '.

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Gegebenenfalls sind auch Ausführungen denkbar, die sowohl Merkmale aus Fig. 4 und 5 oder 6 oder umgekehrt enthalten. Derartige Ausführungsbeispiele sind hauptsächlich im Zusammenhang mit solchen Kraftstofflängsbohrungen zu sehen, die die Tangentialkomponente aufweisen.If necessary, designs are also conceivable which contain both features from FIGS. 4 and 5 or 6 or vice versa. Such embodiments are mainly to be seen in connection with such longitudinal fuel bores, which have the tangential component.

Eine Asymmetrie kann auch dadurch erreicht werden, daß ein Teil der Längsbohrungen 6a, 6b, 6c nicht durchgehend, sondern mit unterschiedlicher Tiefe als Sackbohrung ausgeführt ist. In Fig. 8 enthält der Düsenkörper 7 eine durchgehende, als Zulaufbohrung ausgebildete Kraftstofflängsbohrung 6b, während die Längsbohrungen 6a, 6c als Sackbohrungen mit unterschiedlicher Bohrungstiefe ausgeführt sind.An asymmetry can also be achieved in that some of the longitudinal bores 6a, 6b, 6c are not continuous, but is designed as a blind hole with different depths. In Fig. 8, the nozzle body 7 includes a continuous longitudinal fuel bore designed as an inlet bore 6b, while the longitudinal bores 6a, 6c are designed as blind bores with different bore depths are.

Für den Fall, daß die Durchlaßquerschnitte der üblichen durchgehenden Kraftstofflängsbohrungen 6a, 6b, 6c erhalten bleiben müssen, können nach Fig. 7 auch zusätzliche untereinander asymmetrisch ausgeführte Sackbohrungen 6d-f vorgesehen sein.In the event that the flow cross-sections of the usual Continuous longitudinal fuel bores 6a, 6b, 6c have to be retained, according to FIG. 7, additional blind bores 6d-f designed asymmetrically with one another may be provided.

Die beschriebenen Ausführungen bewirken eine derartige Drehung der Nadel 10, daß bei Koksansatz im Spritzloch 15 des Düsenkörpers 7 während des Einspritzbetriebes das Spritzloch 15 bzw. die Düsenöffnung " freigebohrt " wird.The described embodiments cause the needle 10 to rotate in such a way that when coke builds up in the injection hole 15 of the nozzle body 7, the injection hole 15 or the nozzle opening is "drilled free" during the injection operation.

Claims (7)

Daimler-Benz Aktiengesellschaft ^«»ä-vvvv Pairn 15 273/4 Stuttgart-Untertürkheim 18.07.1984 PatentansprücheDaimler-Benz Aktiengesellschaft ^ «» ä-vvvv Pairn 15 273/4 Stuttgart-Untertürkheim 07/18/1984 Patent claims 1.) Drosselzapfendüse zur Kraftstoffeinspritzung bei einer luftverdichtenden Brennkraftmaschine, insbesondere Vorkammermaschine, mit einer vom Kraftstoffdruck gesteuerten Düsennadel, die mit ihrer Druckschulter in einer Druckkammer liegt, zu der ein Kraftstoff zulauf führt, der durch im Düsenhalter, gegebenenfalls im Zwischenstück, und im Düsenkörper verlaufende Kraftstofflängsbohrungen gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Düsenkörper (7) verlaufende Kraftstofflängsbohrungen eine in Bezug auf die Längsachse der Düsennadel asymmetrische Anordnung und / oder Ausbildung aufweisen, derart, daß in die Druckkammer (12) einströmender Kraftstoff auf die Düsennadel (10) die Nadeldrehung bewirkende Kräfte ausübt.1. ) Throttle pin nozzle for fuel injection in an air-compressing internal combustion engine, in particular an antechamber engine, with a nozzle needle controlled by the fuel pressure, the pressure shoulder of which lies in a pressure chamber to which a fuel inlet leads through the nozzle holder, possibly in the intermediate piece, and in the nozzle body Longitudinal fuel bores are formed, characterized in that the longitudinal fuel bores running in the nozzle body (7) have an arrangement and / or configuration which is asymmetrical with respect to the longitudinal axis of the nozzle needle, such that fuel flowing into the pressure chamber (12) hits the nozzle needle (10) Exerts needle rotation causing forces. 2. Drosselzapfendüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Druckkammer (12) einmündenden Kraftstoff längsbohrungen (6a, 6b, 6c) unterschiedliche Radial- und / oder Tangentialkonponenten aufweisen.2. Throttle pin nozzle according to claim 1, characterized in that the fuel in the pressure chamber (12) opens longitudinal bores (6a, 6b, 6c) have different radial and / or tangential components. -2--2- 3. Drosselzapfendüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,3. Throttle pin nozzle according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstofflängsbohrungen (6a, 6b, 6c) in dem Düsenkörper (7) unterschiedliche Durchlaßquerschnitte ( Fig. 4 ) aufweisen.characterized in that the longitudinal fuel bores (6a, 6b, 6c) in the Nozzle body (7) have different passage cross-sections (Fig. 4). 4. Drosselzapfendüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,4. Throttle pin nozzle according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstofflängsbohrungen ( 6a, 6b, 6c ) in dem Düsenkörper (7) auf verschieden großen Teilkreisen ( T1, T2,T3 ) liegen ( Fig. 5 ).characterized in that the longitudinal fuel bores (6a, 6b, 6c) in the nozzle body (7 ) lie on pitch circles of different sizes (T 1 , T 2 , T 3 ) (Fig. 5). 5. Drosselzapfendüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,5. Throttle pin nozzle according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstofflängsbohrungen ( 6a, 6b, 6c ) in dem Düsenkörper (7) auf einem Teilkreis ( T.) ungleichmäßig verteilt angeordnet sind ( Fig. 6 ).characterized in that the longitudinal fuel bores (6a, 6b, 6c) in the Nozzle body (7) are arranged unevenly distributed on a pitch circle (T.) (Fig. 6). 6. Drosselzapfendüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,6. Throttle pin nozzle according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstofflängsbohrungen (6a, 6b, 6c) unterschiedlich stufig und / oder konisch zulaufend ausgeführt sind.characterized in that the longitudinal fuel bores (6a, 6b, 6c) are different are designed stepped and / or tapered. -3--3- 7. Drosselzapfendüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche,7. Throttle pin nozzle according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Kraftstofflängsbohrungen (6a, 6b, 6c) von dem brennraumseitig abgewandten Ende des Düsenkörpers (7) ausgehende und untereinander asymmetrisch ausgeführte Sackbohrungen ( 6d, 6e, 6f) in dem Düsenkörper (7) vorgesehen sind oder daß ein Teil der Kraftstofflängsbohrungen als Sackbohrung mit unterschiedlicher Tiefe ausgebildet ist.characterized in that in addition to the longitudinal fuel bores (6a, 6b, 6c) proceeding from the end of the nozzle body (7) facing away from the combustion chamber side and with one another asymmetrically executed blind bores (6d, 6e, 6f) are provided in the nozzle body (7) or that a part the longitudinal fuel bores are designed as blind bores with different depths.
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