DE68904496T2 - FUEL INJECTION VALVE. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, beispielsweise eine Diesel-Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine, for example a diesel internal combustion engine, according to the preamble of patent claim 1.

Die FR-A 2 333 973 offenbart eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung dieser Art, mitFR-A 2 333 973 discloses a fuel injection device of this type, with

einem Düsenkörper mit einer Einspritzöffnung an einem Endbereich und einer inneren Umfangsfläche am anderen Endbereich,a nozzle body with an injection opening at one end and an inner peripheral surface at the other end,

einer im wesentlichen zylindrischen Hülse in dem Düsenkörper, die auf der inneren Umfangsfläche gleitet,a substantially cylindrical sleeve in the nozzle body which slides on the inner peripheral surface,

einem Nadelventil, das beweglich in der Hülse angeordnet ist und die Zufuhr von Druckfluid zu der Einspritzöffnung steuert, welches Nadelventil eine Druckaufnahmefläche aufweist, die dem Kraftstoffdruck ausgesetzt ist und das Nadelventil in eine Richtung drückt,a needle valve movably arranged in the sleeve and controlling the supply of pressurized fluid to the injection opening, which needle valve has a pressure receiving surface which is exposed to the fuel pressure and presses the needle valve in one direction,

welche Hülse eine Druckaufnahmefläche aufweist, die dem Kraftstoffdruck ausgesetzt ist, so daß die Hülse in die eine Richtung gedrückt wird,which sleeve has a pressure-receiving surface which is exposed to the fuel pressure so that the sleeve is pressed in one direction,

einer Federeinrichtung, die das Nadelventil in die entgegengesetzte Richtung drückt,a spring device that pushes the needle valve in the opposite direction,

einer ersten Anschlageinrichtung zur Begrenzung der Bewegung der Hülse in bezug auf den Düsenkörper auf einen ersten beweglichen Bereich,a first stop device for limiting the movement of the sleeve with respect to the nozzle body to a first movable range,

einer zweiten Anschlageinrichtung zur Begrenzung der Bewegung des Nadelventils in bezug auf den Düsenkörper auf einen zweiten beweglichen Bereich, der größer als der erste bewegliche Bereich ist,a second stop device for limiting the movement of the needle valve with respect to the nozzle body to a second movable range which is larger than the first movable range,

einer Eingriffseinrichtung zum Verbinden des Nadelventils mit der Hülse und damit zum Ermöglichen einer gemeinsamen Bewegung zur Zeit der Bewegung der Hülse innerhalb des ersten beweglichen Bereichs,an engagement device for connecting the needle valve to the sleeve and thereby enabling a joint movement at the time of movement of the sleeve within the first movable range,

welche Eingriffseinrichtung einen Flanschbereich umfaßt, der an einem Ende des Nadelventils außerhalb der Hülse vorgesehen ist, wobei ein Endbereich der Hülse mit dem Flanschbereich anschlagend in Eingriff zu bringen ist, undwhich engagement means comprises a flange portion provided at one end of the needle valve outside the sleeve, wherein an end portion of the sleeve is to be brought into abutting engagement with the flange portion, and

einem Distanzstück an dem Endbereich der Hülse.a spacer at the end of the sleeve.

Eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung wird automatisch mit Hilfe des Kraftstoffdrucks geöffnet, der zu der Einrichtung von einer Kraftstoff-Einspritzpumpe gefördert wird. Wenn in diesem Zusammenhang der Kraftstoffdruck einen vorgegebenen Ventilöffnungsdruck überschreitet, wird ein Nadelventil zeitweilig in seine maximal angehobene Position gehoben, so daß die Kraftstoff-Einspritzung relativ plötzlich erfolgt. Dies verursacht insoweit ein Problem, als der Kraftstoff-Einspritzdurchsatz (die Menge des pro Zeiteinheit oder Kurbelwinkeleinheit eingespritzten Kraftstoffs) am Anfang der Kraftstoff-Einspritzung übermäßig hoch ist und ein erhöhtes Maschinengeräusch verursacht.A fuel injection device is opened automatically by means of fuel pressure supplied to the device from a fuel injection pump. In this connection, when the fuel pressure exceeds a predetermined valve opening pressure, a needle valve is temporarily raised to its maximum raised position so that fuel injection occurs relatively suddenly. This causes a problem in that the fuel injection rate (the amount of fuel injected per unit time or unit crank angle) is excessively high at the start of fuel injection, causing increased engine noise.

Zur Überwindung dieses Problems ist kürzlich eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung vorgeschlagen worden, die eine stufenweise Änderung des Hubes entsprechend zwei verschiedenen Ventilöffnungsdrücken bewirkt. Fig. 5 zeigt diese Art einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung.To overcome this problem, a fuel injection device has recently been proposed which causes a stepwise change in the lift according to two different valve opening pressures. Fig. 5 shows this type of fuel injection device.

Gemäß Fig. 5 ist ein einem Düsenkörper 31 beweglich ein Nadelventil 32 angeordnet, das in Ventilschließrichtung durch eine erste Feder 34 und durch eine erste Druckstange 33 vorgespannt ist. Das rückwärtige Ende der ersten Druckstange 33 liegt gegenüber dem vorderen Ende einer zweiten Druckstange 35. Die zweite Druckstange 35 wird in Richtung der ersten Druckstange 33 durch eine zweite Feder 36 vorgespannt. Ein Abstand, der einem vorbestimmten Vorhub "l" entspricht, liegt zwischen dem rückwärtigen Ende der ersten Druckstange 33 und dem vorderen Ende der zweiten Druckstange 35. Ein nicht gezeigtes Distanzstück dient zur Bestimmung eines maximalen Hubs "L" des Nadelventils 32.According to Fig. 5, a needle valve 32 is movably arranged on a nozzle body 31 and is biased in the valve closing direction by a first spring 34 and by a first push rod 33. The rear end of the first push rod 33 is opposite the front end of a second push rod 35. The second push rod 35 is biased in the direction of the first push rod 33 by a second spring 36. A distance corresponding to a predetermined pre-stroke "l" lies between the rear end of the first push rod 33 and the front end of the second push rod 35. A spacer (not shown) is used to determine a maximum stroke "L" of the needle valve 32.

Bei dieser Konstruktion beginnt das Nadelventil 32 mit dem Anheben, wenn der Kraftstoffdruck den Ventilöffnungsdruck überschreitet, der durch die erste Feder 34 bestimmt wird. Das Nadelventil 32 beendet den Hub, wenn die erste Druckstange 33 gegen die zweite Druckstange 35 anschlägt. Wenn der Brennstoffdruck weiter zunimmt und den Ventilöffnungsdruck überschreitet, der durch die erste und die zweite Feder 34,36 bestimmt wird, beginnt das Nadelventil 32 wiederum mit dem Anheben, und es gelangt in seine maximal angehobene Position.In this construction, the needle valve 32 starts to lift when the fuel pressure exceeds the valve opening pressure determined by the first spring 34. The needle valve 32 stops lifting when the first push rod 33 strikes against the second push rod 35. When the fuel pressure continues to increase and exceeds the valve opening pressure determined by the first and second springs 34,36, the needle valve 32 begins to lift again and reaches its maximum raised position.

Folglich führt das Nadelventil 32 eine zweistuflge Änderung des Hubs aus, d.h. einen Vorhub "l" und einen Maximalhub "L". Dies ermöglicht es, eine rasche Verbrennung bei niedriger Drehzahl und niedriger bis mittlerer Last der Maschine zu verhindern.Consequently, the needle valve 32 performs a two-stage change in stroke, i.e. a preliminary stroke "l" and a maximum stroke "L". This makes it possible to prevent rapid combustion at low speed and low to medium load of the engine.

Bei der bekannten Kraftstoff-Einspritzvorrichtung besteht das Problem, das sie eine Anzahl von Bauteilen erfordert, da zwei Federn 34,36 vorgesehen sind.The problem with the known fuel injection device is that it requires a number of components since two springs 34,36 are provided.

Ein anderes Problem besteht darin, daß die Ventil-Öffnungsdrücke, die durch die Federn 34,36 bestimmt werden, unabhängig voneinander eingestellt werden müssen, so daß die Arbeitseffektivität ungünstig ist.Another problem is that the valve opening pressures, which are determined by the springs 34,36, must be adjusted independently of each other, so that the working efficiency is unfavorable.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Ventilhubcharakteristik, die durch die beiden Federn 34,36 bestimmt wird, zur Instabilität tendiert.A further problem is that the valve lift characteristic, which is determined by the two springs 34,36, tends to be unstable.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte KraftstofÜEinspritzvorrichtung der oben beschriebenen Art zu schaffen, die eine verringerte Anzahl von Bauteilen aufweist. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der obigen Art zu schaffen, die eine einfache Einstellung des Ventilöffnungsdrucks ermöglicht und daher eine verbesserte Arbeitseffektivität bietet. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zu schaffen, die eine stabile Ventilhubcharakteristik aufweist und daher zuverlässig arbeitet.It is an object of the invention to provide an improved fuel injection device of the type described above, which has a reduced number of components. It is a further object of the invention to provide an improved fuel injection device of the above type, which enables a simple adjustment of the valve opening pressure and therefore offers an improved work efficiency. It is a further object of the invention to provide a fuel injection device which has a stable valve lift characteristic and therefore works reliably.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anschlageinrichtung einen Abschnitt verringerten Durchmessers am anderen Endbereich der Hülse aufweist und dadurch eine Schulter bildet, daß ein Abschnitt verringerten Durchmessers an einem Ende der inneren Umfangsfläche vorgesehen ist, durch den ein Anschlag gebildet wird, gegen den die Schulter unter der Vorspannung der Federeinrichtung anschlägt, und daß der Endbereich der Hülse in einem Abstand zu dem Distanzstück liegt, der dem ersten beweglichen Bereich entspricht, wenn die Schulter der Hülse gegen den Anschlag anschlägt.To achieve this object, the injection device according to the invention is characterized in that the first stop device has a section of reduced diameter at the other end region of the sleeve and thereby forms a shoulder, that a section of reduced diameter is provided at one end of the inner peripheral surface, by which a stop is formed against which the shoulder is pressed under the prestress of the spring device, and that the end region of the sleeve is at a distance from the spacer which corresponds to the first movable region when the shoulder of the sleeve strikes against the stop.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 1 is a sectional view of a fuel injector according to an embodiment of the invention;

Fig. 2 ist ein Diagramm des Hubes als Funktion des Kraftstoffdrucks für die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gemäß Fig. 1;Fig. 2 is a graph of stroke versus fuel pressure for the fuel injector of Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Diagramm des Kraftstoff-Einspritzdurchsatzes als Funktion der Zeit für eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung gemäß Fig. 1;Fig. 3 is a graph of fuel injection flow rate as a function of time for a fuel injector according to Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Teilschnitt einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; undFig. 4 is a partial sectional view of a fuel injector according to another embodiment of the present invention; and

Fig. 5 ist ein Schnitt durch eine herkömmliche Kraftstoff-Einspritzvorrichtung.Fig. 5 is a cross-sectional view of a conventional fuel injection device.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung einen Düsenkörper 1, der an einem Endbereich eine Anzahl von Einspritzöffnungen 2 aufweist. Ein Düsenhalter 3 liegt in einer Linie mit dem Düsenkörper 1 und weist einen Kanal 4 für unter Druck stehenden Kraftstoff sowie einen Rücklauikanal 5 auf. Ein Distanzstück 6 liegt zwischen dem Düsenkörper 1 und dem Düsenhalter 3. Der Düsenkörper 1 und das Distanzstück 6 sind an dem Düsenhalter 3 mit Hilfe einer Haltemutter 7 befestigt. Der Düsenkörper 1 ist hohl und weist eine innere Umfangsfläche 1a an dem anderen Endbereich gegenüber dem Endbereich auf, der mit den Einspritzöffnungen 2 versehen ist. Eine Hiifshülse 8, die im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, liegt in dem Düsenkörper 1 und ist entlang der inneren Umfangsfläche 1a des Düsenkörpers 1 gleitend verschiebbar. Ein Nadelventil 9 liegt konzentrisch in dem Düsenkörper 1 und wird teilweise durch die Hilfshülse 8 aufgenommen, in der das Nadelventil entlang der inneren Umfangsfläche 8b der Hilfshülse 8 verschiebbar ist. Eine Düsenfeder 10 spannt das Nadelventil 9 in Richtung des Endbereichs des Düsenkörpers vor, der mit den Einspritzöffnungen 2 versehen ist, d.h. in Ventilschließrichtung, und zwar über eine Druckstange 11.Referring to Fig. 1, a fuel injection device according to an embodiment of the invention comprises a nozzle body 1 having a number of injection openings 2 at one end portion. A nozzle holder 3 is in line with the nozzle body 1 and has a passage 4 for pressurized fuel and a return passage 5. A spacer 6 is located between the nozzle body 1 and the nozzle holder 3. The nozzle body 1 and the spacer 6 are fastened to the nozzle holder 3 by means of a retaining nut 7. The nozzle body 1 is hollow and has an inner peripheral surface 1a at the other end portion opposite the end portion provided with the injection openings 2. An auxiliary sleeve 8, which is substantially cylindrical, is located in the nozzle body 1 and is slidable along the inner peripheral surface 1a of the nozzle body 1. A needle valve 9 is located concentrically in the nozzle body 1 and is partially accommodated by the auxiliary sleeve 8, in which the needle valve is displaceable along the inner circumferential surface 8b of the auxiliary sleeve 8. A nozzle spring 10 biases the needle valve 9 towards the end region of the nozzle body provided with the injection openings 2, ie in the valve closing direction, via a push rod 11.

Die Hilfshülse 8 ist in ihrem äußeren Durchmesser an einem Endbereich, der den Einspritzöffnungen 2 zugewandt ist, verringert, so daß eine radial nach innen gerichtete Schulter 8c entsteht, während die innere Umfangsfläche 1a im Durchmesser an einem Endbereich reduziert ist und einen radial nach innen gerichteten Anschlag 12 bildet, gegen den die Schulter 8c der Hilfshülse 8 anschlägt, so daß eine weitere Bewegung der Hilfshülse 8 in Richtung der Einspritzöffnungen 2, d.h. in die Richtung, in der das Nadelventil 9 bewegt wird zur Berührung eines chronischen oder abgeschrägten Sitzes 1b des Einspritzkörpers 1, zum Schließen der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung verschoben wird. Andererseits ist ein Abstand "l" vorgesehen zwischen dem anderen Ende der Hilfshülse 8 und dem Distanzstück 6, wenn die Schulter 8c in Berührung mit dem Anschlag 12 ist. Die Hilfshülse 8 kann gegen das Distanzstück 6 bei einer Bewegung über den Abstand "l" anschlagen und ist daher in ihrer Bewegung in Richtung des Distanzstücks 6, d.h. in der Richtung der Bewegung des Nadelventils 9 zum Öffnen der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung entspricht, beschränkt. Dadurch ist die Hubbewegung der Hilfshülse 8 so festgelegt, daß sie mit dem vorgegebenen Vorhub "l" übereinstimmt.The auxiliary sleeve 8 is reduced in its outer diameter at an end portion facing the injection holes 2 to form a radially inwardly directed shoulder 8c, while the inner peripheral surface 1a is reduced in diameter at an end portion to form a radially inwardly directed stop 12 against which the shoulder 8c of the auxiliary sleeve 8 abuts, so that further movement of the auxiliary sleeve 8 in the direction of the injection holes 2, i.e. in the direction in which the needle valve 9 is moved to contact a chronic or beveled seat 1b of the injector body 1, is displaced to close the fuel injection device. On the other hand, a clearance "l" is provided between the other end of the auxiliary sleeve 8 and the spacer 6 when the shoulder 8c is in contact with the stop 12. The auxiliary sleeve 8 can strike against the spacer 6 when moving over the distance "l" and is therefore limited in its movement in the direction of the spacer 6, i.e. in the direction of the movement of the needle valve 9 to open the fuel injection device. As a result, the stroke movement of the auxiliary sleeve 8 is set so that it corresponds to the specified pre-stroke "l".

Die Hilfshülse 8 hat an einem Ende, das den Einspritzöffnungen 2 zugewandt ist, eine konische oder abgeschrägte Druckaufnahmefläche 8a, die Teil einer Wand bildet, die eine Druckkammer 13 begrenzt. Die Druckkammer 13 ist ringförmig und in dem Düsenkörper 1 derart ausgebildet, daß sie das Nadelventil 9 konzentrisch umgibt. Die Druckkammer 13 steht mit dem Kanal 4 zur Aufnahme von unter Druck stehendem Kraftstoff des Düsenhalters 3 über einen Kanal 14 für unter Druck stehenden Kraftstoff in Verbindung, der in dem Düsenkörper 1 ausgebildet ist und mit unter Druck stehendem Kraftstoff von einer nicht gezeigten Kraftstoff-Einspritzpumpe versorgt wird.The auxiliary sleeve 8 has, at one end facing the injection openings 2, a conical or tapered pressure receiving surface 8a which forms part of a wall defining a pressure chamber 13. The pressure chamber 13 is annular and is formed in the nozzle body 1 so as to concentrically surround the needle valve 9. The pressure chamber 13 is connected to the pressurized fuel receiving channel 4 of the nozzle holder 3 via a pressurized fuel channel 14 formed in the nozzle body 1 and supplied with pressurized fuel from a fuel injection pump (not shown).

Das Nadelventil 9 weist ein konisches Ende 9a auf. das mit dem konischen Sitz 1b des Düsenkörpers 11 in Berührung tritt und die Verbindung zwischen der Druckkammer 13 und den Einspritzöffnungen 2 unterbricht. Das Nadelventil 9 weist im axialen Mittelbereich eine konische oder abgeschrägte Druckaufnahmefläche 9b und in einem Bereich in der Nähe des konischen Endes 9a eine konische oder abgeschrägte Druckaufnahmefläche 9c auf. Die Druckaufnahmefläche 9b verläuft kontinuierlich mit der Druckaufnahmefläche 8a der Hilfshülse 8, wenn die Schulter 8b in Berührung mit dem Anschlag 12 ist, und bildet einen Teil der Druckkammer 13. Das Nadelventll weist an einem Ende gegenüber dem konischen Endbereich 9a einen scheibenförmigen Flansch 15 auf, der außerhalb der Hilfshülse 8 liegt und einen solchen Durchmesser aufweist, daß er größer als der innere Durchmesser der Hilfshülse 8 ist, so daß der Flansch gegen das entsprechende Ende der Hilfshülse 8 anschlägt, wenn die Hilfshülse 8 angehoben wird. Das Distanzstück 6 ist mit eine konzentrischen, ringförmigen Ausnehmung 16 versehen, in die der Flansch 15 eingetreten kann, während er auf der inneren Umfangsfläche der Ausnehmung gleitet. Durch den Anschlag zwischen dem Klansch 15 und einer Bodenfläche 16a der Ausnehmung 16 wird der maximale Hub "L" des Nadelventils 9 bestimmt. Wenn das konische Ende 9a des Nadelventils 9 auf dem konischen Sitz 1b des Düsenkörpers 1 liegt, während zugleich die Schulter 8c der Hilfshülse 8 gegen den Anschlag 12 anschlägt, sind die Hilfshülse 8 und der Flansch 15 nahezu in Berührung miteinander, jedoch verbleibt ein sehr geringer Abstand zwischen beiden.The needle valve 9 has a conical end 9a which comes into contact with the conical seat 1b of the nozzle body 11 and interrupts the connection between the pressure chamber 13 and the injection openings 2. The needle valve 9 has a conical or bevelled pressure receiving surface 9b in the axial central region and a conical or bevelled pressure receiving surface 9c in a region near the conical end 9a. The Pressure receiving surface 9b is continuous with the pressure receiving surface 8a of the auxiliary sleeve 8 when the shoulder 8b is in contact with the stop 12 and forms part of the pressure chamber 13. The needle valve has at one end opposite the conical end portion 9a a disk-shaped flange 15 which lies outside the auxiliary sleeve 8 and has a diameter such that it is larger than the inner diameter of the auxiliary sleeve 8 so that the flange abuts against the corresponding end of the auxiliary sleeve 8 when the auxiliary sleeve 8 is raised. The spacer 6 is provided with a concentric, annular recess 16 into which the flange 15 can enter while sliding on the inner peripheral surface of the recess. The stop between the flange 15 and a bottom surface 16a of the recess 16 determines the maximum stroke "L" of the needle valve 9. When the conical end 9a of the needle valve 9 rests on the conical seat 1b of the nozzle body 1, while at the same time the shoulder 8c of the auxiliary sleeve 8 strikes against the stop 12, the auxiliary sleeve 8 and the flange 15 are almost in contact with each other, but a very small distance remains between the two.

Zwischen der Düsenfeder 9 und einer entsprechenden Sitzfläche des Düsenhalters 3 befindet sich eine Scheibe 17 zum Einstellen des Ventilöffnungsdruckes.Between the nozzle spring 9 and a corresponding seat of the nozzle holder 3 there is a disk 17 for adjusting the valve opening pressure.

Anschließend soll die Arbeitsweise der Kraftstoff-Einspritzvorrichtung beschrieben werden.The operation of the fuel injection device will then be described.

Wenn das Nadelventil 9 gegen den konischen Sitz 1b des Düsenkörpers 1 unter der Vorspannung der Düsenfeder 10 anliegt, wird die Schulter 8c der Hilfshülse 8 in Berührung mit dem Anschlag 12 unter der Vorspannung der Düsenfeder 10 über den Flansch 15 gebracht. Wenn die Hilfshülse 8 unter diesen Bedingungen angehoben wird, bewegt sich das Nadelventil 19 zusammen mit dieser.When the needle valve 9 abuts against the conical seat 1b of the nozzle body 1 under the preload of the nozzle spring 10, the shoulder 8c of the auxiliary sleeve 8 is brought into contact with the stop 12 under the preload of the nozzle spring 10 via the flange 15. When the auxiliary sleeve 8 is raised under these conditions, the needle valve 19 moves together with it.

Unter diesen Bedingungen wirkt also der gesamte Kraftstoffdruck auf die Druckaufnahmefläche 8a der Hilfshülse 8 und die Druckaufnahmeflächen 9b, 9c des Nadelventils 9, so daß das Nadelventil 9 angehoben wird. Es ergibt sich also eine relativ große Druckaufnahmefläche zum Verschieben des Nadelventils.Under these conditions, the entire fuel pressure acts on the pressure-absorbing surface 8a of the auxiliary sleeve 8 and the pressure-absorbing surfaces 9b, 9c of the needle valve 9, so that the needle valve 9 is raised. This results in a relatively large pressure-absorbing surface for moving the needle valve.

Wenn daher der Kraftstoffdruck, der auf die Druckaufnahmefläche wirkt den Wert "Po" gemaß Fig. 2 überschreitet, wird das Nadelventil 9 von dem Sitz 1b abgehoben und weiter zusammen mit der Hilfshülse 8 angehoben.Therefore, when the fuel pressure acting on the pressure receiving surface exceeds the value "Po" according to Fig. 2, the needle valve 9 is lifted off the seat 1b and further lifted together with the auxiliary sleeve 8.

Wenn das Nadelventil 9 und die Hilfshülse 8 den Vorhub "l" durchführen, schlägt die Hilfshülse 8 gegen das Distanzstück 6. In diesem Falle befindet sich der Flansch 15 des Nadelventils 9 außer Berührung mit der Bodenfläche 16a der Ausnehmung 16, so daß das Nadelventil 9 alleine weiter angehoben werden kann. Von diesem Stadium an sind nur die Druckaufnahmeflächen 9b,9c des Nadelventils 9 zur Verschiebung des Nadelventils 9 wirksam. Da eine relativ kleine Druckaufnahmefläche zum Antreiben des Nadelventils 9 gegenüber der Fläche beim Vorhub vorliegt, wird das Nadelventil 9 nicht weiter angehoben, wenn es um den Vorhub "l" angehoben ist, wie Fig. 2 zeigt, und es verbleibt im Stillstand während des Kraftstoffdruckbereiches von P1 zu P2.When the needle valve 9 and the auxiliary sleeve 8 perform the pre-stroke "l", the auxiliary sleeve 8 strikes the spacer 6. In this case, the flange 15 of the needle valve 9 is out of contact with the bottom surface 16a of the recess 16, so that the needle valve 9 can be further lifted by itself. From this stage on, only the pressure receiving surfaces 9b, 9c of the needle valve 9 are effective for displacing the needle valve 9. Since there is a relatively small pressure receiving surface for driving the needle valve 9 compared to the surface during the pre-stroke, the needle valve 9 is not further lifted when it is lifted by the pre-stroke "l" as shown in Fig. 2, and it remains stationary during the fuel pressure range from P1 to P2.

Wenn der Kraftstoffdruck weiter ansteigt und die Kraft, die auf die Druckaufnahmeflächen 9a-9c des Nadelventils 9 einwirkt, den Ventilöffnungsdruck überschreitet, der durch die Düsenfeder 10 vorgegeben ist, beginnt das Nadelventil 9 allein mit dem weiteren Hub, der fortgesetzt wird, bis das Nadelventil 9 um den maximalen Hub "L" angehoben worden ist. Nunmehr schlägt der Flansch 15 gegen die Bodenfläche 16a der Ausnehmung 16.When the fuel pressure continues to rise and the force acting on the pressure receiving surfaces 9a-9c of the needle valve 9 exceeds the valve opening pressure set by the nozzle spring 10, the needle valve 9 alone begins the further stroke, which continues until the needle valve 9 has been raised by the maximum stroke "L". Now the flange 15 strikes against the bottom surface 16a of the recess 16.

Es wird daher bei dieser Konstruktion möglich, eine Ventilhubcharakteristik zu erhalten, die eine zweistufige Änderung vorsieht, wie es Fig. 2 zeigt, indem lediglich eine einzige Düsenfeder 10 verwendet wird. Dadurch wird eine Kraftstoff-Einspritzmengen-Charakteristik erreicht, wie sie in der durchgezogenen Linie in Fig. 3 gezeigt ist. Es wird also ermöglicht, die Menge des eingespritzten Kraftstoffs während der Zündverzögerungsperiode zu begrenzen und daher eine gemäßigte Verbrennung zu erzielen. Die gestrichelte Linie in Fig. 3 zeigt die Einspritzmengen-Charakteristik einer vergleichbaren, zum Stand der Technik gehörenden Kraftstoff-Einspritzvorrichtung mit konstantem Ventilöffnungsdruck.It is therefore possible with this construction to obtain a valve lift characteristic providing a two-stage change as shown in Fig. 2 by using only a single nozzle spring 10. This achieves a fuel injection quantity characteristic as shown in the solid line in Fig. 3. It is thus possible to limit the amount of fuel injected during the ignition delay period and therefore to achieve moderate combustion. The dashed line in Fig. 3 shows the injection quantity characteristic of a comparable prior art fuel injector with a constant valve opening pressure.

Aus diesen Ausführungen geht hervor, daß die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine verringerte Anzahl von Bauteilen aufweist und daher geringere Kosten verursacht.From these statements, it is apparent that the fuel injection device of the present invention has a reduced number of components and therefore causes lower costs.

Es ist erkennbar, daß die Einstellung des Ventilöffnungsdrucks in einfacher Weise durch Einstellen der einzigen Düsenfeder 10 erreicht werden kann, so daß die Arbeitseffektivität erhöht wird.It can be seen that the adjustment of the valve opening pressure can be achieved in a simple manner by adjusting the single nozzle spring 10, so that the working efficiency is increased.

Es ist weiter erkennbar, daß Änderungen der Federcharakteristik der Düsenfeder 10 geringer sind als in dem Falle, bei dem zwei Düsenfedern in Reihe verwendet werden, so daß es möglich wird, eine stabile Ventilhubcharakteristik zu erzielen.It can also be seen that changes in the spring characteristic of the nozzle spring 10 are smaller than in the case where two nozzle springs are used in series, so that it is possible to achieve a stable valve lift characteristic.

Es ist weiter erkennbar, daß der Vorhub "l" und der maximale Hub "L" durch den Abstand zwischen dem Nadelventil 9 und dem Distanzstück 6 und dem Abstand zwischen der Hilfshülse 8 und dem Distanzstück 6 bestimmt werden, so daß es möglich ist, die Genauigkeit dieser Hübe ohne weiteres zu bestimmen und zu korrigieren, bevor die Montage erfolgt ist, so daß sich eine verbesserte Arbeitseffektivität ergibt.It can also be seen that the preliminary stroke "l" and the maximum stroke "L" are determined by the distance between the needle valve 9 and the spacer 6 and the distance between the auxiliary sleeve 8 and the spacer 6, so that it is possible to easily determine and correct the accuracy of these strokes before assembly is carried out, thus resulting in improved work efficiency.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform zur Änderung der Kraftstoff-Einspritzrichtung etc. durch Verwendung des beschriebenen stufenweise veränderten Hubes.Fig. 4 shows another embodiment for changing the fuel injection direction etc. by using the described step-by-step change in stroke.

Bei dieser Ausführungsform weist der Düsenkörper 1 einen relativ großen, kuppelförmigen Endbereich 21 mit einer zylindrischen inneren Umfangsfläche 22 auf. Der kuppelförmige Endbereich 21 weist angrenzend an das äußere Ende eine einzige oder mehrere erste Einspritzöffnungen auf. Der Düsenkörper 1 besitzt in der Nähe der inneren Umfangsfläche 22 einen konischen oder abgeschrägten Sitz 23, gegen den das Nadelventil 9 anliegt. Eine Anzahl von zweiten Einspritzöffnungen 25 befindet sich in dem konischen oder abgeschrägten Wandbereich des Düsenkörpers 1, der den Sitz 23 bildet, angrenzend an dessen Ende geringeren Durchmessers.In this embodiment, the nozzle body 1 has a relatively large, dome-shaped end portion 21 with a cylindrical inner peripheral surface 22. The dome-shaped end portion 21 has a single or multiple first injection openings adjacent the outer end. The nozzle body 1 has a conical or beveled seat 23 near the inner peripheral surface 22 against which the needle valve 9 rests. A number of second injection openings 25 are located in the conical or beveled wall portion of the nozzle body 1 forming the seat 23, adjacent the smaller diameter end thereof.

Das Nadelventil 9 weist an seinem äußeren Ende einen Drosselstift 26 auf, der auf der inneren Umfangsfläche 22 gleitet. Der Drosselstift 26 besitzt eine Länge, die dem oben beschriebenen Vorhub "l" entspricht, wenn der konische Endbereich 9a auf dem Sitz 23 liegt.The needle valve 9 has a throttle pin 26 at its outer end, which slides on the inner circumferential surface 22. The throttle pin 26 has a length that corresponds to the pre-stroke "l" described above when the conical end region 9a lies on the seat 23.

Bei dieser Konstruktion hält zum Zeitpunkt, in dem das Nadelventil 9 von dem Sitz 23 in einem Maße angehoben ist, das Meiner als der Vorhub "l" ist, der Drosselstift 26 die Verbindung zwischen der Innenseite des kuppelförmigen Endbereichs 21 und der Druckkammer 13 geschlossen, so daß Kraftstoff nur durch die zweiten Öffnungen 25 eingespritzt wird. Wenn das Nadelventil 9 weiter angehoben wird, erlaubt der Drosselstift 26 eine Verbindung zwischen der Innenseite des kuppelförmigen Endbereichs 21 und der Druckkammer 13, so daß Kraftstoff durch die ersten und die zweiten Einspritzöffnungen 24 und 25 austreten kann.In this construction, at the time when the needle valve 9 is lifted from the seat 23 to an extent which is less than the pre-stroke "l", the throttle pin 26 closes the communication between the inside of the dome-shaped end portion 21 and the pressure chamber 13 so that fuel is injected only through the second openings 25. When the needle valve 9 is further raised, the throttle pin 26 allows communication between the inside of the dome-shaped end portion 21 and the pressure chamber 13 so that fuel can exit through the first and second injection openings 24 and 25.

Durch unterschiedliche Festlegung der Bohrungsdurchmesser der Öffnungen 24,25 und der axialen Richtungen der Öffnungen wird es möglich, die Form des eingespritzten Kraftstoffnebels mit größerer Freiheit zu bestimmen.By specifying different bore diameters of the openings 24,25 and the axial directions of the openings, it is possible to determine the shape of the injected fuel spray with greater freedom.

Claims (7)

1. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, mit1. Fuel injection device, with - einem Düsenkörper (1) mit einer Einspritzöffnung (2) an einem Endbereich und einer inneren Umfangsfläche (1a) am anderen Endbereich,- a nozzle body (1) with an injection opening (2) at one end region and an inner peripheral surface (1a) at the other end region, - einer im wesentlichen zylindrischen Hülse (8) in dem Düsenkörper, die auf der inneren Umfangsfläche (1a) gleitet,- a substantially cylindrical sleeve (8) in the nozzle body, which slides on the inner peripheral surface (1a), - einem Nadelventil (9), das beweglich in der Hülse (8) angeordnet ist und die Zufuhr von Druckfluid zu der Einspritzöffnung steuert, welches Nadelventil (9) eine Druckaufnahmefläche (9b) aufweist, die dem Kraftstoffdruck ausgesetzt ist und das Nadelventil in die eine Richtung drückt,- a needle valve (9) which is movably arranged in the sleeve (8) and controls the supply of pressurized fluid to the injection opening, which needle valve (9) has a pressure receiving surface (9b) which is exposed to the fuel pressure and presses the needle valve in one direction, - welche Hülse (8) eine Druckaufnahmefläche (8a) auiweist, die dem Kraftstoffdruck ausgesetzt ist und die Hülse in die eine Richtung drückt,- which sleeve (8) has a pressure-receiving surface (8a) which is exposed to the fuel pressure and presses the sleeve in one direction, - einer Federeinrichtung (10), die das Nadelventil in die entgegengesetzte Richtung drückt,- a spring device (10) which presses the needle valve in the opposite direction, - einer ersten Anschlageinrichtung (8,6) zur Begrenzung der Bewegung der Hülse (8) in bezug auf den Düsenkörper (1) auf einen ersten beweglichen Bereich (l),- a first stop device (8,6) for limiting the movement of the sleeve (8) in relation to the nozzle body (1) to a first movable range (l), - einer zweiten Anschlageinrichtung (15,16a) zur Begrenzung der Bewegung des Nadelventils (9) in bezug auf den Düsenkörper (1) auf einen zweiten beweglichen Bereich (L), der größer als der erste bewegliche Bereich (l) ist,- a second stop device (15, 16a) for limiting the movement of the needle valve (9) in relation to the nozzle body (1) to a second movable range (L) which is larger than the first movable range (l), - einer Eingriffseinrichtung (8,15) zum Verbinden des Nadelventils (9) und der Hülse (8) und damit zum Ermöglichen einer gemeinsamen Bewegung zur Zeit der Bewegung der Hülse innerhalb des ersten beweglichen Bereichs (l),- an engagement device (8,15) for connecting the needle valve (9) and the sleeve (8) and thus for enabling a joint movement at the time of movement of the sleeve within the first movable range (l), - welche Eingriffseinrichtung einen Flanschbereich (15) umfaßt, der an einem Ende des Nadelventils (9) außerhalb der Hülse (8) vorgesehen ist. wobei ein Endbereich der Hülse (8) mit dem Flanschbereich (15) anschlagend in Eingriff zu bringen ist, und- which engagement device comprises a flange portion (15) which is provided at one end of the needle valve (9) outside the sleeve (8). wherein an end portion of the sleeve (8) is to be brought into abutting engagement with the flange portion (15), and - einem Distanzstück (6) an dem Endbereich der Hülse,- a spacer (6) at the end of the sleeve, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anschlageinrichtung einen Bereich reduzierten Durchmessers umfaßt, der am anderen Endbereich der Hülse (8) vorgesehen ist und eine Schulter (8c) bildet, daß ein reduzierter Durchmesserbereich in einem Endbereich der inneren Umfangsfläche (1a) vorgesehen ist und auf diese Weise einen Anschlag (12) bildet, gegen den die Schulter (8c) unter der Vorspannkraft der Federeinrichtung (10) anschlägt, und daß der Endbereich der Hülse (8) in einem Abstand von dem Distanzstück (6) liegt, der dem ersten beweglichen Bereich (l) entspricht, wenn die Schulter (8c) der Hülse (8) gegen den Anschlag (12) anschlägt.characterized in that the first stop means comprises a reduced diameter portion provided at the other end portion of the sleeve (8) and forming a shoulder (8c), that a reduced diameter portion is provided in an end portion of the inner peripheral surface (1a) and thus forms a stop (12) against which the shoulder (8c) abuts under the biasing force of the spring means (10), and that the end region of the sleeve (8) is at a distance from the spacer (6) which corresponds to the first movable region (l) when the shoulder (8c) of the sleeve (8) strikes against the stop (12). 2. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anschlageinrichtung einen abgeschrägten Sitz (16) umfaßt, der an einem Endbereich des Düsenkörpers (1) angrenzend an die Einspritzöffnung (2) vorgesehen ist, daß ein abgeschrägter Endbereich (9c) am anderen Ende des Nadelventils (9) vorgesehen ist, der zum anschlagenden Zusammentreffen mit dem Sitz dient, daß eine Ausnehmung (16) in dem Distanzstück (6) ausgebildet ist, die eine Bodenfläche (16a) auiweist, daß der Flanschbereich (15) des Nadelventils beweglich in der Ausnehmung angeordnet ist und eine Endfläche aufweist, die in einem Abstand von der Bodenfläche der Ausnehmung liegt, der dem zweiten beweglichen Bereich (L) entspricht, wenn der schräge Bereich des Nadelventils anschlagend mit dem Sitz des Düsenkörpers (12) in Eingriff tritt.2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the second stop means comprises a tapered seat (16) provided at one end portion of the nozzle body (1) adjacent to the injection opening (2), that a tapered end portion (9c) is provided at the other end of the needle valve (9) which serves to abut against the seat, that a recess (16) is formed in the spacer (6) which has a bottom surface (16a), that the flange portion (15) of the needle valve is movably arranged in the recess and has an end surface which is at a distance from the bottom surface of the recess which corresponds to the second movable portion (L) when the tapered portion of the needle valve abuts against the seat of the nozzle body (12). 3. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (9) weiterhin eine Druckkammer (13) in der Nähe der inneren Umfangsfläche aufweist, die unter Druck stehenden Kraftstoff aufnimmt. welche Druck aufnehmende Fläche (8a) der Hülse (8) so angeordnet ist, daß sie ein Teil der Druckkammer bildet, daß die Druck aufnehmende Fläche (9b) des Nadelventils (9) einen Flächenbereich aufweist, der in einem axialen Mittelbereich des Nadelventils angeordnet ist und einen Teil der Druckkammer bildet, daß die Druck aufnehmende Fläche der Hülse und der Druck aufnehmende Flächenbereich des Nadelventils kontinuierlich zueinander verlaufen, wenn die Hülse und das Nadelventil in anschlagendem Eingriff mit dem Anschlag und dem Sitz stehen.3. Fuel injection device according to claim 2, characterized in that the nozzle body (9) further has a pressure chamber (13) near the inner peripheral surface which receives fuel under pressure, which pressure receiving surface (8a) of the sleeve (8) is arranged so that it forms a part of the pressure chamber, that the pressure receiving surface (9b) of the needle valve (9) has a surface area which is arranged in an axial central region of the needle valve and forms a part of the pressure chamber, that the pressure receiving surface of the sleeve and the pressure receiving surface area of the needle valve are continuous with each other when the sleeve and the needle valve are in abutting engagement with the stopper and the seat. 4. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Düsenhalter (3) in Reihe mit dem Düsenkörper (1) umfaßt, welches Distanzstück (6) zwischen den Düsenkörper und dem Düsenhalter liegt, und daß eine Haltemutter (7) den Düsenkörper und das Distanzstück an dem Düsenhalter befestigt.4. Fuel injection device according to claim 3, characterized in that the device comprises a nozzle holder (3) in series with the nozzle body (1), which spacer (6) lies between the nozzle body and the nozzle holder, and that a retaining nut (7) fastens the nozzle body and the spacer to the nozzle holder. 5. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (10) eine einzelne Feder umfaßt, die in Reihe mit dem Nadelventll (9) angeordnet ist und in dem Düsenhalter (3) aufgenommen ist.5. Fuel injection device according to claim 4, characterized in that the spring device (10) comprises a single spring which is arranged in series with the needle valve (9) and is accommodated in the nozzle holder (3). 6. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (10) weiterhin eine Schubstange (11) umfaßt, die zwischen einem Ende der Feder und dem Flanschbereich (15) des Nadelventils (9) liegt, und eine Unterlegscheibe (17) zwischen dem anderen Ende der Feder und einer entsprechenden Sitzfläche an dem Düsenhalter.6. Fuel injection device according to claim 5, characterized in that the spring device (10) further comprises a push rod (11) which lies between one end of the spring and the flange region (15) of the needle valve (9), and a washer (17) between the other end of the spring and a corresponding seating surface on the nozzle holder. 7. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (1) einen kuppelförmigen Endbereich (21) umfaßt, der mit der Einspritzöffnung (2) versehen ist, daß der kuppelförmige Endbereich eine zylindrische innere Umfangsfläche (22) aufweist, daß der Düsenkörper weiterhin einen abgeschrägten Wandbereich auiweist, der einen abgeschrägten Sitz (23) angrenzend an die zylindrische innere Umfangsfläche bildet, daß der abgeschrägte Wandbereich mit einer Anzahl von zweiten Einspritzöffnungen (25) versehen ist, daß das Nadelventil (9) einen abgeschrägten Endbereich aufweist, der anschlagend mit dem Sitz in Eingriff tritt und die Zufuhr von unter Druck stehendem Kraftstoff zu den zweiten Einspritzöffnungen steuert, und daß das Nadelventil an einem Ende einen zylindrischen Drosselstift (26) aufweist, der von dem abgeschrägten Endbereich vorspringt und gleitend auf der inneren Umfangsfläche des kuppelförmigen Endbereichs zur Steuerung der Zufuhr von Kraftstoff zu der ersten Einspritzöffnung beweglich ist.7. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the nozzle body (1) comprises a dome-shaped end portion (21) provided with the injection opening (2), that the dome-shaped end portion has a cylindrical inner peripheral surface (22), that the nozzle body further comprises a tapered wall portion forming a tapered seat (23) adjacent to the cylindrical inner peripheral surface, that the tapered wall portion is provided with a number of second injection openings (25), that the needle valve (9) comprises a tapered end portion which abuts against the seat and controls the supply of pressurized fuel to the second injection openings, and that the needle valve comprises at one end a cylindrical throttle pin (26) which projects from the tapered end portion and slides on the inner peripheral surface of the dome-shaped end region for controlling the supply of fuel to the first injection opening is movable.