EP0132623A2 - Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen - Google Patents

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EP0132623A2
EP0132623A2 EP84107556A EP84107556A EP0132623A2 EP 0132623 A2 EP0132623 A2 EP 0132623A2 EP 84107556 A EP84107556 A EP 84107556A EP 84107556 A EP84107556 A EP 84107556A EP 0132623 A2 EP0132623 A2 EP 0132623A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
support ring
fuel injection
injection nozzle
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP84107556A
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English (en)
French (fr)
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EP0132623A3 (de
Inventor
Bernhard Dipl.-Ing. Kaczynski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0132623A2 publication Critical patent/EP0132623A2/de
Publication of EP0132623A3 publication Critical patent/EP0132623A3/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
    • F02M65/005—Measuring or detecting injection-valve lift, e.g. to determine injection timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/30—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped
    • F02M2200/304—Fuel-injection apparatus having mechanical parts, the movement of which is damped using hydraulic means

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector for internal combustion engines according to the preamble of the main claim. Due to the diverging requirements of the engine manufacturer, a diesel injection system must sometimes perform opposite tasks, such as silent operation due to the longest possible spraying time and good fuel conditioning, which can only be achieved with a short spraying time. While silent running is primarily desired in idle mode in order to suppress the so-called "diesel", the better preparation plays a role especially in the higher speed range, which is primarily about low fuel consumption. For this reason, compromises are made in the design of the devices belonging to an injection system, such as the injection pump, the speed controller and the injection nozzles, which are based on the Consider the respective use of the injection system.
  • the electronics are used primarily in passenger car diesel engines, in order to bring driving comfort closer to that of a petrol-powered vehicle.
  • the fuel injection nozzles are relatively small due to the relatively low fuel consumption, so that their enclosed moving parts already partially belong to precision engineering. Since the available space is almost optimally used for the basic construction of the car injection nozzle, it is extremely difficult to accommodate additional devices for damping or electrical sensors.
  • the induction coil for the transmitter was placed in the area of the nozzle holder in a known fuel injection nozzle (P 3o 24 424.7), and the support ring moved with the valve needle was extended beyond the valve needle end to such an extent that it was connected to the valve carrier and the nozzle holder forms a magnetic circuit.
  • a non-magnetic spacer ring assigned to the induction coil separates the induction coil from the support ring.
  • the outer dimensions of the usual outward opening fuel injector of comparable performance are maintained, in which no induction transmitter is accommodated.
  • no damping device can be accommodated in the volume still available.
  • the fuel injector according to the invention with the characterizing feature of the main claim has the advantage that a damping device and an inductive transmitter can be accommodated within the fuel injector without changing the external shape and the dimensions of a standard fuel injector.
  • the induction coil is in an optimal position with respect to the valve needle, so that the required magnetically flowed volumes can be kept extremely small and magnetic leakage losses are also minimized.
  • existing parts are used unchanged in terms of design, so that the manufacturing outlay can also be kept low. Due to the skillful structural placement of the parts with respect to the longitudinal axis of the nozzle, the difficulties that arise during production to maintain the longitudinal tolerances are greatly reduced.
  • the encapsulation of the induction coil against fuel consists of an outer sleeve, an inner sleeve and two ring sections connecting the sleeves on both sides of the coil, which are sealingly connected to one another, and the ring section facing the support ring consists of non-magnetic material.
  • This basic construction can be designed in many different ways.
  • the support ring on which the closing spring is supported on the side facing away from the nozzle body, is a common part which can be moved axially with a certain play within the tube or the outer sleeve with the valve needle.
  • this support ring is the anchor of the sensor, the induction coil of which can be encapsulated in different ways and whose change in the air gap causes a change in flow.
  • FIG. 1 shows a fuel injection nozzle according to the invention in longitudinal section and FIG. 2, 3, 4 longitudinal sections through variants of this exemplary embodiment.
  • outwardly opening fuel injection nozzles are shown in longitudinal section, in which a nozzle body 1 is clamped to a nozzle holder 3 via a union nut 2 Interposition of a sleeve-shaped pipe section 4.
  • a valve needle 5 is guided axially displaceably in the nozzle body 1 and forms the actual injection valve with a needle head 6 and a valve seat 7 arranged on the nozzle body 1.
  • the cut is made in several levels to illustrate the construction.
  • the nozzle body 1 is shown uncut in the upper half and cut longitudinally in the lower half.
  • valve needle 5 is pulled with its head 6 onto the valve seat 7 via a closing spring 8, the closing spring 8 being supported on the one hand on a shoulder 9 of the nozzle body 1 and on the other hand on a spring plate 10 which rests on a support ring 11 which is non-positively connected to the Valve needle 5 is connected.
  • an annular groove 12 is provided on the valve needle, into which the support ring 11 can be inserted via an incision, in order then to be centered with respect to the valve needle 5 by means of a conical bearing 13 by loading the closing spring 8.
  • Such a support ring can, however, also be attached to the valve needle in a different manner, for example by the inner diameter of the bore of the support ring being somewhat larger than the outer diameter of the valve needle, so that after the support ring has been threaded over the valve needle in the area of the annular groove, two sleeve halves are inserted into the annular space resulting between the support ring bore and the annular groove.
  • the valve needle 5 projects with its end 14 facing away from the needle head 6 into a cap 15 and forms a damping device of the valve needle with the latter.
  • the cap 15 is loaded by a spring 16 in the opening direction of the needle 5 and lies against a shoulder in the starting position shown. Cap 15 and spring 16 are arranged in a space 17 through which fuel supplied under pressure flows through a bore 18.
  • An induction coil 23 is arranged around the valve needle 5 in the region between the cap 15 and the support ring 11.
  • This coil 23 is sealed off from the fuel by an encapsulation.
  • This encapsulation consists of an outer sleeve in the form of the tubular piece 4, an inner sleeve 24 which has an annular space towards the valve needle 5 and two ring sections 25 and 26 connecting the sleeves with 4 and 24 on both sides of the coil 23, of which the ring facing the support ring 11 26 consists of non-magnetic material.
  • a magnetic short circuit is avoided by the non-magnetic ring 26.
  • plastic or ceramic can also serve as the non-magnetic material that prevents the magnetic flux from passing through. In any case, the magnetic circuit of the coil 23 is passed through the support ring 11 due to this non-magnetic ring 26.
  • the support ring 11 has a defined gap towards the outer sleeve 4, which also occurs during the axial movement of the needle 5 remains unchanged.
  • the support ring 11 for the magnetic circuit has a gap A which changes depending on the stroke, which leads to a corresponding change in the magnetic flux.
  • the respective position of the support ring 11 and thus the valve needle 5 and also their movements can thus be measured via the coil 23.
  • the magnetic coil 23 is connected via a cable 27 to an electronic control unit (not shown).
  • the rings 25, 26 are welded to the inner sleeve 24, wherein the ring 25 and the inner sleeve 24 can also consist of one piece.
  • This hub 23, which receives the coil 23, is inserted into the end of the pipe section 4 facing away from the spraying side and is also welded to it. If necessary, the pipe section 4, ring 25 and inner sleeve 24 can also be made of one piece.
  • a pin 28 is used to fix the position.
  • the cable 27 runs in a groove 29 of the nozzle holder 3 and opens outside a sealing surface 3o between the nozzle holder and the end of the pipe section 4 into the encapsulation to the coil 23.
  • the cap 15 is supported with its end face 31 facing the coil on the capsule of the magnetic coil 23.
  • a flange 32 of the cap 15 serves as a support for the spring 16, which is supported on the end of the space 17 on the side facing away from the flange.
  • this flange is not present, but the spring 16 'is supported on the front end of the cap 15'.
  • the diameter of the space 17 ' can be kept smaller, so that the cable 27 can now be laid in a bore 33 in the nozzle holder 3.
  • This also increases the front sealing surface between the magnet coil encapsulation and the nozzle holder.
  • the space 17 ′ is designed to be correspondingly longer.
  • the coil encapsulation is designed as a magnetizable ring 34 with a U-shaped cross-section and that this ring is closed after the introduction of the magnetic coil 23 by the non-magnetic ring 26 and sealed, for example by welding.
  • the pipe section 4 ' is shortened by the capsule width, the outer capsule casing ring 35 being clamped in connection with the pipe section 4'.
  • the magnetic flux passes through the U-part of the encapsulation in order to then flow over the end section 36 of the pipe section 4 'to the support ring 11 and from there again to the U-shaped part.
  • the pipe section 4' has a reinforcement 37, as a result of which field scatter in the residual pipe is reduced.
  • a non-magnetic ring 38 is arranged between the bottom part of the U-shaped encapsulation 34 and the nozzle holder 3, which ring also reduces scattering losses.
  • the inner sleeve of the coil encapsulation is also made of non-magnetic material. It is connected in one piece as an angle ring 39 to the non-magnetic ring of the encapsulation facing the support ring 11.
  • the outer ring of the encapsulation is connected in one piece to the bottom ring of the encapsulation facing the cap 15 to form a second angle ring 40.
  • the magnet coil 23 is arranged between these two angle rings 39 and 40.
  • the outer angle ring 4o which is made of magnetizable material, protrudes beyond the flange of the inner angle ring 39 by the length A.
  • the magnetic circuit thus extends beyond the outer ring 4 0 angle, the cap 15, the valve needle 5, the support ring 11 and from there via the gap B to the outer ring angle 4o back.
  • the magnetic flux is more or less throttled.
  • a non-magnetic ring 41 is arranged between the outer ring 4o and the pipe section 4 ′′ for magnetic flux separation.
  • the magnetic flux can also flow from the nozzle holder 3 to the cap 15 via the gap C instead of via the bottom part of the outer ring 4o. This is the case when the cap 15 is displaced from its support against the spring 16. This provides an additional means of measuring this mechanical process inside the nozzle.
  • the ring 41 is dispensed with compared to the variant shown in FIG. 3.
  • the outer ring 40 'in the area of the overlap A between the outer ring and the support ring 11 is kept much thicker than the pipe section 4'''.
  • the radial gap B, through which the magnetic flux passes, between the outer sleeve 40 'and the support ring is substantially smaller than the radial gap D between the support ring 11 and the pipe section 4 "'.
  • This also enables the magnetic flux to be operated according to the principle of least resistance in any case seeks the way through gap B.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen, bei der an den der Spritzseite abgewandten Ende der Ventilnadel, die in Strömungsrichtung öffnet, ein Dämpfungskolben angeordnet ist, der mit einer auf diesen Dämpfungskolben aufgesteckten zu diesem hin federbelasteten und mit diesem einen Dämpfungsraum begrenzenden Kappe zusammenwirkt. Auf der Ventilnadel ist kraftschlüssig durch die Schließfeder der Einspritzdüse belastet ein Stützring angeordnet. In dem räumlichen Abschnitt zwischen Dämpfungsraum und Stützring ist um die Ventilnadel eine gehäusefeste gekapselte Induktionsspule vorgesehen, wobei der Stützring als Anker eines aus Induktionsspule und mindestens einem als Joch dienenden Teil der Kapselung gebildeten Gebers dient.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aufgrund der divergierenden Forderungen des Motorherstellers muß heute eine Dieseleinspritzanlage teilweise gegenläufige Aufgaben erfüllen, wie beispielsweise Leiselauf aufgrund einer möglichst langen Spritzdauer und eine gute Kraftstoffaufbereitung, die sich nur mit kurzer Spritzdauer verwirklichen läßt. Während der Leiselauf in erster Linie im Leerlauf erwünscht ist, um das sogenannte "Dieseln" zu unterdrücken, spielt die bessere Aufbereitung vor allem im höheren Drehzahlbereich eine Rolle, bei dem es vor allem um einen günstigen Kraftstoffverbrauch geht. Aus diesem Grunde werden bei der Konstruktion der zu einer Einspritzanlage gehörenden Vorrichtungen, wie der Einspritzpumpe, dem Drehzahlregler und den Einspritzdüsen Kompromisse gemacht, die auf den jeweiligen Einsatz der Einspritzanlage Rücksicht nehmen. Durch die Einführung der Elektronik in die Dieseleinspritzung sind derartige Kompromisse leichter zu bewerkstelligen, wobei der elektronische Einsatz in erster Linie im Dieselregler vollzogen wird, wofür sehr exakte Messungen von Spritzbeginn und Spritzdauer für die Qualität der Regelung maßgebend sind, und eine befriedigende Mes- sung nur unmittelbar in der Einspritzdüse und über die Ventilnadel erfolgen kann. Gewisse Einspritzfunktionen, wie beispielsweise die Dämpfung der Ventilnadel, erfolgt bevorzugt auf hydromechanischem Weg und ebenfalls in der Einspritzdüse. Aufgrund der konstruktiven Vorgaben der Motorhersteller kann jedoch eine Einspritzdüse nicht beliebig groß hergestellt werden, sondern sollte - ob mit oder ohne elektrischem Geber bzw. mit oder ohne Dämpfung - die Maße einer üblichen Seriendüse, deren Größe konstruktiv vom Motorkonstrukteur berücksichtigt wurde, nicht überschreiten. Erschwerend kommt hinzu, daß die Elektronik vor allem beim Pkw-Dieselmotor Eingang findet, um dort den Fahrkomfort dem eines Otto-Motor-betriebenen Fahrzeugs näher zu bringen. Gerade bei diesen Pkw-Motoren sind aufgrund des relativ geringen Kraftstoffverbrauchs die Kraftstoffeinspritzdüsen verhältnismässig klein, so daß deren eingeschlossene bewegliche Teile bereits teilweise zur Feinwerktechnik gehören. Da schon für die Grundkonstruktion der Pkw-Einspritzdüse der zur Verfügung stehende Raum nahezu optimal ausgenutzt ist, ist es äußerst schwierig, zusätzlich Vorrichtungen zur Dämpfung oder elektrische Geber unterzubringen.
  • Aus räumlichen Gründen wurde bei einer bekannten Kraftstoff- einspritzdüse (P 3o 24 424.7) die Induktionsspule für den Geber in den Bereich des Düsenhalters gelegt, und es wurde der mit der Ventilnadel bewegte Stützring über das Ventilnadelende hinaus soweit verlängert, daß er mit dem Ventilträger und dem Düsenhalter einen magnetischen Kreis bildet.
  • Ein der Induktionsspule zugeordneter unmagnetischer Distanzring trennt die Induktionsspule vom Stützring. Bei dieser Ausführung sind die äußeren Abmaße der üblichen nach außen öffnenden Kraftstoffeinspritzdüse vergleichbarer Leistung eingehalten, bei der kein Induktionsgeber untergebracht ist. Abgesehen davon, daß bei dieser bekannten Kraftstoffeinspritzdüse aufgrund der verhältnismäßig großen magnetisch durchflossenen Volumina erhebliche Streuverluste entstehen, läßt sich in dem noch zur Verfügung stehenden Volumen keine Dämpfungsvorrichtung unterbringen.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich ohne Änderung der äußeren Form und der Abmessung einer serienmässigen Kraftstoff- einspritzdüse eine Dämpfungsvorrichtung sowie ein induktiver Geber innerhalb der Kraftstoffeinspritzdüse unterbringen lassen. Die Induktionsspule nimmt hierbei eine bezüglich der Ventilnadel optimale Lage ein, so daß die erforderlichen magnetisch durchflossenen Volumina extrem klein gehalten werden können und auch dadurch magnetische Streuverluste minimiert werden. Außerdem werden konstruktiv ohnehin vorhandene Teile unverändert genutzt, so daß auch der Fertigungsaufwand gering gehalten werden kann. Aufgrund geschickter konstruktiver Unterbringung der Teile in Bezug auf die Längsachse der Düse sind die Schwierigkeiten, die bei der Fertigung zur Einhaltung der Längstoleranzen entstehen, stark verringert.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht die Kapselung der Induktionsspule gegen Kraftstoff aus einer Außenhülse, einer Innenhülse und zwei die Hülsen beiderseits der Spule verbindenden Ringabschnitten, die dichtend miteinander verbunden sind, und wobei der dem Stützring zugewandte Ringabschnitt aus unmagnetischem Material besteht. Diese Grundkonstruktion ist in verschiedenster Weise ausgestaltbar. In jedem Fall wird das bei der üblichen Seriendüse, die aus Schließfeder, Ventilnadel und Federtellern bestehenden Ventilgruppe umgebende Rohr, welches durch eine Überwurfmutter zwischen Düsenhalter und Düsenkörper eingespannt ist, mindestens abschnittsweise als Außenhülse verwendet.
  • Auch der Stützring, an dem sich auf der Düsenkörper-abgewandten Seite die Schließfeder abstützt, ist ein übliches Teil, das mit gewissem Spiel innerhalb des Rohres bzw. der Außenhülse mit der Ventilnadel axial beweglich ist. Erfindungsgemäß ist dieser Stützring Anker des Gebers, dessen Induktionsspule in unterschiedlicher Art gekapselt sein kann, und dessen Luftspaltänderung eine Flußänderung bewirkt.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist mit verschiedenen Varianten in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen Fig. l eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse im Längsschnitt und Fig. 2,3,4 Längsschnitte durch Varianten dieses Ausführungsbeispiels.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels mit seinen Varianten
  • Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sowie bei den in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellten Varianten zu diesem Ausführungsbeispiel sind nach außen öffnende Kraftstoffeinspritzdüsen im Längsschnitt dargestellt, bei denen ein Düsenkörper 1 über eine Überwurfmutter 2 an einen Düsenhalter 3 gespannt ist unter Zwischenschaltung eines hülsenförmigen Rohrstückes 4. Im Düsenkörper 1 ist eine Ventilnadel 5 axial verschiebbar geführt und bildet mit einem Nadelkopf 6 und einem am Düsenkörper 1 angeordneten Ventilsitz 7 das eigentliche Einspritzventil. Zur Verdeutlichung der Konstruktion ist der Schnitt in mehreren Ebenen geführt. So ist der Düsenkörper 1 beispielsweise in der oberen Hälfte ungeschnitten, in der unteren längsgeschnitten dargestellt.
  • Die Ventilnadel 5 wird über eine Schließfeder 8 mit ihrem Kopf 6 auf den Ventilsitz 7 gezogen, wobei sich die Schließfeder 8 einerseits an einer Schulter 9 des Düsenkörpers 1 und andererseits an einem Federteller lo abstützt, welcher an einem Stützring 11 anliegt, der kraftschlüssig mit der Ventilnadel 5 verbunden ist. Auf der Ventilnadel ist hierzu eine Ringnut 12 vorgesehen, in die der Stützring 11 über einen Einschnitt einschiebbar ist, um sich dann unter Belastung der Schließfeder 8 mittels einer konischen Auflagerung 13 gegenüber der Ventilnadel 5 zu zentrieren.
  • Ein derartiger Stützring kann jedoch auch auf andere Weise an der Ventilnadel befestigt sein, indem beispielsweise der Innendurchmesser der Bohrung des Stützrings etwas größer als der Außendurchmesser der Ventilnadel ist, so daß nach Einfädeln des Stützringes über der Ventilnadel im Bereich der Ringnut zwei Hülsenhälften in den zwischen Stützringbohrung und Ringnut sich ergebenden Ringraum eingesetzt werden.
  • Die Ventilnadel 5 ragt mit ihrem dem Nadelkopf 6 abgewandten Ende 14 in eine Kappe 15 und bildet mit dieser eine Dämpfungsvorrichtung der Ventilnadel. Die Kappe 15 ist durch eine Feder 16 in öffnungsrichtung der Nadel 5 belastet und liegt in der dargestellten Ausgangslage an einer Schulter an. Kappe 15 und Feder 16 sind in einem Raum 17 angeordnet, der von über eine Bohrung 18 unter Druck zugeführtem Kraftstoff durchströmt wird.
  • Diese Dämpfungsvorrichtung arbeitet wie folgt:
    • Sobald der unter Druck zugeführte Kraftstoff zur Einspritzdüse gelangt, strömt er über die Bohrung 18, den Raum 17 über Schlitze 19 an der Kappe 15 vorbei und entlang der Ventilnadel 5 zu dem die Schließfeder 8 aufnehmenden Raum, an dieser vorbei und über Radialbohrungen 2o im Düsenkörper 1 und eine Ringnut 21 in der Ventilnadel zum Ventilsitz 7. Sobald ein ausreichender öffnungsdruck erzielt ist, wird die Schließkraft der Feder 8 überwunden und der Nadelkopf 6 vom Ventilsitz 7 abgehoben, womit die Einspritzung beginnt. Das andere Ende der Ventilnadel 14, das kolbenartig in der Kappe 15 gleitet, bremst diese Bewegung, da in dem zwischen Nadelende 14 und Kappe 15 bestehenden Raum 22 ein Unterdruck gebildet wird, und erst allmählich Kraftstoff, entweder über das Spiel zwischen Nadel und Kappe oder über eine separate nicht dargestellte Drosselbohrung in den Raum 22 einströmen kann. Bei niederen Drehzahlen, d. h. verhältnismässig kleinen Einspritzmengen und damit kurzfristiger Kraftstoffzuführung wie beispielsweise im Leerlauf, erreicht die Ventilnadel somit nicht ihren vollen öffnungshub. Die Spritzdauer wird dadurch verlängert, der Motorlauf leiser. Sobald dann die Kraftstoffzuführung von der Einspritzpumpe her aufhört, wird durch die Schließfeder 8 die Ventilnadel wieder in die dargestellte Schließstellung verschoben. Da die Schließfeder 8 viel stärker als die Feder 16 ist und zudem der Raum 22 noch mehr oder weniger mit Kraftstoff gefüllt ist, der nur allmählich dort herausdringen kann, wird die Kappe 15 entgegen der Kraft der Feder 16 verschoben, wodurch auch eine gewisse Dämpfung in Schließrichtung erfolgt,da diese Feder 16 der Feder 8 entgegenwirkt.
  • Im Bereich zwischen Kappe 15 und Stützring 11 ist eine Induktionsspule 23 um die Ventilnadel 5 angeordnet. Diese Spule 23 ist zum Kraftstoff hin durch eine Kapselung abgedichtet. Diese Kapselung besteht aus einer Außenhülse in Form des Rohrstücks 4, einer Innenhülse 24, die einen Ringraum zur Ventilnadel 5 hin aufweist und zwei die Hülsen mit 4 und 24 beiderseits der Spule 23 verbindenden Ringabschnitten 25 und 26, von denen der dem Stützring 11 zugewandte Ring 26 aus unmagnetischem Material besteht. Durch den unmagnetischen Ring 26 wird ein magnetischer Kurzschluß vermieden. Als unmagnetisches Material, das einen Durchgang des Magnetflusses verhindert, kann außer bestimmten Edelstählen unter anderem auch Kunststoff oder Keramik dienen. In jedem Fall wird der Magnetkreis der Spule 23 aufgrund dieses unmagnetischen Ringes 26 über den Stützring 11 geleitet.
  • Der Stützring 11 weist zur Außenhülse 4 hin einen deffinierten Spalt auf, der auch bei der Axialbewegung der Nadel 5 unverändert bleibt. In axialer Richtung weist der Stützring 11 für den Magnetkreis einen Spalt A auf, der sich hubabhängig ändert, was zu einer entsprechenden Änderung des magnetischen Flusses führt. Somit kann über die Spule 23 die jeweilige Lage des Stützringes 11 und damit der Ventilnadel 5 sowie auch deren Bewegungen gemessen werden. Die Magnetspule 23 ist hierfür über ein Kabel 27 mit einem nichtdargestellten.elektronischen Steuergerät verbunden.
  • Bei der in Fig. l dargestellten Grundausführung dieses ersten Ausführungsbeispiels sind die Ringe 25, 26 mit der Innenhülse 24 verschweißt, wobei Ring 25 und Innenhülse 24 auch aus einem Stück bestehen können. Diese die Spule 23 aufnehmende Nabe ist in das der Spritzseite abgewandte Ende des Rohrstückes 4 eingeführt und mit diesem ebenfalls verschweißt, gegebenenfalls kann auch Rohrstück 4, Ring 25 und Innenhülse 24 aus einem Stück bestehen. Beim Einbau in das Ventil dient ein Stift 28 zur Lagefixierung. Das Kabel 27 verläuft in einer Nut 29 des Düsenhalters 3 und mündet außerhalb einer Dichtfläche 3o zwischen Düsenhalter und Ende des Rohrstücks 4 in die Kapselung zur Spule 23. Bei Erregung der Magnetspule wird der magnetische Fluß über die Innenhülse 24, den Ring 25, das Rohrstück 4 und den Spalt B in den Stützring 11 geleitet. Vom Stützring 11 wird dann der Kreis über den Axialspalt A zur Innenhülse 24 wieder geschlossen. Bei Veränderung dieses Axialspaltes A ändert sich der Magnetfluß, was wiederum eine entsprechende Änderung der Induktionsspannung bewirkt, die dann im elektronischen Steuergerät als Meßgröße ausgewertet werden kann.
  • Die Kappe 15 stützt sich mit ihrer der Spule zugewandten Stirnseite 31 an der Kapsel der Magnetspule 23 ab. Ein Flansch 32 der Kappe 15 dient als Auflager für die Feder 16, die sich auf der dem Flansch abgewandten Seite an der Stirnseite des Raumes 17 abstützt.
  • Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante ist dieser Flansch nicht vorhanden, sondern die Feder 16' stützt sich am stirnseitigen Ende der Kappe 15' ab. Hierdurch kann der Durchmesser des Raumes 17' kleiner gehalten werden, so daß das Kabel 27 nun in einer Bohrung 33 des Düsenhalters 3 verlegt werden kann. Auch ist dadurch die stirnseitige Dichtfläche zwischen Magnetspulenkapselung und Düsenhalter größer. Um der Feder 161 einen ausreichenden Weg zu ermöglichen, ist der Raum 17' entsprechend länger ausgebildet.
  • Eine weitere in Fig. 2 dargestellte Variante besteht darin, daß die Spulenkapselung als magnetisierbarer Ring 34 mit U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist und daß dieser Ring nach Einbringung der Magnetspule 23 durch den unmagnetischen Ring 26 verschlossen und beispielsweise durch Schweißen abgedichtet wird. Das Rohrstück 4' ist um die Kapselbreite verkürzt, wobei der äußere Kapselmantelring 35 im Verbund mit dem Rohrstück 4' eingespannt wird. Der Magnetfluß durchläuft den U-Teil der Kapselung, um danach über den Endabschnitt 36 des Rohrstückes 4' zum Stützring 11 zu strömen und von dort wieder zum U-förmigen Teil. Im Bereich des deffinierten Spaltes B zwischen Rohrstück 4' und Stützring 11 weist das Rohrstück 4' eine Verstärkung 37 auf, wodurch eine Feldstreuung in das Restrohr verringert wird. Zwischen dem Bodenteil der U-förmigen Kapselung 34 und dem Düsenhalter 3 ist ein unmagnetischer Ring 38 angeordnet, der ebenfalls Streuverluste vermindert.
  • Bei einer weiteren in Fig. 3 dargestellten Variante ist auch die Innenhülse der Spulenkapselung aus nichtmagnetischem Material. Sie ist als Winkelring 39 einteilig mit dem dem Stützring 11 zugewandten unmagnetischen Ring der Kapselung verbunden. Der Außenring der Kapselung ist mit dem der Kappe 15 zugewandten Bodenring der Kapselung zu einem zweiten Winkelring 4o einteilig verbunden. Zwischen diesen beiden Winkelringen 39 und 4o ist die Magnetspule 23 angeordnet. Der aus magnetisierbarem Material bestehenden äußere Winkelring 4o ragt über den Flansch des inneren Winkelringes 39 um die Länge A hinaus. Der magnetische Kreis verläuft somit über den äußeren Winkelring 40, die Kappe 15, die Ventilnadel 5, den Stützring 11 und von dort über den Spalt B zu dem äußeren Winkelring 4o zurück. Je nachdem, wie stark die überdeckung zwischen dem Abstand A und dem Stützring 11 in Axialrichtung ist, je nachdem ist der Magnetfluß mehr oder weniger gedrosselt. Zur magnetischen Flußtrennung ist zwischen dem äußeren Ring 4o und dem Rohrstück 4'' ein unmagnetischer Ring 41 angeordnet. Der magnetische Fluss kann jedoch auch anstatt über das Bodenteil des Außenringes 4o über den Spalt C vom Düsenhalter 3 aus zur Kappe 15 strömen. Dies ist dann gegeben, wenn die Kappe 15 entgegen der Feder 16 verschoben von ihrer Auflage abhebt. Hierdurch ist ein zusätzliches Mittel gegeben, diesen mechanischen Vorgang innerhalb der Düse zu messen.
  • Bei der in Fig. 4 dargestellten Variante ist gegenüber der in Fig. 3 dargestellten Variante auf den Ring 41 verzichtet. Dafür ist der Außenring 4o' im Bereich der Uberdeckung A zwischen Außenring und Stützring 11 wesentlich dicker als der Rohrabschnitt 4''' gehalten. Hierdurch ergibt sich, daß der Radialspalt B, über den der magnetische Fluß geht, zwischen Außenhülse 40' und Stützring wesentlich kleiner ist, als der Radialspalt D zwischen Stützring 11 und Rohrabschnitt 4 "'. Auch hierdurch kann erreicht werden, daß der magnetische Fluß nach dem Prinzip des geringsten Widerstandes in jedem Fall den Weg über den Spalt B sucht.
  • Die in den einzelnen Figuren beschriebenen verschiedenen Varianten können erfindungsgemäß - sofern konstruktiv möglich - unterschiedlich miteinander kombiniert werden.

Claims (10)

1. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einem an dem der Spritzseite abgewandten Ende einer durch eine Schließfeder belasteten und in Strömungsrichtung des Kraftstoffes öffnenden Ventilnadel angeordneten Dämpfungskolben, der einen gedrosselt mit dem Strömungsweg des Kraftstoffs verbundenen Dämpfungsraum begrenzt und mit einem von der Schließfeder belasteten kraftschlüssig mit der Ventilnadel bewegten Stützring nach Patentanmeldung P 32 2o 398.5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung von Spritzbeginn und /oder Spritzdauer im räumlichen Abschnitt zwischen Dämpfungsraum (22) und Stützring (11) um die Ventilnadel (5) eine gehäusefeste, vorzugsweise gekapselte Induktionsspule (23) angeordnet ist und daß der Stützring (11) als Anker eines aus Induktionsspule (23) und mindestens einem als Joch dienenden Teil der Kapselung gebildeten Gebers dient.
2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsraum (22) in einer auf dem Dämpfungskolben (14) aufgesteckten zu diesem hin federbelasteten und mit diesem den Dämpfungsraum (22) begrenzenden Kappe (15) gebildet wird, die sich in ihrer federbewirkten Ausgangslage an einer gehäusefesten Schulter (31) abstützt.
3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kappe (15) zugewandte Stirnseite der Kapselung der Induktionsspule (23) als gehäusefeste Schulder dient.
4. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapselung der Induktionsspule (23) aus einer Außenhülse, einer Innenhülse und zwei die Hülsen beiderseits der Spule dichtend verbindenden Ringabschnitten besteht, daß der dem Stützring (11) zugewandte Ringabschnitt (26) aus unmagnetischem Material besteht, daß die Außenhülse aus magnetisierbarem Material besteht und zum Stützring (11) hin ein deffiniertes, radiales, vom Magnetfluß überquerbares Spiel B aufweist, und einen Verbund mit einem die Schließfeder (8) einhüllenden Rohrstück (4) bildet, welches in Längsrichtung zwischen einem die spritzöffnung aufweisende Düsenkörper (1) und einem Düsenhalter (3) mittels einer Überwurfmutter (2) festspannbar ist.
5. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Außenhülse mindestens ein Teil des Rohrstückes (4) dient und daß Innenhülse (24) und Ringabschnitte (25, 26) vom dem der Kappe (15) zugewandten Ende des Rohrstückes (4) ausgehend in diesem befestigt sind (Fig. 1).
6. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapselung der Spule (23) aus einem Ring mit U-förmigem Querschnitt zur Aufnahme der Spule dient, der durch den unmagnetischen Ringabschnitt (26) dichtend verschlossen ist, und daß die Außenhülse (35) des U-förmigen Teils zwischen Düsenhalter (3) und Rohrstück (4') axial eingespannt ist (Fig. 2).
7. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspulkapselung aus zwei zwischen sich die Spule (23) aufnehmenden Ringen (39, 40) mit Winkelquerschnitt besteht, von denen der Innenring (39) (Ihnenhülse und ein Ringabschnitt) aus unmagnetischem Material besteht, und der Außenring (4o) auf der dem Stützring (11) zugewandten Seite über den Innenring für den magnetischen Fluß um einen bestimmten Abstand (A) hinausragt (Fig. 3 und 4).
8. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Außenring (40) und Rohrstück (4'') ein Ring (41) aus unmagnetischem Material angeordnet ist (Fig. 3).
9. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (4o) zwischen Düsenhalter (3) und Rohrstück (4"') eingespannt ist und der radiale Abstand (B) zwischen Außenring (4o) und Stützring (11) kleiner ist, als der radiale Abstand (D) zwischen Rohrstück (4''') und Stützring (11) (Fig. 4).
lo. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kapselung und Düsenhalter (3) bzw. Kappe (15) eine Scheibe (38) aus unmagnetischem Material angeordnet ist (Fig. 2).
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