Einspritzdüse für Einspritzbrennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzdüse für Einspritzbrennkraftmaschinen, mit einer feder belasteten und entgegen der Federbelastung durch den Zuführungsdruck des Brennstoffes belasteten Dü sennadel, deren Öffnungshub durch den Zuführungs druck des Brennstoffes erfolgt. Es ist bekannt, Ein spritzdüsen dieser Art als sogenannte Drosselzapfen düsen auszubilden, bei welchen an der Düsennadel ein Zapfen angesetzt ist, welcher während des ersten Teiles des Hubes der Düsennadel den Einspritzquer- schnitt der Düse verringert und nur einen ringförmigen Einspritzkanal freigibt.
Durch eine derartige Aus bildung von Einspritzdüsen soll erreicht werden, dass die zu Beginn der Einspritzzeit in den Verbrennungs raum gelangende Brennstoffmenge möglichst klein gehalten wird, wodurch ein allmähliches Ansteigen des Verbrennungsdruckes bewirkt und ein harter Gang des Motors verhindert werden soll. Dieser Effekt wird bei den bekannten Einspritzdüsen dieser Art jedoch nicht erreicht. Bei geringem Öffnen der Dicht fläche der Düsennadel entsteht am Düsennadelsitz wegen des gedrosselten Einspritzquerschnittes ein Brennstoffdruck, der die Nadel zusätzlich beschleu nigt.
Bei den bekannten Einspritzdüsen dieser Art wurde dadurch die Düsennadel schnell aus der Dros selstellung in die völlig offene Stellung gehoben, so dass die Zeit, während welcher die gedrosselte Ein spritzung erfolgte, so weit herabgesetzt wurde, dass der Effekt des allmählichen Ansteigens des Verbren nungsdruckes und des weichlaufenden Motors nicht erreicht werden konnte. Man hat daher bereits vorge schlagen, die die Düsennadel belastende Feder derart steif auszubilden, dass ihre Kraftzunahme über dem Teilhub, den die Nadel bis zur Vergrösserung des Drosselspaltes vollführt, grösser wird als diejenige Kraft, welche die Nadel bei der Eröffnung zu be schleunigen versucht und wollte dadurch mindestens bei niederer Drehzahl die Zeit der gedrosselten Ein spritzung im Vergleich zur Zeit der vollen Einsprit zung erhöhen.
Auch damit konnte jedoch der er wünschte Erfolg nicht erreicht werden, da sich in der Praxis die Einstellung der Steifheit der Feder nicht so präzise durchführen liess und anderseits auch die Erhöhung der Steifheit der Feder, welche ja letzten Endes entsprechend dem Zuführungsdruck des Brenn stoffes gewählt sein muss, noch kein Mittel bildet, um tatsächlich die Zeitspanne der gedrosselten Einsprit zung zu erhöhen. Wenn die Federcharakteristik der die Düsennadel belastenden Feder im Sinne dieses Vorschlages steiler gewählt ist, so ist ein grösserer Kraftaufwand erforderlich, um die Düsennadel über haupt zu öffnen.
Sobald aber der Öffnungsdruck sich im Raum unterhalb der Düsennadel entwickelt hat, so wird dann bei grösserer Steifheit der Feder die Düsennadel durch die Massenkräfte schnell in ihre völlig geöffnete Stellung gerissen. Es wurde nun bereits vorgeschlagen, an Stelle von Drosselzapfen düsen gewöhnliche Einspritzdüsen zu verwenden und die Düsennadel durch stufenweise zur Wirkung ge langende Federn zu belasten. Dadurch wurde erreicht, dass die Düse zuerst in einer teilweise geöffneten Stel lung verbleibt, bis der Brennstoffdruck so weit an gestiegen ist, dass er die volle Öffnung der Düse bewirkt. In dieser teilweise geöffneten Stellung bildet sich nun aber kein scharfer Brennstoffstrahl aus.
Der Brennstoff wird daher im Verbrennungsraum nur ungenügend verteilt, wodurch die Verbrennung ver schlechtert wurde, und es tritt überdies noch der Nachteil auf, dass durch den Brennstoffaustritt aus der nur teilweise geöffneten Düse eine Verkokung der Düse begünstigt wird. Der angestrebte Effekt einer geregelten Voreinspritzung konnte hiebei nicht erzielt werden.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, diese Nach teile zu vermeiden und besteht darin, dass wenig stens zwei zur Belastung der Düsennadel bestimmte Federn vorgesehen sind, von welchen wenigstens eine erst nach einem Teil des vollen Öffnungshubes zur Wirkung gelangt, dass die Düse als Drosselzapfen düse ausgebildet ist und dass der Hub der Düsennadel, nach welchem die erst nach einem Teil des Öffnungs hubes zugeschaltete Feder zur Wirkung gelangt, klei ner bemessen ist als der Drosselhub der Düsennadel,
nach dessen Zurücklegung der Drosselzapfen aus der Drosselbohrung austaucht. Durch die Kombination der beiden an sich bekannten Merkmale der Ausbil dung der Düse als Drosselzapfendüse und der An ordnung einer stufenweise zur Wirkung gelangenden Federung können die Vorteile einer Drosselzapfen düse voll ausgenützt werden, ohne dass ihre Nachteile in Kauf genommen werden müssen.
Bei einer solchen Drosselzapfendüse bietet die abgestufte Federbela stung die Möglichkeit, die Düsennadel während einer kontrollierbaren Periode in der Drosselstellung zu halten und die Zeit der Voreinspritzung willkürlich festzulegen und während dieser Periode einen schar fen Brennstoffstrahl einzuspritzen, welcher eine gute Verbrennung gewährleistet und die Gefahr einer Verkokung der Düse ausschaltet.
Die Düsennadel beginnt ihren Öffnungshub, bevor noch der Zuführungsdruck des Brennstoffes, welcher unter der Nadel wirkt, allzu hoch gestiegen ist, so dass die Entwicklung eines zu hohen Öffnungsdruckes vermieden wird. Durch den stufenartigen Anstieg der dem Öffnungsdruck des Brennstoffes entgegenwirken den Schliesskraft der Nadel, bei einer Nadelstellung, bei welcher der volle Einspritzquerschnitt noch nicht freigegeben ist, wird eine dem Öffnungsdruck ent gegenwirkende Kraft geschaffen, welche verhindert, dass die Nadel durch die Massenkräfte sofort in die volle Öffnungsstellung gerissen wird.
Es werden so mit diese Massenkräfte von vornherein dadurch in niederen Grenzen gehalten, dass die Nadel bereits bei einem nicht allzu hohen Öffnungsdruck geöffnet wird, und es werden anderseits diese Massenkräfte durch den stufenartigen Anstieg des Kraft-Wegdiagramms der Federung abgefangen, bevor die Düsennadel den vol len Einspritzquerschnitt freigibt.
Die Anordnung kann hiebei so getroffen sein, dass beim Zuschalten der genannten Feder der Schliess druck der Nadel stufenartig zunimmt, wobei diese Druckstufe wenigstens halb so gross ist als der am Anfang der Stufe auf die Düsennadel wirkende Schliessdruck.
Eine solche Bemessung der Vorspan- nung der später zur Wirkung gelangenden Belastungs feder ermöglicht bei den üblichen Bauarten von Ein- spritzbrennkraftmaschinen bei üblichen Brennstoff drucken eine ausreichende Dauer der Voreinspritzung. Bei üblichen Einspritzsystemen bedeutet dies, dass die Düsennadel bei dem erforderlichen Mindestwert des Einspritzdruckes von ungefähr<B>100</B> bis 120 Atü öffnet, während erst nach einem Ansteigen des Zu führungsdruckes des Brennstoffes auf ungefähr 200 Atü die Düsennadel so weit geöffnet wird, dass der volle Einspritzquerschnitt freigegeben wird.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine Düse. Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Düsennadel- sitz nach Fig. 1 in grösserem Massstab.
Fig. 3 stellt das Kraft-Wegdiagramm der Düsen nadel dar.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform.
Fig.5 zeigt im Längsschnitt den die Führung der Düsennadel bildenden Teil einer Einspritzdüse nach Fig. 4.
Nach der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist die Düsennadel 2 im Düsenvorsatz 1 in üblicher Weise geführt. 3 ist der Anschluss der Brennstoff leitung, von welchem der Brennstoff über eine Boh rung 4, einen Ringkanal 5 und eine Bohrung 6 in einen Raum 7 unter der Düsennadel 2 gelangt. über eine Stelze 8 wirkt eine Feder 9 unter Vermittlung einer Kappe 10 auf die Düsennadel 2. Der im Raum 7 zur Wirkung gelangende Zuführungsdruck des Brennstoffes beaufschlagt das untere Ende der Dü sennadel bzw. die konische Ringfläche 11 derselben. Der beaufschlagte Querschnitt ist der Querschnitt F der Düsennadel 2 abzüglich des Querschnittes f, wel cher durch den konischen Sitz 12 der Düsennadel abgedeckt ist.
Sobald nun der Öffnungsdruck im Raum 7 überwiegt, wird die Düsennadel 2 angehoben, wobei die Feder 9 zusammengedrückt wird. Solange der Drosselzapfen 13 in die Bohrung 14 eintaucht, ist der Brennstoffaustritt aus der Düse gedrosselt, und es gelangt daher während dieses Zeitraumes nur eine kleine Menge Brennstoff in den Zylinder des Motors. Erst wenn der Drosselzapfen 13 aus der Bohrung 14 austritt, wird der volle Öffnungsquerschnitt frei gegeben, welcher in diesem Falle auch noch ein Ring querschnitt ist, dessen Kern durch den abgesetzten Zapfen 15 begrenzt ist.
Sobald nun der Sitz 12 der Düsennadel geöffnet wird, wird wegen der Drosselung im Ringspalt zwi schen dem Drosselzapfen 13 und der Bohrung 14 der Ventilsitz 12 zusätzlich von unten beaufschlagt. Es tritt somit ein stufenartiger Anstieg des auf die Dü sennadel 2 von unten wirkenden Öffnungsdruckes auf, und es wirken, abgesehen davon, noch die Massen kräfte der Düsennadel im Sinne des Öffnungshubes, so dass nun bei den bekannten Anordnungen die Düsennadel sehr schnell in die volle Öffnungsstellung gerissen wird, in welcher sie den vollen Einspritzquer- schnitt (Ringquerschnitt zwischen der Bohrung 14 und dem abgesetzten Zapfen 15) freigibt.
Um nun die Zeitspanne der Einspritzung wäh rend des Drosselhubes, das ist die Zeitspanne der durch den in die Bohrung 14 eintauchenden Drossel zapfen 13 gedrosselten Einspritzung, zu regeln bzw. zu vergrössern, ist nun eine zweite vorgespannte Feder 16 vorgesehen, welche auf einen Federteller 17 wirkt. Zwischen dem Federteller 17 und dem Flansch 18 der Kappe 10 ist ein Spalt 19 vorgesehen, so dass die Feder 16 erst zur Wirkung gelangt, wenn die Nadel einen Hub entsprechend der Grösse des Spaltes 19 ausgeführt hat.
In dieser Stellung wird dann die Nadel gehalten und erst, wenn der Öffnungsdruck im Raum 7 so weit steigt, dass er nun auch die Kraft der zugeschalteten Feder 16 überwinden kann, wird die Nadel 2 in die volle Öffnungsstellung ge hoben, in welcher der Drosselzapfen 13 aus der Bohrung 14 austritt.
Das Kraft-Wegdiagramm ist in Fig.3 darge stellt. Auf der Ordinate ist die Federkraft P und auf der Abszisse der Öffnungshub der Düsennadel s eingetragen. s' ist der Nadelhub, bei welchem der Drosselzapfen 13 aus der Bohrung 14 austritt und somit der volle Einspritzquerschnitt freigegeben wird. s" ist der Endhub der Nadel, bei welchem der volle Einspritzquerschnitt bereits freigegeben ist.
Bei Überwindung des Federdruckes P1 beginnt die Nadel zu öffnen. Im Nadelhub s"' vor Erreichung des Nadelhubes s', bei welchem der volle Einspritz- querschnitt freigegeben wird, schaltet sich nun die Feder 16 zu. Die Schliesskraft der Nadel steigt stufen artig vom Punkt P, bis zum Punkt P3 an, und erst nach Überwindung des Druckes P3 kann nun die Düsennadel 2 völlig öffnen.
Durch entsprechende Vorspannung der Feder 16 ist die Stufe P, 3-P2 so gross gewählt, dass sie zumindest der Hälfte der Kraft P# entspricht, welche vor der Stufe auftritt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 sind die Belastungsfedern der Düsennadel, wie es bei Einspritzdüsen üblich ist, im obern Teil der Düse angeordnet und wirken über eine Stelze auf die Düsen nadel. Dieser obere Teil der Düse ist durch eine dichte Verschraubung bzw. durch eine überwurf- mutter mit dem die Führung der Düsennadel bilden den Teil verbunden.
Wenn nun in der für die Be lastungsfedern einer Einspritzdüse üblichen Weise die zugeschaltete Feder im oberen Teil der Düse angeord net ist, so wirken sich die Toleranzen des die Führung der Düsennadel bildenden Teiles, des oberen Teiles der Düse, der Düsennadel selbst und der Stelze auf die Einstellung des Hubteiles, nach welchem die zu geschaltete Feder zur Wirkung gelangen soll, aus, und es ist daher eine Korrektur dieser Einstellung er forderlich, wozu noch kommt, dass die präzise Ein stellung desjenigen Hubteiles, nach welchem die zu geschaltete Feder zur Wirkung gelangen soll, durch eine Demontage der Düse bei einer Reinigung oder Reparatur beeinträchtigt wird.
Um diese Nachteile auszuschalten, kann, wie Fig. 4 und 5 zeigen, die Ausbildung so getroffen wer den, dass die zuzuschaltende Feder an der Düsen nadel selbst angreift und der den Entspannungshub der zugeschalteten Feder begrenzende Anschlag an dem die Führung der Düsennadel bildenden Teil der Einspritzdüse vorgesehen ist. Auf diese Weise müssen nun nur die Länge der Düsennadel selbst und der die Führung der Düsennadel bildende Teil der Düse in ihren Toleranzen aufeinander abgestimmt werden, und es wird vor allem eine Summierung der Toleranz abmasse vermieden.
Es kann daher lediglich durch Toleranzkontrolle der Düsennadel und des die Füh rung der Düsennadel bildenden Teiles der Einspritz düse die richtige Einstellung des Hubes, nach welchem die zugeschaltete Feder zur Wirkung gelangt, getroffen werden, und diese Einstellung bleibt auch bei der Demontage der Düse stets unverändert aufrechter halten. Hiebei kann die Anschlussfläche des die Füh rung der Düsennadel bildenden Teiles der Einspritz düse an den oberen Teil derselben den den Hub der zugeschalteten Feder begrenzenden Anschlag bilden.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 besteht die Düse in üblicher Weise aus dem die Füh rung für die Düsennadel bildenden Düsenvorsatz 1 und dem Düsenkörper 22, welche Teile durch eine Überwurfmutter 23 miteinander verbunden sind. Über eine Stelze 8 wird die Kraft einer Belastungsfeder 24, welche die Düsennadel 2 während ihres gesamten Hubes belastet, auf die Düsennadel übertragen. Der Drosselzapfen 13 am unteren Ende der Düsennadel 2 taucht in die Drosselbohrung 21 ein. Der Drossel hub, nach dessen Zurücklegung der Drosselzapfen 13 aus der Drosselbohrung 21 austaucht, ist mit a be zeichnet.
Im unteren Teil der Düse ist nun die zweite Feder 25 vorgesehen, welche über einen Federteller 26 auf eine Schulter 27 der Düsennadel 2 wirkt. In der tief sten Stellung der Düsennadel 2 ist der Federteller 26 _ gegen den die Führung der Düsennadel 2 bilden den Teil 1 der Einspritzdüse, und zwar gegen die obere Anschlussfläche 28, welche zum Anschluss an den Düsenkörper 22 dient, abgestützt. Erst nach einem Hub b setzt sich der Federteller 26 auf der Schulter 27 der Düsennadel 2 auf und überträgt auf diese Weise die Kraft der Feder 25 auf die Düsen nadel 2.
Die Feder 25 wird-somit erst nach einem Hub b als Belastungsfeder für die Düsennadel 2 zugeschaltet. Dieser Hub b ist kleiner als der gesamte Drosselhub a, so dass die Federbelastung der Düsennadel 2 stu fenartig ansteigt, bevor noch der Drosselzapfen 13 aus der Drosseldüse ausgetaucht ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Düsennadel 2 eine gewisse Zeitspanne in der Drosselstellung verbleibt, wenn nach Zurücklegung des Hubes b die Feder 25 zugeschaltet wird.
Dadurch, dass nun der Federteller 26 unmittel bar gegen den die Führung der Düsennadel 2 bilden den Teil 1 abgestützt ist, müssen lediglich die To leranzen in der Länge der Düsennadel 2 und in der Länge des die Führung für die Düsennadel bilden den Teiles 1 präzise eingehalten werden, um den Hub b zu gewährleisten.
Wenn hingegen der den Hub der zugeschalteten Feder 25 begrenzende Anschlag am oberen Teil des Düsenkörpers 22 vorgesehen wäre und die Feder 25 in der bei Belastungsfedern für Brennstoffeinspritzdüsen üblichen Art auf die Stelze 8 wirken würde, so müssten für die Gewährleistung des Hubes b auch die Toleranzen für die Länge der Stelze 8 und für die Länge des Düsenkörpers 22 prä- zise eingehalten werden, und zwar noch präziser als dies bei der vorliegenden Ausführungsform für die Länge der Düsennadel 2 und des die Führung der Düsennadel bildenden Teiles 1 erforderlich ist, da sich die Toleranzen addieren.
Durch die Summierung der Toleranzen können sich unzulässig hohe Ab weichungen vom Sollmass ergeben, und diese müssen, wenn der den Hub der zugeschalteten Feder 25 be grenzende Anschlag im oberen Teil des Düsen körpers 22 vorgesehen ist, bei der Montage ausge glichen werden, was bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 durch Einbau eines die Lage dieses Anschlages bestimmenden Zwischenringes von abge stuften Stärken erfolgt. Bei der Ausbildung nach den Fig. 4 und 5 hingegen ist nun die genaue Einhaltung des Hubes b von der Montage unabhängig.
Da nun der den Entspannungshub der zuzu- schaltenden Feder begrenzende Anschlag am unteren Teil der Düse, das heisst an dem die Führung der Düsennadel bildenden Teil, vorgesehen ist, bietet dort die Anordnung eines Anschlages für den Gesamthub der Düsennadel Schwierigkeiten. Der den Gesamt hub der Düsennadel begrenzende Anschlag ist daher im oberen Teil der Düse vorgesehen und wirkt mit der Stelze zusammen. Dieser Anschlag ist von einer gleichachsig mit der Stelze 8 angeordneten Stell schraube 29 gebildet, welche mit dem oberen Ende der Düsennadel bzw. mit dem dieses fassenden Feder teller 30 zusammenwirkt.
Auf diese Weise wird auch die Möglichkeit geboten, den den Gesamthub der Düsennadel begrenzenden Anschlag einstellbar zu machen und als Stellschraube auszubilden. Das von einem Vierkantkopf 31 gebildete Verstellorgan der Stellschraube 29 liegt am oberen Ende der Einspritz düse frei und ist daher leicht zugänglich. Durch eine Gegenmutter 32 ist die Stellschraube 29 in ihrer Ein stellage gesichert. Da nun am oberen Ende der Ein spritzdüse nicht mehr die Möglichkeit für den An schluss der Leckölleitung gegeben ist, ist dieser An schluss 33 seitlich vorgesehen.
Injection nozzle for injection internal combustion engines The invention relates to an injection nozzle for injection internal combustion engines, with a spring-loaded nozzle needle loaded against the spring loading by the supply pressure of the fuel, the opening stroke of which is effected by the supply pressure of the fuel. It is known to design an injection nozzle of this type as so-called throttle pin nozzles in which a pin is attached to the nozzle needle which reduces the injection cross-section of the nozzle during the first part of the stroke of the nozzle needle and only releases an annular injection channel.
Such a design of injection nozzles should ensure that the amount of fuel entering the combustion chamber at the beginning of the injection time is kept as small as possible, thereby causing the combustion pressure to gradually rise and preventing the engine from running hard. However, this effect is not achieved with the known injection nozzles of this type. When the sealing surface of the nozzle needle is opened slightly, a fuel pressure is created at the nozzle needle seat due to the throttled injection cross-section, which additionally accelerates the needle.
In the known injection nozzles of this type, the nozzle needle was quickly lifted from the Dros selstellung in the fully open position, so that the time during which the throttled injection was reduced so far that the effect of the gradual increase in the combustion pressure and of the smoothly running motor could not be achieved. It has therefore already suggested that the spring loading the nozzle needle should be made so stiff that its force increase over the partial stroke that the needle executes up to the enlargement of the throttle gap is greater than the force that tries to accelerate the needle when it is opened wanted to increase the time of the throttled injection compared to the time of full injection at least at low speed.
Even with this, however, the desired success could not be achieved, since in practice the setting of the stiffness of the spring could not be carried out so precisely and on the other hand also the increase in the stiffness of the spring, which in the end would be chosen according to the supply pressure of the fuel does not yet constitute a means of actually increasing the period of the restricted injection. If the spring characteristic of the spring loading the nozzle needle is selected to be steeper in the sense of this proposal, a greater expenditure of force is required to open the nozzle needle at all.
But as soon as the opening pressure has developed in the space below the nozzle needle, the nozzle needle is then quickly torn into its fully open position by the inertia forces when the spring is more rigid. It has now been proposed to use ordinary injection nozzles in place of throttle pins and to load the nozzle needle through springs extending gradually to the effect. This ensured that the nozzle initially remains in a partially open position until the fuel pressure has risen so far that it causes the nozzle to open completely. In this partially open position, however, no sharp fuel jet is formed.
The fuel is therefore only inadequately distributed in the combustion chamber, as a result of which combustion has deteriorated, and there is also the disadvantage that coking of the nozzle is promoted by the fuel escaping from the only partially open nozzle. The desired effect of a regulated pilot injection could not be achieved here.
The invention aims to avoid this disadvantage and consists in the fact that at least two springs intended for loading the nozzle needle are provided, of which at least one only comes into effect after part of the full opening stroke that the nozzle nozzle as a throttle pin is designed and that the stroke of the nozzle needle, after which the spring, which is switched on only after part of the opening stroke, comes into effect, is smaller than the throttle stroke of the nozzle needle,
after which the throttle pin emerges from the throttle bore. By combining the two known features of the educa tion of the nozzle as a throttle pin nozzle and the arrangement of a gradual springing action, the advantages of a throttle pin nozzle can be fully exploited without their disadvantages having to be accepted.
With such a throttle pin nozzle, the graduated spring load offers the possibility of keeping the nozzle needle in the throttle position for a controllable period and arbitrarily setting the time of the pre-injection and injecting a sharp fuel jet during this period, which ensures good combustion and the risk of coking the nozzle switches off.
The nozzle needle begins its opening stroke before the feed pressure of the fuel, which acts under the needle, has risen too high, so that the development of an opening pressure that is too high is avoided. Due to the step-like increase in the opening pressure of the fuel counteract the closing force of the needle, with a needle position in which the full injection cross-section is not yet released, a force counteracting the opening pressure is created, which prevents the needle from immediately entering the fully open position is torn.
These mass forces are kept within low limits from the outset by the fact that the needle is already opened at a not too high opening pressure, and on the other hand, these mass forces are absorbed by the step-like increase in the force-displacement diagram of the suspension before the nozzle needle reaches the vol len injection cross-section releases.
The arrangement can be such that when the said spring is switched on, the closing pressure of the needle increases in steps, this pressure step being at least half as great as the closing pressure acting on the nozzle needle at the beginning of the step.
Such a dimensioning of the pre-tensioning of the loading spring, which comes into effect later, enables a sufficient duration of the pre-injection in the usual types of internal combustion engines with conventional fuel pressures. In conventional injection systems, this means that the nozzle needle opens at the required minimum value of the injection pressure of approximately 100 to 120 atmospheres, while the nozzle needle is only opened that far after the fuel supply pressure has risen to around 200 atmospheres that the full injection cross-section is released.
In the drawing, the invention is explained schematically on the basis of exemplary embodiments.
Fig. 1 shows an axial section through a nozzle. FIG. 2 shows a section through the nozzle needle seat according to FIG. 1 on a larger scale.
Fig. 3 shows the force-displacement diagram of the nozzle needle.
Fig. 4 shows a longitudinal section through another embodiment.
FIG. 5 shows, in longitudinal section, the part of an injection nozzle according to FIG. 4 that forms the guide for the nozzle needle.
According to the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the nozzle needle 2 is guided in the nozzle attachment 1 in the usual manner. 3 is the connection of the fuel line from which the fuel reaches a space 7 under the nozzle needle 2 via a drilling 4, an annular channel 5 and a drilling 6. Via a stilt 8, a spring 9 acts through a cap 10 on the nozzle needle 2. The fuel supply pressure that comes into effect in space 7 acts on the lower end of the nozzle needle or the conical ring surface 11 thereof. The applied cross section is the cross section F of the nozzle needle 2 minus the cross section f, wel cher is covered by the conical seat 12 of the nozzle needle.
As soon as the opening pressure prevails in the space 7, the nozzle needle 2 is raised, the spring 9 being compressed. As long as the throttle pin 13 is immersed in the bore 14, the fuel outlet from the nozzle is throttled, and therefore only a small amount of fuel reaches the cylinder of the engine during this period. Only when the throttle pin 13 emerges from the bore 14 is the full opening cross-section released, which in this case is also a ring cross-section whose core is delimited by the offset pin 15.
As soon as the seat 12 of the nozzle needle is opened, the valve seat 12 is additionally acted upon from below because of the throttling in the annular gap between the throttle pin 13 and the bore 14. There is thus a step-like increase in the opening pressure acting on the nozzle needle 2 from below, and apart from that, the mass forces of the nozzle needle in the sense of the opening stroke, so that now with the known arrangements, the nozzle needle very quickly into the full The opening position is torn, in which it releases the full injection cross-section (ring cross-section between the bore 14 and the stepped pin 15).
In order to regulate or increase the time span of the injection during the throttle stroke, that is the time span of the injection throttled by the throttle pin 13 immersed in the bore 14, a second pretensioned spring 16 is provided, which is mounted on a spring plate 17 works. A gap 19 is provided between the spring plate 17 and the flange 18 of the cap 10, so that the spring 16 only comes into effect when the needle has executed a stroke corresponding to the size of the gap 19.
The needle is then held in this position and only when the opening pressure in space 7 rises so far that it can now overcome the force of the connected spring 16, the needle 2 is raised into the fully open position in which the throttle pin 13 emerges from the bore 14.
The force-displacement diagram is shown in Fig.3 Darge. The spring force P is plotted on the ordinate and the opening stroke of the nozzle needle s on the abscissa. s' is the needle stroke at which the throttle pin 13 emerges from the bore 14 and thus the full injection cross section is released. s "is the final stroke of the needle at which the full injection cross-section is already released.
When the spring pressure P1 is overcome, the needle begins to open. In the needle stroke s "'before the needle stroke s' is reached, at which the full injection cross-section is released, the spring 16 is now switched on. The closing force of the needle increases in stages from point P to point P3 and only afterwards Overcoming the pressure P3 can now open the nozzle needle 2 completely.
The step P, 3-P2 is selected to be so large that it corresponds to at least half of the force P # that occurs before the step by means of a corresponding bias of the spring 16.
In the embodiment according to FIGS. 1 to 3, the loading springs of the nozzle needle, as is common with injection nozzles, are arranged in the upper part of the nozzle and act on the nozzle needle via a stilt. This upper part of the nozzle is connected by a tight screw connection or by a union nut with which the guide of the nozzle needle forms the part.
If the spring in the upper part of the nozzle is angeord net in the usual way for loading springs of an injection nozzle, the tolerances of the part forming the guide of the nozzle needle, the upper part of the nozzle, the nozzle needle itself and the stilt act the setting of the lifting part, according to which the spring to be switched to take effect, and it is therefore necessary to correct this setting, plus that the precise setting of that lifting part after which the spring to be switched to take effect should be impaired by dismantling the nozzle during cleaning or repair.
In order to eliminate these disadvantages, as shown in FIGS. 4 and 5, the training can be made so that the spring to be switched on the nozzle needle itself engages and the relaxation stroke of the switched spring limiting stop on the part of the guide of the nozzle needle Injector is provided. In this way, only the length of the nozzle needle itself and the part of the nozzle that forms the guide of the nozzle needle have to be matched to one another in terms of their tolerances, and above all an addition of the tolerance dimensions is avoided.
It can therefore only by tolerance control of the nozzle needle and the Füh tion of the nozzle needle forming part of the injection nozzle, the correct setting of the stroke, after which the connected spring comes into effect, can be made, and this setting remains unchanged even when dismantling the nozzle keep upright. In this case, the connection surface of the part of the injection nozzle forming the guide of the nozzle needle on the upper part of the same can form the stop limiting the stroke of the connected spring.
In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, the nozzle consists in the usual way of the Füh tion for the nozzle needle forming nozzle attachment 1 and the nozzle body 22, which parts are connected by a nut 23 together. The force of a loading spring 24, which loads the nozzle needle 2 during its entire stroke, is transmitted to the nozzle needle via a stilt 8. The throttle pin 13 at the lower end of the nozzle needle 2 plunges into the throttle bore 21. The throttle stroke, after which the throttle pin 13 emerges from the throttle bore 21, is marked with a be.
In the lower part of the nozzle, the second spring 25 is now provided, which acts on a shoulder 27 of the nozzle needle 2 via a spring plate 26. In the lowest position of the nozzle needle 2, the spring plate 26 is supported against which the guide of the nozzle needle 2 forms part 1 of the injection nozzle, namely against the upper connection surface 28, which is used for connection to the nozzle body 22. Only after a stroke b does the spring plate 26 sit on the shoulder 27 of the nozzle needle 2 and in this way transmit the force of the spring 25 to the nozzle needle 2.
The spring 25 is thus switched on as a loading spring for the nozzle needle 2 only after a stroke b. This stroke b is smaller than the entire throttle stroke a, so that the spring load on the nozzle needle 2 increases in stages before the throttle pin 13 has emerged from the throttle nozzle. In this way it is achieved that the nozzle needle 2 remains in the throttle position for a certain period of time when the spring 25 is switched on after the stroke b has been covered.
Because the spring plate 26 is supported immediately against which the guide of the nozzle needle 2 forms part 1, only the tolerances in the length of the nozzle needle 2 and in the length of the guide for the nozzle needle form part 1 must be precisely adhered to to ensure the hub b.
If, on the other hand, the stop limiting the stroke of the connected spring 25 were provided on the upper part of the nozzle body 22 and the spring 25 would act on the stilt 8 in the manner customary with loading springs for fuel injection nozzles, then the tolerances for the length of the stilt 8 and the length of the nozzle body 22 are precisely adhered to, more precisely than is required in the present embodiment for the length of the nozzle needle 2 and the part 1 forming the guide of the nozzle needle, since the tolerances are different add.
By adding up the tolerances, inadmissibly high deviations from the target size can result, and these must, if the stroke of the connected spring 25 be limiting stop is provided in the upper part of the nozzle body 22, be compensated for during assembly, which is the case Embodiment according to FIGS. 1 and 2 takes place by installing an intermediate ring determining the position of this stop of abge graduated strengths. In the embodiment according to FIGS. 4 and 5, however, the exact compliance with the stroke b is now independent of the assembly.
Since the stop limiting the relaxation stroke of the spring to be switched on is provided on the lower part of the nozzle, that is to say on the part forming the guide of the nozzle needle, the arrangement of a stop there for the total stroke of the nozzle needle presents difficulties. The stop limiting the total stroke of the nozzle needle is therefore provided in the upper part of the nozzle and interacts with the stilt. This stop is formed by a coaxially arranged with the stilt 8 adjusting screw 29, which cooperates with the upper end of the nozzle needle or with the spring plate 30 grasping this.
In this way, it is also possible to make the stop that limits the total stroke of the nozzle needle adjustable and to design it as a set screw. The adjusting member formed by a square head 31 of the adjusting screw 29 is exposed at the upper end of the injection nozzle and is therefore easily accessible. By a lock nut 32, the adjusting screw 29 is secured in its A position. Since there is no longer the possibility of connecting the leakage oil line at the upper end of the injection nozzle, this connection 33 is provided laterally.