SE441951B

SE441951B - INJECTION VALVE FOR Piston Combustion Engines

Info

Publication number: SE441951B
Application number: SE7809054A
Authority: SE
Inventors: P Fuchs
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1977-09-01
Filing date: 1978-08-28
Publication date: 1985-11-18
Also published as: DK147267B; GB2003549A; NL184803C; JPS5845596B2; DK368578A; CH622588A5; DK147267C; NL184803B; JPS5447029A; IT1098731B; NL7808403A; ATA671977A; IT7827193A0; FR2402078B1; GB2003549B; FR2402078A1; SE7809054L; DE2740879A1; DE2740879C2; AT355876B

Description

ltvärsnitt så att en god strålbildning och därmed en god för- 15 20 25 - området av munstyckskanalerna. 30 35 'med en kanal 10 som sträcker sig radiellt genom flänsen 5 och 7809054755 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en insprutningsventil av det inledningsvis angivna slaget som gör det möjligt att vid alla belastningar utnyttja konstant antal munstyckskanaler; utan att strålbildningen och förbrän- ningen av bränslet väsentligt påverkas vid delbelastning. cross-section so that a good jet formation and thus a good pre-area of the nozzle channels. 35 'with a channel 10 extending radially through the flange 5 and 7809054755 The object of the present invention is to provide an injection valve of the type initially indicated which makes it possible to use a constant number of nozzle channels at all loads; without the radiation formation and the combustion of the fuel being significantly affected by partial load.

Detta uppnås enligt uppfinningen i huvudsak därigenom att insprutningsventilen är försedd med en från ventilnålen skild, vid motorns delbelastning en del av alla munstyckskanalers tvärsnitt frigivande och vid full belastning alla munstycks- kanalers hela tvärsnitt frigivande anordning. V Med denna anordning blir det på enkelt sätt möjligt att vid motorns delbelastning minska alla munstyckskanalers bränning av bränslet upprätthålles. Vid full belastning av motorn pâverkas därefter anordningen så att munstyckskanalernas fulla tvärsnitt friges. _ _ 4 Uppfinningen kommer i det följande att närmare be- ' É skrivas i samband med två å bifogade ritningar åskådliggjorda utföringsformer.This is achieved according to the invention mainly in that the injection valve is provided with a device separate from the valve needle, releasing a part of the cross-section of all nozzle channels at the partial load of the engine and releasing the entire cross-section releasing device at full load of all nozzle channels. V With this device it becomes possible in a simple way to reduce the burning of all the nozzle channels of the fuel during the partial load of the engine is maintained. At full load on the motor, the device is then actuated so that the full cross section of the nozzle channels is released. The invention will in the following be described in more detail in connection with two embodiments illustrated in the accompanying drawings.

Fig. 1 är ett axiellt snitt genom en insprutnings- ventil enligt uppfinningen. I Pig. 2 och 3 visar vardera ett avsnitt i större skala än fig. 1_i området av munstyckskanalerna.Fig. 1 is an axial section through an injection valve according to the invention. In Pig. 2 and 3 each show a section on a larger scale than Fig. 1 in the area of the nozzle channels.

Fig. 4 visar ett axiellt snitt genom.en modifierad insprutningsventil.Fig. 4 shows an axial section through a modified injection valve.

Fig.5 visar ett avsnitt i större skala än fig. H i Enligt fig. 1 är insprutningsventilen försedd med en ventilkropp 1, som är sammansatt av en övre del 2 och en undre del 3 som sammanhålles medelst en överfallsmutter H. Ventil- kroppen 1 vilar med en fläns 5 mot cylinderhuvudet 6 som uppåt tillsluter förbränningsrummet 8 i kolvförbränningsmotorns cylinder. Ventilkroppen sträcker sig genom cylinderhuvudet 6 och ínskjuter med den undre, flera munstyckskanaler 7 uppvisande änden av delen 3 i förbränningsrummet 8.Fig. 5 shows a section on a larger scale than Fig. H in According to Fig. 1, the injection valve is provided with a valve body 1, which is composed of an upper part 2 and a lower part 3 which is held together by means of an overflow nut H. The valve body 1 rests with a flange 5 against the cylinder head 6 which upwards closes the combustion chamber 8 in the cylinder of the piston internal combustion engine. The valve body extends through the cylinder head 6 and projects with the lower, several nozzle channels 7 having the end of the part 3 in the combustion chamber 8.

U För bränsletillförseln är ventilkroppen 1 försedd sedan i huvudsak i ventilkroppens längdriktning genom delarna 2 och 3 fram till omrâdet för delens 3 undre ände. Kanalen 10 10 15 20 25 30 .7809054-5 slutar där i ett ringrum 11. I ventilkroppens 1 centrum är anord- nad en axiellt förskjutbar ventilnâl 12 som med sin övre ände under förmedling av en fjädertallrik 13 stär under inverkan av en tryckfjäder 14. Vid den undre änden av ventilnålen 12 är denna försedd med en konisk sätesyta 15 som samverkar med en motsvarande konisk sätesyta i en hylsa 16, som omsluter nålen 12 och är axiellt förskjutbart lagrad i ventilkroppens 1 del 3.U For the fuel supply, the valve body 1 is then provided substantially in the longitudinal direction of the valve body through the parts 2 and 3 up to the area of the lower end of the part 3. The channel 10 10 15 20 25 30 .7809054-5 ends there in an annulus 11. In the center of the valve body 1 is arranged an axially displaceable valve needle 12 which with its upper end under the action of a spring plate 13 stands under the action of a compression spring 14. At the lower end of the valve needle 12, this is provided with a conical seat surface 15 which cooperates with a corresponding conical seat surface in a sleeve 16, which encloses the needle 12 and is axially displaceably mounted in the part 3 of the valve body 1.

I området av ringrummet 11 är hylsan 16 försedd med fler kanaler 17 som tjänar till överförandet av bränslet från ringrummet 11 till ett ringrum 19, som är frilämnat mellan hylsan 16 och ett avsnitt 18 av ventilnålen 12. Ringrummet 19 gränsar med sin nedre ände till sätesytan 15. Nedanför kanalerna 17 är hylsan utbildad med en konisk ventilsätesyta 20 som samverkar med en motsvarande sätesyta i ventilkroppens 1 del 3. Nedanför ventilsätesytorna 20 och 15 är hylsan 16 försedd med en yttre cylindrisk ansats 21 som vid sin undre ände bildar en styrkant 22, som samverkar med munstyckskanalerna 7 och i beroende av styrkantens 22 höjdläge förändrar munstyckskanalernas 7 tvär- snitt.In the area of the annulus 11, the sleeve 16 is provided with several channels 17 which serve for the transfer of the fuel from the annulus 11 to an annulus 19, which is left free between the sleeve 16 and a section 18 of the valve needle 12. The annulus 19 adjoins its lower end to the seat surface 15. Below the channels 17 the sleeve is formed with a conical valve seat surface 20 which cooperates with a corresponding seat surface in the part of the valve body 1. Below the valve seat surfaces 20 and 15 the sleeve 16 is provided with an outer cylindrical shoulder 21 which at its lower end forms a guide edge 22. which cooperates with the nozzle channels 7 and, depending on the height position of the guide edge 22, changes the cross-section of the nozzle channels 7.

Hylsans 16 övre ände anligger mot ett kolvliknande mellanstycke 25 som glider i en cylinderborrning i ventil- kroppens 1 del 2 och som med sin övre ände anligger mot en ytter- ligare hylsa 26. Det kolvliknande mellanstycket 25 liksom även den ytterligare hylsan 26 omger ävenledes ventilnålen 12.The upper end of the sleeve 16 abuts against a piston-like intermediate piece 25 which slides in a cylinder bore in the part 2 of the valve body 1 and which with its upper end abuts against a further sleeve 26. The piston-like intermediate piece 25 as well as the further sleeve 26 also surrounds the valve needle 12.

Hylsan 26 står via en fjädertallrik 27 under inverkan av en tryckfjäder 28 som med sin övre ände anligger mot en fjäder- tallrik 29, som är anordnad i ventilkroppen 1 under fjäder- tallriken 13 för tryckfjädern 1H. Fjädertallriken 29 fixeras i ventilkroppen 1 via en distanshylsa 30 och en ihålig skruv 31, som är inskruvad i flänsen 5. Den ihåliga skruven 31 omsluter den övre änden av tryckfjädern 1H, som anligger mot en i den ihåliga skruven inskruvad skruv 32.The sleeve 26 stands via a spring plate 27 under the influence of a compression spring 28 which with its upper end abuts against a spring plate 29, which is arranged in the valve body 1 below the spring plate 13 for the compression spring 1H. The spring plate 29 is fixed in the valve body 1 via a spacer sleeve 30 and a hollow screw 31, which is screwed into the flange 5. The hollow screw 31 encloses the upper end of the compression spring 1H, which abuts against a screw 32 screwed into the hollow screw.

I detškolvliknande mellanstycket 25 upptagande cy- linderrummct mynnar en kanal 36 som sträcker sig í huvudnak i längdriktningen genom ventilkroppen 1 och vid sin övre ände börjar radiellt i flänsen 5. Kanalen 36 står i förbindelse med en icke närmare visad tryckmedelkälla som är ansluten till flänsen 5 under mellankoppling av en ventil. Den övre begränsninge- ytan 35 i det nämnda cylinderrummet bildar för mellanstyckets QUALÉY 2 10 15 20 25 30 35 7809054-5 25 rörelse ett anslag som om så önskas kan vara ställbart, var- vid för omställningen kan.användas mekaniska eller även hydrauliska medel.In the piston-like intermediate piece 25 receiving the cylinder space, a channel 36 opens which extends substantially in the longitudinal direction through the valve body 1 and at its upper end begins radially in the flange 5. The channel 36 communicates with a source of pressure medium (not shown) which is connected to the flange 5 during interconnection of a valve. The upper limiting surface 35 in the said cylinder space forms for the QUALÉY 2 10 15 20 25 30 35 7809054-5 25 movement of the stop a stop which, if desired, can be adjustable, whereby mechanical or even hydraulic means can be used for the adjustment.

Den beskrivna insprutningsventilen arbetar på följande sätt. Vid full belastning av förbränningsmotorn spärras till- förseln av tryckmedel genom kanalen 36 så att hylsan 16 endast står under inverkan av trycket från tryckfjädern 28. Det takt- visa och under högt tryck genom kanalen 10 tillförda bränslet framkommer via kanalerna 17 till ringrummet 19, där först ventilnålen 12 lyftes mot inverkan av fjäderns 14 tryck.The described injection valve operates in the following manner. At full load of the internal combustion engine, the supply of pressure medium is blocked through the channel 36 so that the sleeve 16 is only under the influence of the pressure from the compression spring 28. The tactile and under high pressure supplied through the channel 10 emerges via the channels 17 to the annulus 19, first the valve needle 12 was lifted against the influence of the pressure of the spring 14.

Därvid lyftes ventilsätesytan 15 från den motsvarande sätes- ytan i hylsan 16 och bränslet inkommer i rummet framför mun- styckskanalerna 7. Enär endast fjäderns 28 tryck verkar på hylsan 16, kommer genom inverkan av bränsletrycket även hylsan 16att förskjutas uppät så att styrkanten 22 friger munstycks- kanalerna 7 och bränslet över kanalernas fulla tvärsnitt in- kommer i cylinderns förbränningsrum 8, utan att därvid hindras av styrkanten 22 (fig. 3). Därefter återgår på grund av det 'sjunkande bränsletrycket hylsan 16 och ventilnålen 12 åter till- baka till utgångsläget i fig. 1.The valve seat surface 15 is then lifted from the corresponding seat surface in the sleeve 16 and the fuel enters the space in front of the nozzle channels 7. Since only the spring 28 pressure acts on the sleeve 16, the sleeve 16 will also be displaced upwards so that the guide edge 22 releases nozzles. the ducts 7 and the fuel over the full cross-section of the ducts enter the combustion chamber 8 of the cylinder, without being obstructed by the guide edge 22 (Fig. 3). Then, due to the decreasing fuel pressure, the sleeve 16 and the valve needle 12 return to the initial position in Fig. 1.

Om förbränningsmotorn skall arbeta med delbelastning,' inkopplas tryckmedeltillförseln över kanalen 36, så att det på hylsan 16 förutom trycket av fjädern 28 även verkar trycket 'ifrån tryckmedlet via det kolvliknande mellanstycket 25 och blockerar hylsan 16 i det nedre läget. Det genom kanalen 1D tillförda bränslet inkommen även i detta fall i ringrummet 11 och via kanalerna 17 i ringrummet 19, där bränslet förskjuter nålen 12 uppåt mot inverkan av fjädern 14, så att bränslet kan in- strömma i rummet framför munstyckskanalerna 7. Från detta rum framkommer sedan bränslet via munstyckskanalerna 7 till cylinderns förbränningsrum 8, varvid samtliga kanalers tvär- snitt är reducerat, enär hylsans 16 styrkant 22 täcker en del av munstyckskanalernas 7 inloppstvärsnitt (fig. 2)s Om, såsom nämnts, anslagsytan 35 är omställbar kan man uppnå att vid bränslets insprutning även styrkanten 22 kan inta mellanlägen, så att ändringen av munstyckskanalernas tvärsnitt kan vara något mindre stor än vad som visas i fig. 2. f ITUÛF i i QUÅÄ-IIL 10 15 20 25 30 35 78090 54-5 Enligt fig. 4 och 5 är ventilnålen utbildad som en ihålig nål 52 och funktionen av den munstyckskanalernas tvär- snitt förändrande hylsan 16 i fig. 1 övertas av en i den ihåliga nålen 52 lagrad stång 56. Den ihåliga nålen 52 är vid sin undre ände försedd med en konisk sätesyta 55 som samverkar med en motsvarande konisk yta i den undre delen 3. Den ihåliga nålen 52 tryckes på samma sätt som hylsan 16 i fig. 1, av en fjäder 14 nedåt mot sätesytan. Bränslekanalen 10 mynnar även i detta fall i ett ringrum 11, som dock direkt omger den ihåliga nålen 52.If the internal combustion engine is to operate with partial load, the pressure medium supply is switched on via the channel 36, so that in addition to the pressure of the spring 28, the pressure from the pressure medium also acts on the sleeve 16 via the piston-like adapter 25 and blocks the sleeve 16 in the lower position. The fuel supplied through the channel 1D is also received in this case in the annulus 11 and via the channels 17 in the annulus 19, where the fuel displaces the needle 12 upwards against the action of the spring 14, so that the fuel can flow into the space in front of the nozzle channels 7. From this chamber then the fuel emerges via the nozzle channels 7 to the combustion chamber 8 of the cylinder, whereby the cross-section of all the channels is reduced, since the guide edge 22 of the sleeve 16 covers a part of the inlet cross-section of the nozzle channels 7 (Fig. 2). that when the fuel is injected, the guide edge 22 can also assume intermediate positions, so that the change in the cross section of the nozzle channels can be slightly smaller than that shown in Fig. 2. f ITUÛF ii QUÅÄ-IIL 10 15 20 25 30 35 78090 54-5 According to fig. 4 and 5, the valve needle is formed as a hollow needle 52 and the function of the sleeve 16 of the nozzle channels changing in Fig. 1 is taken over by a rod 56 stored in the hollow needle 52. the hollow needle 52 is provided at its lower end with a conical seat surface 55 which cooperates with a corresponding conical surface in the lower part 3. The hollow needle 52 is pressed in the same way as the sleeve 16 in Fig. 1, by a spring 14 downwards towards the seat surface . The fuel channel 10 also opens in this case into an annulus 11, which, however, directly surrounds the hollow needle 52.

Nedanför munstyckskanalerna 7 bildar stången 56 en fläns 57 vars övre begränsning bildar styrkanten 22 för varieran- de av samtliga munstyckskanalers tvärsnitt. Stången stöder med en ansats 58 mot bottnen av munstyckskroppen 1. Ovanför flänsen 57 är stången 56 försedd med ett med reducerad diameter utbildat avsnitt 56' som utefter hela sin längd är försett med axiella spår 53 som vid den övre änden mynnar i ett ringspår SU i stång- en 56. På liknande sätt som vid ventilnålen 12 i fig. 1 anligger mot stångens 56 över ände via en fjädertallrik 13 en tryckfjäder 28 vars övre ände anligger mot skruven 32. Denna skruv genom- gås av en skruv 60 som med sin undre ände anligger mot fjäder- tallriken 13 och medelst vilken stângens 56 slaglängd begränsas.Below the nozzle channels 7, the rod 56 forms a flange 57, the upper limit of which forms the guide edge 22 for varying the cross-section of all the nozzle channels. The rod supports with a shoulder 58 against the bottom of the nozzle body 1. Above the flange 57 the rod 56 is provided with a reduced diameter section 56 'which along its entire length is provided with axial grooves 53 which at the upper end open into an annular groove SU in rod 56. In a manner similar to the valve needle 12 in Fig. 1, a compression spring 28 abuts against the upper end of the rod 56 via a spring plate 13, the upper end of which abuts against the screw 32. This screw is passed through a screw 60 which with its lower end abuts against the spring plate 13 and by means of which the stroke of the rod 56 is limited.

I det i fig. 4 visade läget av stången 56 köres motorn med full belastning, enär skruven 60 trycker stången 56 till det lägsta läget i vilket flänsens 57 styrkant 22 friger samt- liga munstyckskanalers 7 hela tvärsnitt. Om motorn skall arbeta med delbelastning skruvas skruven 60 något uppåt så att det mellan skruven 60 och fjädertallriken 13 uppkommer ett bestämt avstånd som svarar mot stångens 56 önskade slaglängd.In the position of the rod 56 shown in Fig. 4, the motor is driven at full load, since the screw 60 pushes the rod 56 to the lowest position in which the guide edge 22 of the flange 57 releases the entire cross section of all nozzle channels 7. If the motor is to work with partial load, the screw 60 is screwed slightly upwards so that a certain distance arises between the screw 60 and the spring plate 13 which corresponds to the desired stroke of the rod 56.

Efter varje upplyftning av den ihåliga ventilnålen 52 från sätesytan strömmar bränsle via spåren 53 in i det ringspåret 5% omgivande rummet i den ihåliga nålen 52, varigenom på grund av bränsletrycket, som verkar på det ovanför avsnittet 56' be- lägna avsnittet med större diameter hos stången 56 och lyfter denna till anslag mot skruven 60. Flänsens 57 styrkant 22 reducerar därigenom samtliga munstyckskanalers 7 tvärsnitt, såsom visas i fig. 5.After each lifting of the hollow valve needle 52 from the seat surface, fuel flows via the grooves 53 into the annular groove 5% of the space in the hollow needle 52, whereby due to the fuel pressure acting on the larger diameter section located above the section 56 ' of the rod 56 and lifts it to abutment against the screw 60. The guide edge 22 of the flange 57 thereby reduces the cross section of all nozzle channels 7, as shown in Fig. 5.

Claims

g 7ao9os4as ~ 10 15 20 25 30 35 PATBNTKRAV

Injection valve for piston internal combustion engines with a nozzle body projecting into the combustion chamber (8) of the cylinder, which in its interior is provided with a valve needle (12, 52) cooperating with a valve seat (15, 55) and with a plurality of circumferentially distributed nozzle channels ( 7), via which the fuel is gradually introduced into the combustion chamber (8) during lifting of the valve needle from the valve seat, characterized by a device (16, 56) separated from the valve needle (12, 52), which is arranged to the motor partial load releases a part of the cross section of all nozzle channels (7) and at full load releases the entire cross section of all nozzle channels (7).

Valve according to claim 1, characterized in that said device (16, 56) is arranged axially displaceably in the valve housing (1) in order to vary with a guide edge (22) the cross section of the nozzle channels (7) at inlet side. i _

3. A valve according to claim 2, characterized in that said device is designed as a valve needle (12) surrounding and axially displaceable sleeve (16) surrounding it.

Valve according to claim 3, characterized in that the sleeve (16) is internally provided with the valve seat (15) cooperating with the valve needle (12) and upstream of this is provided with flow channels for the fuel, which channels open into a annulus (19) formed between the sleeve (16) and a reduced diameter section (18) of the valve needle (12).

Valve according to claim H, characterized in that the sleeve (16) is externally provided with a conical * seat surface (20), which cooperates with a corresponding seat surface in the valve housing (1) upstream of the nozzle channels (7).

Valve according to Claim 5, characterized by a compression spring (ZOL which presses the outer seat surface (21) of the sleeve (16) against the seat surface in the valve housing (1).

Valve according to claim 6, characterized by means (25) which together with the compression spring (28) press the sleeve (15) against the seat surface in the valve housing (1). gw 78090 54-5 7 n.

A valve according to claim 7, characterized in that said means consists of a piston (25) arranged on the sleeve (16) and movable in the valve housing (1) and one on. piston-operated, connectable and disconnectable pressure medium supply line (36).

9. A valve according to any one of claims 2 - 8, characterized in that the axial movement of said device (16, 56) is limited by a stop (36, 60) suitably adjustable depending on the load.