Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen Die Erfindung, die eine Kraftstoffein spritzdüse für Brennkraftmaschinen betrifft, liegt die Aufgabe zugrunde, durch geeignete Form des Kraftstoffstrahls die Leistung der Brennkraftmaschine zu erhöhen und deren Kraftstoffverbrauch zu senken.
Ausgehend von den bekannten, grundsätzlich verschie denen Strahlformen der Zapfendüsen und Lochdüsen ergab sich, dass Verbesserungen im obengenannten Sinn erzielt werden können, wenn bei Einspritzung kleiner Kraftstoff mengen, also im Leerlauf- Lind untern Teillast bereich, die weiche Hohlstrahlforni der Zap fendüse und bei Einspritzung grosser Kraft stoffmengen, also im Vollast- und obern Teil lastbereich, die harte geschlossene Strahlform der Lochdüse angewendet wird.
Diese Auf gabe wird gemäss der Erfindung durch eine Einspritzdüse gelöst, die eine im Düsenkörper geführte Düsennadel besitzt, an welcher der Kraftstoffdruck entgegen der Kraft einer Schliessfeder im Öffnungssinn angreift und die am spritzseitigen Ende einen Zapfen auf weist, der während eines ersten Teils des Nadelöffnungshubes in eine im Düsenkörper befindliche zylindrische Spritzöffnung von höchstens 0,9 mm Durchmesser mit Spiel ein taucht, bei ganz angehobener Nadel aber voll ständig aus der Spritzöffnung ausgetaucht ist, damit die Düse,
die während des ersten Teils des Nadelhubes als Zapfendüse arbeitet, bei ganz angehobener Nadel wie eine Lochdüse wirkt.
Auf der Zeichnung sind drei Ausführungs beispiele des Gegenstandes der Erfindung dar gestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel angebaut an einen Düsenhalter, Fig. 2 einen Teilschnitt in grösserem Mass stab durch das erste Beispiel bei geschlossener Düsennadel und Fig. 3 bei ganz geöffneter Düsennadel. Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt durch das zweite Beispiel bei geschlossener Düsennadel und Fig. 5 bei ganz geöffneter Düsennadel. Fig.6 zeigt einen Teilschnitt durch das 3. Beispiel bei geschlossener Düsennadel und Fig. 7 bei ganz geöffneter Düsennadel.
In dem Körper 1 einer Einspritzdüse ist eine Düsennadel 2 dicht geführt, auf die über einen Stift 3 in bekannter Weise eine Schliess feder 4 wirkt. Diese ist in einem Düsenhalter 5 untergebracht, an dem der Düsenkörper 1 durch eine Überwurfmutter 6 befestigt ist. Der Kraftstoff fliesst durch einen Kanal 7 im Düsenhalter und einen Kanal 8 im Düsen körper 1 einem Ringraum 9 im Düsenkörper zu.
Die Düsennadel 2 mit Durchmesser D1 ist abgesetzt auf den Durchmesser D2, mit dem die Düsennadel auf dem Sitz 10 im Düsenkörper aufliegt. Am Düsennadelende ist ein Zapfen 11 vorgesehen, der mit Spiel in die gleichachsig zu der Düsennadel angeordnete zylindrische Spritzöffnung 12 eintaucht, so lange die Düsennadel nicht ganz angehoben ist. Der Durchmesser der zylindrischen Spritz- öffnung beträgt höchstens 0,9 mm.
Bei geschlossener Düsennadel greift der Kraftstoffdruck an, einer ringförmigen Schulter der Düsennadel an, deren Abmessungen durch die Durchmesser D1 und D2 der Düsennadel bestimmt sind. Nach Abheben der Düsennadel von ihrem Sitz 10 im Düsenkörper wird in be kannter Weise eine zusätzliche Nadelschulter wirksam, an der der Kraftstoff ebenfalls im Öffnungssinne angreift. Die Abmessungen der zusätzlichen Nadelschulter sind durch den Durchmesser D2 der Nadel und den Durch messer D3 des Düsenzapfens bestimmt. Der Hub H der Düsennadel ist begrenzt durch den Abstand einer Schulter 13 der Düsennadel von der Stirnfläche 14 des Düsenhalters.
Der Spritzzapfen hat einen zylindrischen Abschnitt mit Durchmesser D3 und einen daran anschliessenden, sich verjüngenden kegelförmigen Abschnitt. Die Länge des zylin drischen Abschnittes ist so bemessen, dass seine Eintauchtiefe in die Spritzöffnung 12 bei ge schlossener Düsennadel etwa gleich dem hal ben Nadelhub ist (Fug. 2, 4, 6). Die Gesamt länge des Düsenzapfens ist so gewählt, dass der Zapfen bei ganz angehobener Nadel voll ständig aus der zylindrischen Spritzöffnung ausgetaueht-ist (Fug. 3, 5, 7).
Die drei Ausführungsbeispiele unterschei- den sich voneinander im wesentlichen nur durch die Länge der zylindrischen Spritzöff- nung 12. Beim ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 3 ragt der Zapfen bei ge schlossener Düsennadel mit seinem kegelför migen Abschnitt über die untere Stirnfläche des Düsenkörpers 1 hinaus. Die Länge der zylindrischen Spritzöffnung ist etwa 0,5ma1 so gross wie ihr Durchmesser. Beim zweiten Beispiel nach den Fig. 4 und 5 liegt das Ende des Düsenzapfens und die untere Stirnfläche des Düsenkörpers bei geschlossener Düsen- nadel in einer Ebene.
Beim dritten Beispiel nach den Fig. 6 und 7 taucht der Zapfen bei geschlossener Düsennadel nur bis zur Mitte der zylindrischen Spritzöffnung in diese ein. Die Länge der zylindrischen 'Spritzöffnung ist hier etwa zweimal so gross wie ihr Durch messer.
Bei Einspritzung kleinerer Kraftstoff mengen, wie sie im Leerlauf- und intern Teil lastbereich vorkommen, hebt sich die Düsen nadel nicht vollständig an, so dass der Zapfen in die Einspritzöffnung eingetaucht bleibt, die Düse somit als Zapfendüse wirkt und dabei einen weichen Hohlstrahl ergibt.
Bei Einsprit zung grösserer Kraftstoffmengen, wie sie im Vollastbereich und obern Teillastbereich vor kommen, hebt der Kraftstoffdruck die Düsen nadel ganz an, so dass die Düse hier wegen ihres kleinen Spritzlochdurchmessers von höch stens 0,9 mm als Lochdüse wirkt und deshalb einen harten, geschlossenen Strahl ergibt.
Fuel injection nozzle for internal combustion engines The invention, which relates to a fuel injection nozzle for internal combustion engines, is based on the object of increasing the performance of the internal combustion engine and reducing its fuel consumption by means of a suitable shape of the fuel jet.
Based on the known, fundamentally different jet shapes of the pin nozzles and hole nozzles, it emerged that improvements in the above sense can be achieved if small amounts of fuel are injected, i.e. in the idle and under partial load range, the soft hollow jet shape of the pin nozzle and during injection large amounts of fuel, i.e. in the full load and upper partial load range, the hard, closed jet shape of the perforated nozzle is used.
This task is solved according to the invention by an injection nozzle which has a nozzle needle guided in the nozzle body, on which the fuel pressure acts against the force of a closing spring in the opening direction and which has a pin at the injection end, which during a first part of the needle opening stroke in a cylindrical spray opening in the nozzle body with a maximum diameter of 0.9 mm is immersed with play, but is completely out of the spray opening when the needle is fully raised so that the nozzle,
which works as a pin nozzle during the first part of the needle stroke, and acts like a hole nozzle when the needle is fully raised.
In the drawing, three execution examples of the subject matter of the invention are provided.
Fig. 1 shows a longitudinal section through the first embodiment attached to a nozzle holder, Fig. 2 shows a partial section on a larger scale rod through the first example with the nozzle needle closed and Fig. 3 with the nozzle needle fully open. FIG. 4 shows a partial section through the second example with the nozzle needle closed and FIG. 5 with the nozzle needle fully open. FIG. 6 shows a partial section through the 3rd example with the nozzle needle closed and FIG. 7 with the nozzle needle fully open.
In the body 1 of an injection nozzle, a nozzle needle 2 is tightly guided, on which a closing spring 4 acts via a pin 3 in a known manner. This is accommodated in a nozzle holder 5 to which the nozzle body 1 is fastened by a union nut 6. The fuel flows through a channel 7 in the nozzle holder and a channel 8 in the nozzle body 1 to an annular space 9 in the nozzle body.
The nozzle needle 2 with diameter D1 is offset to the diameter D2 with which the nozzle needle rests on the seat 10 in the nozzle body. At the end of the nozzle needle, a pin 11 is provided which, with play, dips into the cylindrical spray opening 12 arranged coaxially with the nozzle needle, as long as the nozzle needle is not fully raised. The diameter of the cylindrical injection opening is at most 0.9 mm.
When the nozzle needle is closed, the fuel pressure acts on an annular shoulder of the nozzle needle, the dimensions of which are determined by the diameter D1 and D2 of the nozzle needle. After lifting the nozzle needle from its seat 10 in the nozzle body, an additional needle shoulder is effective in a known manner, on which the fuel also engages in the opening direction. The dimensions of the additional needle shoulder are determined by the diameter D2 of the needle and the diameter D3 of the nozzle pin. The stroke H of the nozzle needle is limited by the distance between a shoulder 13 of the nozzle needle and the end face 14 of the nozzle holder.
The injection nozzle has a cylindrical section with a diameter D3 and an adjoining, tapering, conical section. The length of the cylindrical section is dimensioned so that its depth of immersion in the injection opening 12 is approximately equal to half the needle stroke when the nozzle needle is closed (Fug. 2, 4, 6). The total length of the nozzle pin is chosen so that the pin is completely replaced from the cylindrical spray opening when the needle is completely raised (Fug. 3, 5, 7).
The three exemplary embodiments differ from one another essentially only in the length of the cylindrical spray opening 12. In the first exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3, when the nozzle needle is closed, the cone-shaped section of the pin protrudes over the lower end face of the nozzle body 1 out. The length of the cylindrical injection opening is about 0.5 times as large as its diameter. In the second example according to FIGS. 4 and 5, the end of the nozzle pin and the lower end face of the nozzle body lie in one plane when the nozzle needle is closed.
In the third example according to FIGS. 6 and 7, when the nozzle needle is closed, the pin only dips into the center of the cylindrical injection opening. The length of the cylindrical 'injection opening is here about twice as large as its diameter.
When injecting smaller amounts of fuel, such as occur in the idle and internal partial load range, the nozzle needle does not rise completely, so that the pin remains immersed in the injection opening, the nozzle thus acts as a pin nozzle and produces a soft hollow jet.
When larger amounts of fuel are injected, such as occur in the full load range and the upper part load range, the fuel pressure raises the nozzle needle all the way up so that the nozzle acts as a hole nozzle due to its small injection hole diameter of 0.9 mm at the most, and therefore a hard, closed one Ray results.