CH670682A5

CH670682A5 - Internal combustion engine accumulator injection device

Info

Publication number: CH670682A5
Application number: CH513385A
Authority: CH
Inventors: Marco Alfredo Ganser
Original assignee: Marco Alfredo Ganser
Priority date: 1985-12-03
Filing date: 1985-12-03
Publication date: 1989-06-30

Abstract

The opening and closing movement of an injector needle valve (32) is controlled by the fuel pressure in a control chamber (42) arranged at one end of the needle valve (32). The needle valve closes and temporarily opens discharge orifices connecting with the combustion chamber in a diesel engine. The fuel pressure in control chamber (42) is controlled by two connecting orifices. One orifice is connected to a high pressure fuel inlet (12). The other orifice is closed at one end by a solenoid operated pilot valve. When the valve opens a single jet of fuel passes through the orifices and causes the opening of the needle valve (32).

Description

       

  
 



   BESCHREIBUNG



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil gemäss Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Brennstoffeinspritzventil wird mit Vorteil bei Kolbenbrennkraftmaschinen verwendet.



   Aus den Veröffentlichungen gemäss CH-PS 434 875, US-PS 3 464 627, DE-PS 1 933 489.5, US-PS 3,610,529, US-PS 3,680,782, DE-PS 3 227 742.3, AT-PS 14 A 3371/81, und US-PS 06/400,237 sind verschiedene Auslegungen von Brennstoffeinspritzventilen mit einem Speicher, welcher im Einspritzventil untergebracht ist, bekannt.



   In den Einspritzventilausführungen gemäss den oben aufgeführten Veröffentlichungen und im Brennstoffeinspritzventil der vorliegenden Erfindung ist der Brennstoff im Einspritzventil dauernd unter hohem Druck während dem Betrieb der Brennkraftmaschine. Eine besondere Bedeutung hat daher die Tatsache, dass diese Einspritzventile nach aussen dicht sein müssen. In den oben aufgeführten Veröffentlichungen besteht aber gerade das Einspritzventilteilstück, welches unter hohem Druck steht, aus mehreren Bestandteilen, welche miteinander auf dichte Weise zusammengebaut werden müssen. Wegen dem hohen Brennstoffdruck und den daraus resultierenden grossen Druckkräften fallen diese Teile aus Festigkeitsgründen massiv aus.

  Um die Aussenabmessungen des Einspritzventils möglichst gering zu halten, muss ferner ein kleinerer als der optimal erwünschte Speicher für eine bestimmte Anwendung gewählt werden.



  Dies, da der Einbau des Brennstoffeinspritzventils in den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine keine Platzprobleme mit andern Organen der Brennkraftmaschine hervorrufen soll.



   Ein erster Vorteil des Brennstoffeinspritzventils der vorliegenden Erfindung gemäss Anspruch 1 besteht folglich darin, dass das Einspritzventilgehäuse aus einem Werkstück besteht, worin alle notwendigen Ventilelemente von der dem Dichtsitz der Düsennadel in der vorderen Partie des Einspritzventilgehäuses entgegengesetzten Seite ein- und ausgebaut werden können. Dabei ist keine Schnittfläche durch eine Region mit hohem Brennstoffdruck vorhanden, und die Aussenabmessungen des Einspritzventils fallen auch dann günstig aus, wenn der Akkumulator im Einspritzventil die optimale Grösse für eine bestimmte Anwendung besitzt.



   Ferner wird durch die vorgeschlagene Konstruktion der vorliegenden Erfindung, wegen obiger Tatsache, der gesamte Bauaufwand des Einspritzventils vermindert.



   Eine einfache Ventilkonstruktion liegt dann vor, wenn die Anzahl genauer Passungen und fein bearbeiteter Oberflächen minimal gehalten werden. Im weiteren ist es günstiger, wenn die Einspritzventile beim Zusammenbau der Einzelteile maschinell von einem Automaten tariert werden können. Auch die Anzahl der Ventilbestandteile muss klein gehalten werden, und ihre Form muss einfach herstellbar sein. Alle diese günstigen Eigenschaften werden von der vorgeschlagenen Einspritzventilkonstruktion realisiert.



   Bei Brennstoffeinspritzventilen mit einem Speicher im Einspritzventil wird der Brennstoff unter hohen Druck gesetzt und dem Sitz der Zerstäuberdüse des Einspritzventils vorgelagert. In den bereits bekannten Ausführungsformen öffnet bei Beginn der Einspritzung die Düsennadel rasch und verursacht einen raschen Anstieg des Brennstoffstroms, welcher in den Motorbrennraum gelangt. Dies ist eine in bezug auf die Verbrennung im Motor unerwünschte Eigenschaft von Akkumulatorventilen, denn hoher Lärm- und Schadstoffausstoss sind die Folgen davon.



   Um diesen Nachteil zu eliminieren, muss der Brennstoffstrom vom Einspritzventil in den Motor beim Beginn der Einspritzung auf kontrollierbare Weise einen nicht abrupt ansteigenden Verlauf zeigen. Dies kann durch eine gesteuerte Öffnungsbewegung der Düsennadel realisiert werden, was durch eine weitere vorteilhafte Errungenschaft der vorliegenden Erfindung ermöglicht wird. Der gesamte zeitliche Verlauf des Brennstoffstromes vom Einspritzventil in den Motor während einem Einspritztakt wird Einspritzgesetz genannt, und jeder momentane Wert des Brennstoffvolumenstromes wird Einspritzrate genannt.



   Unter Steuerung des Einspritzgesetzes versteht man folglich die Möglichkeit, bei Speicherventilen einen zu Beginn der Einspritzung langsam ansteigenden Verlauf des Brennstoffstroms von der Zerstäuberdüse in den Motorbrennraum zu erzielen. Dies soll ein abruptes Ende des Einspritzvorganges nicht beeinträchtigen, eine Eigenschaft, die ebenfalls von der Motorverbrennung gefordert wird.



   Die Konstruktion eines Akkumulierventils und einige Ausführungsvarianten von Ventilelementen werden nachstehend beschrieben, damit die konstruktiven Lösungen in Hinsicht auf obige gewünschten Eigenschaften ersichtlich werden. Die Figuren 1 bis 8 stellen folgendes dar:
Fig. 1 Ein Längsschnitt eines Akkumulier-Brennstoffeinspritzventils gemäss der vorliegenden Erfindung.



   Fig. 2 Ein vergrösserter Teilabschnitt des Längsschnitts von Figur 1 in welchem die Einzelheiten der zur Steuerung der Öffnungs- und Schliessbewegung der Düsennadel verantwortlichen Komponenten gezeigt werden, zusammen mit dem, während dem Betrieb des Einspritzventils, für diese Steuerung verantwortlich Strahl.



   Fig. 3 Ein gebrochener Längsschnitt eines Akkumulier Brennstoffeinspritzventils mit einer, gegenüber Figur 1, alternativen Methode zur Speisung des Akkumulators des Einspritzventils.



   Fig. 4 Ein vergrösserter Teilabschnitt einer alternativen Konstruktion zur Steuerung einer besonders langsamen Öffnungsbewegung der Düsennadel gemäss der vorliegenden Erfindung.



   Fig. 5 Ein vergrösserter Teilabschnitt einer zweiten, alternativen Konstruktion zur Steuerung einer besonders langsamen Öffnungsbewegung und einer besonders raschen   Schliessbewegung der Düsennadel gemäss der vorliegenden Erfindung.



   Fig. 6 Eine alternative Ausführungsform von Fig. 5.



   Fig. 7 Eine zweite alternative Ausführung der Figuren 5 und 6.



   Fig. 8 Ein vergrösserter Teilabschnitt einer dritten alternativen Konstruktion zur Steuerung einer besonders langsamen Öffnungsbewegung und einer besonders raschen Schliessbewegung der Düsennadel gemäss der vorliegenden Erfindung.



   Fig. 1 zeigt einen Schnitt eines Speichereinspritzventils 10.



  Der Brennstoff wird von einer nicht gezeigten Pumpe unter Druck gesetzt und gelangt über die Zufuhrbohrung 12 im Einspritzventilgehäuse 18 in die Ringnute 14. In einer im Einspritzventilgehäuse 18 auf der Einspritzventil-Längsachse angeordneten Führung 16 ist ein Ventilelement 20 geführt, das mit dem Namen  Nadelkappe  bezeichnet wird. Die Nadelkappe 20 ist axial verschiebbar und weist eine Paarung mit genauer Passung mit der Bohrung 16 im Einspritzventilgehäuse 18 auf. Die genaue Passung reduziert die Brennstofflekage von der Ringnute 14 in die benachbarten Stellen im Einspritzventilgehäuse 18.



   Nadelkappe 20 weist zwei Bohrungen 22 auf, welche die Ringnute 14 mit der Ringnute 24 verbinden. Nadelkappe 20 ist an ihrem oberen Ende bis auf eine kleine Bohrung 26 abgeschlossen. Bohrung 26 ist auf der Einspritzventil-Längsachse angeordnet und weist an einem Ende eine konische Ansenkung 27 auf. Nadelkappe 20 weist inwändig eine genaue Führung 28 auf, worin der Führungskolben 30 der Düsennadel 32 geführt ist. Von der Ringnute 24 des Führungskolbens 30 gehen zwei Bohrungen 34 und 36 aus.



   In Bohrung 34 mündet ein Ende der kleinen Bohrung 38, deren anderes Ende sich auf der Stirnseite 40 des Führungskolbens 30 der Düsennadel 32 befindet. Bohrung 38 ist ebenfalls auf der Einspritzventil-Längsachse angeordnet. Die Nadelkappe 20 und die Stirnseite 40 des Führungskolbens 30 definieren einen kleinen Raum 42. Der Abstand zwischen der Stirnseite 40 und der inwändigen, waagrechten, kreisförmigen Fläche der Nadelkappe 20 entspricht, wie in Fig. 1 bei geschlossener Düsennadel 32 gezeigt wird, dem Nadelhub  H  der Düsennadel 32.



   Der kleine Raum 42 kommuniziert nur über die Bohrung 38 mit der Hochdruckeingangsleitung 12. Über Bohrung 26 kann der kleine Raum 42 mit weiteren Stellen mit niedrigem Druckpegel in Verbindung gesetzt werden, wie später erläutert wird. Ausser diesen zwei kleinen Bohrungen 26 und 38 ist der kleine Raum 42 im wesentlichen abgeschlossen. Es ist wichtig, wie wir später sehen werden, dass Bohrung 26 und 38 auf einer Achse liegen und dass Bohrung 26 inwändig eine konische Ansenkung 27 (analog einem Trichter) aufweist.



   In Bohrung 36 mündet ein Ende einer kleinen Bohrung 44, deren anderes Ende mit dem Düsenspeicher 46 in Verbindung steht. Damit kommuniziert der Düsenspeicher 46 mit der Hochdruckeingangsleitung 12.



   Die Querschnitte der drei Bohrungen   26, 38,    44 sind viel kleiner als die Querschnitte der weiteren Verbindungsbohrungen zur Hochdruckeingangsleitung 12.



   Der Düsenspeicher 46 dehnt sich von der Unterseite der Nadelkappe 20 bis zum Dichtsitz 48 der Düsenspitze 50 aus; die Düsenspitze 50 weist die Einspritzbohrungen 52 auf, welche in Sitzlochausführung gezeigt sind. Eine Ausführung dieses Elementes mit einem Sackloch oder mit einer Drosselzapfendüse könnte ebenfalls verwendet werden. Die Düsennadel 32 dichtet auf dem Dichtsitz 48 und verhindert in der in Fig. 1 gezeigten Lage den Brennstoffdurchfluss durch die Einspritzbohrung 52. Die Düsennadel 32 kann zur Bewerkstelligung von Brennstoffeinspritzungen axial verschoben werden. Das Volumen vom Düsenspeicher 46 ist viel grösser als das bei jedem Einspritzvorgang gesamthaft eingespritzte Brennstoffvolumen.



   Die Düsenspitze 50 ist mit dem Einspritzventilgehäuse 18 mit einem Presssitz 54 verbunden. Die Düsennadel 32 und die Düsenspitze 50 weisen eine Düsennadelführung 56 auf.



  Die hydraulische Verbindung zwischen Ober- und Unterseite der Düsennadelführung 56 stellen mehrere an der Düsennadel 32 angebrachte Anfräsungen 58 dar, von denen eine in Fig. 1 gezeigt wird. Der Gesamtquerschnitt der Anfräsungen 58 ist gross gegenüber dem gesamten Querschnitt der Einspritzbohrungen 52.



   Im Düsenspeicher 46 befindet sich weiter die Düsennadelfeder 60, welche zwischen dem Unterteil der Nadelkappe 20 und einer Federhaltung 62 vorgespannt ist. Die Federhaltung 62 ist auf dem Umfang geschlossen und am Innenrand konisch. Ein einseitig geschlitzter, konischer Zwischenring 64 sitzt zwischen dem Innenrand von Federhalterung 62 und einer konischen Erweiterung 66 von Düsennadel 32. Der Schlitz im Zwischenring 64 ist genügend breit, damit dieser beim dünnen Teilstück 68 der Düsennadel 32 eingeschoben werden kann. Nach dem Einschieben des Zwischenringes 64 auf die Düsennadel 32 wird die Federhaltung 62 über den Zwischenring 64 geschoben. Beide Teile werden dann von der Düsennadelfeder 60 auf die konische Erweiterung 66 gedrückt und in der in Fig. 1 gezeigten Lage gehalten.



   Anstelle eines geschlitzten Zwischenrings 64 könnten auch zwei konische Halbringe verwendet werden. Die Konizität dieser Elemente wird am besten so gewählt, dass bei deren Zusammenbau ein Klemmen der Einzelteile eintritt.



   Die Bohrung 26 von Nadelkappe 20 mündet an einem Ende in einen flachen oder leicht kugeligen Sitz 70. Die Pilotnadel 72 wird vom Elektromagneten 74 betätigt. Ist der Elektromagnet stromlos, verschliesst der in der Frontpartie des Pilotnadelschaftes 76 vorhandene (flache oder leicht kugelige Sitz) den Brennstoffdurchfluss von Bohrung 26 in den ringförmigen Entlastungsraum 78.



   Der Entlastungsraum 78 kommuniziert über zwei Durchgänge 80 und 82, die von grossem Querschnitt sind, mit dem Abflussraum 84. Auf diesem Wege und durch Bohrung 86 fliesst Brennstoff, der während dem Einspritzvorgang über den Sitz 70 entlastet wird sowie eine gewisse Menge Leckbrennstoff, die von Ringnute 14 über die Führung 16 in den Entlastungsraum 78 gelangt, in die nicht gezeigte Rücklaufleitung zurück zum Brennstofftank. Der Brennstoffdruck auf dem eben beschriebenen Rücklaufweg vom Entlastungsraum 78 zurück zum Brennstofftank ist im Vergleich zum Brennstoffdruck in den verbleibenden Teilen des Einspritzventils 10 sehr gering.



   Der Elektromagnet 74 ist vom Justierteil 88 umhüllt. Eine Scheibe 90 hat ein Aussengewinde 92, ein Loch 94 und zwei Einstiche 96. Im Justierteil 88 ist ein zum Gewinde 92 passendes Gewinde vorhanden. Die Scheibe 90 kann in das Justierteil 88 verschraubt werden, und der Elektromagnet 74 wird somit zwischen dem im Justierteil vorhandenen Bund 98 und der Scheibe 90 festgehalten. Scheibe 90 kann mit einem Werkzeug, das in die zwei Einstiche 96 einrastet, angezogen werden. Durch das Loch 94 ragen die elektrischen Anschlüsse 100 des Elektromagnets 74.

 

   Zwischen einem weiteren Bund 102 im Justierteil 88 und dem Elektromagnet 74 wird der Aussenrand der elastischen Membran 104 eingespannt. Der Innenrand von Membran 104 ist mit dem Anker 106 von Pilotnadel 72 fest verbunden.



  Der Anker 106 ist seinerseits mit dem Pilotnadelschaft 76 fest verbunden (z. B. durch schweissen u. ä.). Es gelingt dadurch, den oberen Teil des Ankers von sonst im Einspritzelement vorhandenen Brennstoff dicht zu trennen, was eine Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit von Pilotnadel 72 bewirkt.  



   Die Schraube 108 ist im Justierteil 88 eingeschraubt und weist die Führung des Pilotnadelschaftes 76 auf. Schraube 108 kann mit Mutter 110 gekontert werden, so dass Schraube 108 in bezug auf das Justierteil 88 arretiert werden kann.



  Schraube 108 weist zwei radial angeordnete Schlitze 112 auf, durch die der von Bohrung 26 über den Sitz 70 entlastete Brennstoff in den Entlastungsraum 78 gelangt.



   Mit Schraube 108 kann der Hub von Pilotnadel 72 eingestellt werden. Zu diesem Zweck wird Mutter 110 gelöst und Pilotnadel 72 mit dem Anschlag zwischen dem Anker 106 und der Magnetpolseite in Berührung gebracht. Der Elektromagnet 74 ist im Justierteil 88 positioniert und von Scheibe 90 in seiner Lage festgehalten. Die Schraube 108 wird mit einem Werkzeug, das in die Schlitze 112 einrastet, solange gedreht bis zwischen der Anschlagfläche 114 von Schraube 108 und dem in der Frontpartie des Pilotnadelschaftes 76 vorhandenen Sitz 70 sich der gewünschte Abstand ergibt, der dem Pilotnadelhub entspricht. Schraube 108 wird nun mit Mutter 110 arretiert.



   Der Justierteil 88, der Magnet 74, die Schraube 90, die Schraube 108 und die Mutter 110 bilden nun eine Einheit, welche eine Pilotnadel 72 enthält, die eine gewünschte Bewegung ausführen kann. Diese Einheit kann getrennt vom Einspritzventilgehäuse 18 zusammengebaut und eingestellt werden. Die Einstellarbeit kann leicht automatisiert werden.



  Wird diese Einheit mit dem verbleibenden Teil von Einspritzventil 10 zusammengebaut, berühren sich die der Schraube 108 und der Nadelkappe 20 gemeinsamen Anschlagflächen 114, welche sich auf einer Ebene mit dem Sitz 70 von Nadelkappe 20 und Pilotnadelschaft 76 befinden.



  Dadurch wird der eingestellte Pilotnadelhub auch in Betrieb beibehalten.



   Das Justierteil 88 weist weiter an seiner oberen Partie ein Aussengewinde 116 auf. Ein Zwischenstück 118 hat ein Innengewinde, ein Aussengewinde und zwei Schlitze 119.



  Das Innengewinde vom Zwischenstück 118 passt zum Gewinde 116 vom Justierteil 88 und weist eine zu seinem Aussengewinde unterschiedliche Steigung auf. Das Aussengewinde des Zwischenstücks 118 passt zu einem im Einspritzventilgehäuse 18 angebrachten Innengewinde 120. Im Einspritzventilgehäuse 18 ist auch ein Positionierstift 122 angebracht, welcher in den im Justierteil 88 vorhandenen Durchgang 80 passt und eine Verdrehung von Justierteil 88 in bezug auf das Einspritzventilgehäuse 18 unterbindet.



   Durch Drehung des Zwischenstücks 118 mit einem Werkzeug, das in die Schlitze 119 einrastet, kann die ganze Einheit von Justierteil 88, Elektromagnet 74, Scheibe 90, Schraube 108 und Mutter 110 mit bereits eingestelltem Hub von Pilotnadel 72 in bezug auf das Einspritzventilgehäuse 18 axial verschoben werden. Zusammen mit dieser Einheit verschiebt sich auch die Nadelkappe 20 axial in der Führung 16 und bewegt sich in bezug auf das Einspritzventilgehäuse 18 und die Düsennadel 32. Die Anschlagflächen 114 von Schraube 108 und Nadelkappe 20 sowie die Düsennadelspitze und der Dichtsitz 48 werden durch die Vorspannkraft von Düsennadelfeder 60 aneinander gepresst. Die Rotation von Zwischenstück 118 verursacht somit eine Veränderung des Nadelhubes H der Düsennadel 32, wodurch auch dieser Hub eingestellt werden kann.

  Ist der gewünschte Hub eingestellt, werden alle Teile ausser Pilotnadel 72 und Düsennadel 32 durch Konterung mit Mutter 124 und Unterlagsscheibe 126 blockiert.



  Auch diese Operation kann leicht automatisch ausgeführt werden.



   Ein wesentlicher Vorteil der eben beschriebenen Einspritzventilkonstruktion besteht darin, dass das Einspritzventilgehäuse 18 aus einem Werkstück besteht. Da die notwendigen Düsenelemente von oben eingebaut werden können, die keine Trennung notwendig, insbesondere auch keine, die in bereits bekannten Konstruktionen durch eine Hochdruckstelle verläuft und eine besondere Oberflächengüte aufweisen muss, um bei zusammengebautem Einspritzventil zu dichten. Die Düsenspitze 50 kann entweder an das Einspritzventilgehäuse 18 angeschraubt werden oder, wie in Fig. 1 dargestellt, ins Einspritzventilgehäuse gepresst werden. Die erste Lösung ist vorteilhafter, wenn die Düsenspitze 50 hohem Verschleiss ausgesetzt ist und von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden muss.

  Die in Fig. 1 dargestellte Lösung vermeidet die in der ersten Lösung notwendige Trennfläche (welche inwändig vom Akkumulatordruck beaufschlagt wird). Ein Auswechseln der Düsenspitze ist aber in diesem Falle nicht selbstverständlich.



   Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Einspritzventilkonstruktion besteht darin, dass alle Längstoleranzen der Düsenelemente grosszügig gewählt werden können. Die in einer Serie durch Toleranzunterschiede entstehenden Längsunterschiede beeinflussen den Pilot- und Düsennadelhub nicht, denn diese werden mit den eben beschriebenen Einstelloperationen auf den gewünschten Wert gebracht.



   Die genauen Passungen von Einspritzventil 10 sind: die Düsennadelspitze und der Dichtsitz 48, die Düsennadelführung 56, die Passung 28 zwischen dem Führungskolben 30 der Düsennadel 32 und Nadelkappe 20 sowie die äussere Führung 16 der Nadelkappe 20. Einzig die Führung 16 bedeutet einen Mehraufwand im Vergleich zu einem handelsüblichen Einspritzelement.



   In Fig. list ferner die Anordnung der Pilotnadelfeder 128 und deren Vorspannvorrichtung dargestellt.



   Pilotnadelfeder 128 ist ein runder Biegebalken, der in der Mitte auf einem Stift 130 im Justierteil 88 aufliegt. Ein Ende der Pilotnadelfeder 128 ist in Bohrung 132 des Pilotnadelschaftes 76 gelagert, das andere Ende liegt auf einer abgerundeten Nase des Vorspannteils 134 auf. An diesem Ende hat Pilotnadelfeder 128 einen abgerundeten, dickeren Teil, der die Pilotnadelfeder positioniert. Das Vorspannteil 134 kann von der Vorspannschraube 136 verschoben werden, was je nach Lage des Vorspannteils 134 eine unterschiedliche Vorspannung der Pilotnadelfeder 128 bewirkt. Ist die gewünschte Vorspannkraft eingestellt, kann die Vorspannschraube 136 mit Mutter 138 und Unterlagsscheibe 140 arretiert werden.



   Auch diese Justieroperation kann mit einer automatisierten Tariervorrichtung durchgeführt werden.



   Die verwendete Biegebalkenfeder 128 besitzt eine höhere Eigenschwingungsfrequenz als eine Schraubenfeder mit ähnlicher Vorspannkraft. Bei einer raschen Bewegung von Pilotnadel 76 ist dies eine gewünschte Eigenschaft. Federn mit tiefer Eigenschwingungsfrequenz werden wegen rasch ändernden Bewegungen lokal deformiert und überbeansprucht, wonach sich die Federeigenschaften im Laufe der Zeit ändern. Bei der gewählten Konfiguration weist das vom Pilotnadelschaft 76 mitbewegte Ende der Pilotnadelfeder 128 eine kleine Masse auf, was bei raschen Bewegungen ebenfalls erwünscht ist.

 

   Ein Deckel 142 wird von mehreren Bolzen 144 relativ zum Einspritzventilgehäuse 18 positioniert und mit Muttern 146 festgehalten. Der Deckel 142 führt das Vorspannteil 134, bildet inwändig den Abflussraum 84, weist Bohrung 86 samt einem Gewinde auf, in dem ein Rücklaufstutzen eingeschraubt werden kann. Vorspannschraube 136 hat im Deckel
142 ihr dazu passendes Gewinde.



   Der Niederdruckteil des Einspritzventils 10 wird von zwei O-Ring-Dichtungen 148 und 150 gegen aussen abgedichtet.



  Ein Stecker 152 wird auf das obere Ende des Einspritzventils
10 gestreckt. Er stellt die elektriche Verbindung von seiten des Einspritzventils zwischen Elektromagnet 74 und der nicht gezeigten Steuerelektronik her.  



   Die Funktionsweise von Einspritzventil 10 ist wie folgt: wird zu einem bestimmten Zeitpunkt der Elektromagnet 74 mit einem elektrischen Impuls gegebener Dauer erregt, bewegt sich Pilotnadel 72 wegen der auf den Anker 106 ausgeübten elektromagnetischen Anziehungskraft nach kurzer Zeit entgegen der Kraft der Pilotnadelfeder 128 von ihrem Sitz 70 weg und öffnet damit die kleine Bohrung 26.



   Wegen der Druckdifferenz zwischen dem kleinen Raum 42 und dem Entlastungsraum 78 bildet sich in Bohrung 26 eine Strömung, welche unmittelbar danach eine Strömung in der kleinen Bohrung 38 hervorruft wie in Fig. 2 dargestellt wird. Da die kleinen Bohrungen 26 und 38 auf derselben Achse verlaufen, da der Einlauf der kleinen Bohrung 26 die trichterförmige Ansenkung 27 aufweist, und da die freie Strahllänge H bei geschlossener Düsennadel 32 kurz ist, wird sich ein einziger Strahl bilden, der von der Einmündung von Bohrung 38 in Bohrung 34 bis zum Sitz 70 verläuft.



   Wie in Figur 2 gezeigt wird, ist der Druck   P1    im Strahlinnern kleiner als der Druck Po in Bohrung 34 (der im wesentlichen gleich dem Druck in der Zufuhrbohrung 12 ist). Der Druck im kleinen Raum 42 ist bestrebt, sich so rasch wie möglich an den Druck Pi im Strahlinnern anzugleichen. Es ist wichtig, dass sich der Strahl im kleinen Raum 42 nicht auffächern kann. Die trichterförmige Ansenkung 27 dient zu diesem Zweck.



   Der physikalische Vorgang in dieser Patentschrift unterscheidet sich von der in den CH-PS 434 875, US-PS 3.464.627, DE-PS   1933    489.5, US-PS 3.610.529 und US-PS 3.680.782 beschriebenen Methode, die einen Druckverlauf im Raum am oberen Ende des Führungskolbens der Düsennadel steuert. Darin wird der Druck durch eine Doppeldrosselanordnung bestehend aus einer Zulauf- und einer Abflussdrosselbohrung gesteuert. Die Abflussdrosselbohrung wird von einem elektromagnetisch betätigten Ventil geöffnet und geschlossen. Die in der Zulaufdrosselbohrung zum Raum am oberen Ende des Führungskolbens der Düsennadel beim Öffnen der Abflussdrosselbohrung hervorgerufene Strömung wird in diesem Raum verwirbelt. Die Strömungen in den beiden Drosselbohrungen sind demzufolge voneinander getrennt.

  Der Druckverlauf im Raum am oberen Ende des Führungskolbens der Düsennadel reagiert deshalb nicht so rasch wie bei der in dieser Patentschrift beschriebenen Lösung.



   Der Druck im Speicher 46 ist zu diesem Zeitpunkt noch unverändert und im wesentlichen gleich dem Druck in der Zulaufbohrung 12. Bei genügend tiefem Druck im kleinen Raum 42 wird die Düsennadel 32 von der Druckkraft auf der Unterseite des Führungskolbens 30 axial in Öffnungsrichtung verschoben, womit die Einspritzung durch Entlastung von Brennstoff durch die Einspritzbohrungen 52 beginnt.



  Der Druck im Speicher 46 fällt während dem Einspritzvorgang etwas ab.



   Wird die Stromzufuhr zum Elektromagnet 74 unterbrochen, schliesst Pilotnadel 72 Bohrung 26 rasch ab. Der Druck im kleinen Raum 42 und auf der Stirnseite 40 des Führungskolbens 30 der Düsennadel 32 steigt schnell an, wobei nun die Düsennadel 32 von der Druckkraft auf der Stirnseite 40 von Führungskolben 30 und von der Kraft der Düsennadelfeder 60 axial in Schliessrichtung verschoben wird und den Einspritzvorgang unterbricht.



   Der Druck im Speicher 46 sinkt während dem Einspritzvorgang wegen der kleinen Bohrung 44 etwas ab. Die kleine Bohrung 44 ist nicht in der Lage den durch die Einspritzbohrungen entlasteten Brennstoff vollständig nachzufördern.



  Der Druck im Speicher 46 wird nach Beendigung des Einspritzvorgangs wegen Brennstofförderung von Bohrung 44 in Speicher 46 steigen. Dies dauert an, bis der Druck im Speicher 46 gleich dem Druck in der Zulaufbohrung 12 ist.



  Wegen der kleinen Bohrung 44 erfolgt das Füllen von Speicher 46 langsam. Dadurch werden unerwünschte Druckschwingungen im Einspritzsystem vermieden. Die Verwendung einer Drosselbohrung als Verbindungselement zwischen Brennstoffeingangsleitung und Speicher wird in der DE-PS 32 27 742.3, in der AT-PS 14A 3371/81 und in der US-PA 06/400, 327 vorgeschlagen. Das Anfertigen dieser kleinen Bohrung 44 im Führungskolben 30 der Düsennadel 32 stellt eine recht einfache konstruktive Lösung dar.



   Fig. 3 zeigt eine Konstruktion, bei welcher die Brennstoffförderung von der Ringnute 14 zum Düsenspeicher 46 anstatt mit einer im Führungskolben 30 der Düsennadel 32 angebrachten Drosselbohrung 44, über ein federbelastetes Druckdifferenzventil 154 stattfindet.



   Bei einer gegebenen Druckdifferenz zwischen Ringnute 14 und Speicher 46 fliesst Brennstoff durch Bohrung 156 über das Kugelventil 158 in den Raum 160, um von da durch Bohrung 162 in den Speicher 46 zu gelangen. Das Druckdifferenzventil besteht aus dem Kugelventil 158, zwei Führungsteilen 164 und der Feder 166. Eine gelochte Schraube 168 in der sich ein mit enger Passung geführter Stift 170 befindet, dichtet den Raum 160 gegen aussen ab. Der Stift 170 kann durch Drehung von Schraube 172 in Längsrichtung verschoben werden, wodurch die Vorspannkraft von Feder 166 und folglich die Druckdifferenz, bei welcher das Druckdifferenzventil   154    öffnet, eingestellt werden können. Mit Kontermutter 174 wird Schraube 172 arretiert. Eine Leckbohrung 172 verbindet den Entlastungsraum 78 mit der Stirnseite von Stift 170.

  Eine einseitig abgeschlossene Mutter 178, welche auf dem herausragenden Ende von Schraube 168 verschraubt wird, und ein Dichtring 180 schliessen diese Elemente auf dichte Weise ab.



   Wegen dem Druckdifferenzventil 154 ist der Druck im Speicher 46 stets tiefer als der Druck in der Ringbohrung 14 und folglich auch tiefer als der Höchstdruck im kleinen Raum 42. Deswegen ist es möglich, die Düsennadel 32 zu jedem Zeitpunkt zu schliessen, insbesondere auch dann, wenn nur eine kleine Menge Brennstoff eingespritzt wurde.



   Ein Nachteil von Akkumuliereinspritzventilen mit einem Speicher, der unmittelbar dem Düsennadelsitz 48 vorgelagert ist, besteht darin, dass die Düsennadel rasch öffnet und einen raschen Anstieg des Brennstoffvolumens vom Einspritzventilspeicher in den Motorbrennraum verursacht. Dies hat einen grossen Verbrennungsdruckanstieg beim Einsetzen der Verbrennung im Motorzylinder zur Folge, was unerwünschten Lärm und Stickoxydemissionen verursacht. Man ist bestrebt, diese Eigenschaften von Speicherventilen zu vermeiden.



   Eine erste Möglichkeit besteht darin, das man Doppeleinspritzungen erzeugt. Eine zweite Möglichkeit, obengenannte Eigenschaft von Akkumulierventilen zu vermeiden, besteht darin, dass die Öffnungsbewegung der Düsennadel 32 gehemmt wird. Bei geringer Öffnung der Düsennadel 32 entsteht am Düsennadelsitz 48 eine Drosselung, welche den Brennstoffstrom von Speicher 46 in den Motorbrennraum, während der ersten Phase der Einspritzung vermindert. Eine langsame Öffnungsbewegung der Düsennadel 32 soll jedoch ein rasches Schliessen derselben nicht beeinflussen. Schliesst Düsennadel 32 langsam, so verursacht man im Motor vermehrt Russ und Kohlenwasserstoffemissionen.

 

   In den   Fig. 4, 5, 6, 7    und 8 werden Konstruktionsvarianten vorgeschlagen, die ein langsames Öffnen der Düsennadel 32 hervorrufen, ohne deren Schliessgeschwindigkeit gegenüber der in Fig. 1 oder 3 dargestellten Lösungen zu vermindern.



   Durch sinnvolle Kombination der Möglichkeiten kann freilich auch eine Doppeleinspritzung mit langsam öffnender und rasch schliessender Düsennadel 32 realisiert werden.  



   In Fig. 4 weist der Führungskolben 30 der Düsennadel 32 ein Zwischenventil 182 auf, das von einer Bohrung 184 im Innern des Führungskolbens 30 mit enger Gleitpassung geführt ist. Zwischenventil 182 weist an einem Ende den Sitzkonus 186 auf, der mit einem in der Nadelkappe 20 angebrachten Konus zusammenwirkt. Am anderen Ende des Zwischenventils 182 ist eine Feder   I88    vorhanden. Der Sitzkonus 186 und der in Nadelkappe 20 angebrachte Konus haben eine leicht unterschiedliche Konizität, so dass sich beide Konusse auf einer Linie berühren. Der kleine Raum 42 kommuniziert über eine Bohrung 190 und eine kleine Bohrung 192 mit der auf der Längsachse von Zwischenventil 182 angebrachten kleinen Bohrung 194.



   Wird die Pilotnadel 72 von ihrem Sitz 70 wegbewegt, bildet sich in den Bohrungen 26 und 194 eine Strömung. Der Brennstoff gelangt von Ringnute 195 über zwei gegenüberliegende Durchgänge 196 in Bohrung 184, um von da über die im Zwischenventil 182 angebrachte Bohrung 198 in die kleine Bohrung 194 zu strömen. Alle Zuströmquerschnitte zur kleinen Bohrung 194 sind wesentlich grösser als der Querschnitt der kleinen Bohrung 194.



   Gleich dem Vorgang, welcher bei Fig. 1 beschrieben wurde, sinkt der Druck im Zwischenraum 200 ab. Dies bewirkt, dass der Sitzkonus 186 vom Zwischenventil 182 (der wegen Feder 188 bereits mit dem in Nadelkappe 20 angebrachten Konus zusammenwirkt) von der Druckkraft in Bohrung 184 und von der Druckkraft im kleinen Raum 42 am oberen Ende des Führungskolbens 30 der Düsennadel 32 stark auf dem in der Nadelkappe 20 angebrachten Konus gepresst wird.



   Der kleine Raum 42 kommuniziert nun ausschliesslich über die kleine Bohrung 192 mit der kleinen Bohrung 194, worin wegen der vorhandenen Strömung der Druck abgesunken ist. Der Druck sinkt folglich auch im kleinen Raum 42 ab. Sobald sich die Düsennadel 32 bewegt, steigt der Druck im kleinen Raum 42 wegen der Pumpenwirkung der Stirnseite 40 von Führungskolben 30 wieder an, bis ein Gleichgewicht eintritt zwischen der vom Führungskolben 30 verdrängten Brennstoffmenge und der über die kleine Bohrung 192 entlastete Brennstoffmenge. Düsennadel 32 wird somit mit einer langsamen, kontrollierten Bewegung öffnen.



   Schliesst Pilotnadel 72 den Sitz 70 ab, wird die Strömung in Bohrung 26 abgestoppt. Der Druck im Zwischenraum 200 steigt plötzlich an und bewirkt, dass Zwischenventil 182 von seiner Ruhelage am Konus von Nadelkappe 20 entgegen der Kraft von Feder 188 wegbewegt wird. Der Druck im kleinen Raum 42 gleicht sich rasch dem Druck im Zwischenraum 200 an, und Düsennadel 32 beginnt ihre Schliessbewegung. Da der Querschnitt der kleinen Bohrung 194 grösser ist als der der kleinen Bohrung 192 und da die Strömung vom Zwischenraum 200 zum kleinen Raum 42 fast ungehindert verlaufen kann, wird die Schliessbewegung der Düsennadel 32 rascher als ihre Offnungsbewegung stattfinden.



   In Fig. 5 sind drei Ansichten einer zur Lösungsvariante von Fig. 4 analogen Konstruktion dargestellt. Die untere Ansicht von Fig. 5 stellt einen Schnitt in der gleichen Schnittebene wie   Fig 4    dar. Die mittlere Ansicht zeigt das Zwischenventil 182, wie es von oben in bezug auf die untere Ansicht aussieht. Die obere Ansicht zeigt einen Schnitt in einem Winkel von   90     zur unteren Ansicht. Die Konizität vom Sitzkonus 186 des Zwischenventils 182 und die vom Konus der Nadelkappe 20 sind nun praktisch gleich. Zwischenventil 182 von Fig. 5 weist (zusätzlich zum Zwischenventil von Fig. 4)3 Seitenbohrungen 202 auf. Ein Ende der Bohrungen 202 mündet in den Sitzkonus 186, das andere Ende in die Bohrung 198 von Zwischenventil 182.



   Der Ablauf beim Öffnen und Schliessen der Düsennadel 32 ist analog dem in Fig. 4. Der Schliessvorgang findet in der Lösung von Fig. 5 rascher als in der Lösung von Fig. 4 statt.



  Bewegt sich Zwischenventil 182 von seiner Ruhelage am Konus von Nadelkappe 20 weg, so steht ein Vielfaches des Strömungsquerschnittes von Bohrung 194, nämlich jener von Bohrung 194 und jener der drei Bohrungen 202 zur Verfügung, um die beim Schliessen der Düsennadel 32 benötigte Brennstoffmenge in den kleinen Raum 42 nachzufördern.



   In Fig. 6, die sonst eine gleiche Lösung wie Fig. 5 darstellt, wurde der Sitzkonus 186 vom Zwischenventil 182 durch einen Flachsitz 204 ersetzt. Die drei Bohrungen 202 münden an einem Ende in diesen Flachsitz 204. Die Vorgänge beim Öffnen und Schliessen der Düsennadel 32 sind gleich wie in Fig. 5. Der Vorteil eines Flachsitzes gegenüber einem konischen Sitz besteht darin, dass eine leichte Desachsierung der Teile die Dichtheit des Sitzes nicht präjudiziert.



   Um die Dichtheit des dem Zwischenventil 182 und der Nadelkappe 20 gemeinsamen Sitzes sicherzustellen, kann ebenfalls einer der beiden Sitzteile mit einem elastischen Überzug beschichtet werden (z. B. durch Vulkanisation eines Elastomers).



   Fig. 7 stellt eine zur Lösung von Fig. 5 und Fig. 6 ähnlichen Lösung dar. Die kleine Bohrung 194 auf der Längsachse von Zwischenventil 182 wurde weggelassen. Ein Ende der kleinen Bohrung 192 mündet auf der Längsachse von Zwischennadel 182 in die zum Dichtsitz 206 leicht versetzten Fläche 208 von Zwischenventil 182.



   Beim Öffnen von Pilotnadel 72 bildet sich in der kleinen Bohrung 26 die bekannte Strömung aus. Da die kleine Bohrung 192 auf die Längsachse von Zwischenventil 182 (und folglich auf die Längsachse der kleinen Bohrung 26) mündet, wird die Strömung in der kleinen Bohrung 26 eine Strömung in der kleinen Bohrung 192 hervorrufen, und Düsennadel 32 kann folglich öffnen.



   Schliesst Pilotnadel 72 den Sitz 70 ab, wird die Strömung in Bohrung 26 abgestoppt. Es ist nun notwendig, dass von den Bohrungen 202 Brennstoff die Stirnseite des Zwischenventils 182 rasch unter hohen Druck setzen kann, damit sich das Zwischenventil 182 vom Dichtsitz 206 wegbewegen und die Strömung von den Bohrungen 202 über den Dichtsitz 206 in den kleinen Raum 42 fliessen kann. Zu diesem Zweck wurde die Fläche 208 im Zwischenventil 182 gegenüber dem Dichtsitz 206 leicht versetzt. Dichtsitz 206 besteht bei dieser Lösung aus einer ringförmigen Dichtfläche.



   Ist Pilotnadel 72 offen, so ist im Spalt zwischen der Fläche 208 und der Nadelkappe 20 eine Leckströmung vorhanden.



  Da die Fläche 208 gegenüber dem Dichtsitz 206 nur leicht versetzt ist, und da die kleine Bohrung 26 keine Ansenkung (wie Ansenkung 27 in Fig. 1) aufweist, ist die Brennstoffmenge gering, welche von den Bohrungen 202 in die kleine Bohrung 26 fliessen kann.



   Fig. 8 stellt eine im Vergleich zu den Figuren   5,6    und 7 unterschiedliche Lösung zur Steuerung einer langsamen Öffnungsbewegung und einer raschen Schliessbewegung der Düsennadel 32 dar. Die Einstellbarkeit des Hubes von Düsennadel 32 wie in Fig. 1 dargestellt wurde, sowie   die hat    sache, dass ein Ventilgehäuse 18, gemäss Anspruch 1 verwendet werden kann, bleibt auch bei dieser Konstruktion, sowie bei den Konstruktionen 4, 5,6 und 7, ebenfalls erhalten.

 

   Der Führungskolben 30 der Düsennadel 32 weist stirnseitig einen dünneren Teil 210 auf, worauf ein Ende der Feder 212 geführt ist. Das andere Ende von Feder 212 ist vom Zwischenventil 214 geführt, welches seitlich einen Ringquerschnitt 216 zusammen mit der dem Führungskolben 30 und dem Einsatz 218 gemeinsamen Bohrung 220 definiert. Das Zwischenventil 214 weist eine kleine Bohrung 222 auf. Ein Ende der kleinen Bohrung 222 mündet in den Raum 42 am  oberen Ende des Führungskolbens 30 der   Düsennadel 32.   



  Das andere Ende der kleinen Bohrung 222 mündet in eine grössere Bohrung 224 im Zwischenventil 214.



   Das Zwischenventil 214 weist ein mit dem Einsatz 218 gemeinsamen flachen Dichtsitz 226 auf. Der Einsatz 218 weist weiter eine Ringbohrung 228 auf, welche mit der Brennstoffzufuhrbohrung 12 des Einspritzventils 10 in Verbindung steht und besitzt ferner mehrere Bohrungen 230.



  Ein Ende der Bohrungen 230 mündet in die Ringbohrung 228, das andere Ende in den Dichtsitz 226.



   Eine kleine Bohrung 232 verbindet Ringbohrung 228 mit einer im Einsatz 218 in Längsrichtung angefertigten kleinen Bohrung 234. Ein Ende der Bohrung 234 mündet in den Sitz 70, der von der Pilotnadel 72 abgeschlossen werden kann.



  Das andere Ende von Bohrung 234 steht mit einer grösseren Bohrung 236 in Verbindung, welche seinerseits mit Bohrung 224 in Verbindung steht. Der Einsatz 218 und der Führungskolben 30 von Düsennadel 32 sind in enger Gleitpassung mit Bohrung 220 angefertigt, so dass die Leckbrennstoffmenge von Ringbohrung 228 zum Entlastungsraum 78 klein bleibt (vgl. in Fig. 1).



   Die Funktionsweise der Anordnung ist wiederum analog den vorangehenden Konstruktionszeichnungen. Die kleine Bohrung 232 könnte auch weggelassen werden, wenn eine Leckströmung zwischen den Bohrungen 230 und Bohrung 236 sichergestellt werden kann. Die Leckströmung könnte übereinstimmend mit Fig. 7 oder auch durch eine gezielte Oberflächenrauheit der Teilfläche des Dichtsitzes 226 gewährleistet sein, die sich zwischen der Einmündung der Bohrungen 230 in den Dichtsitz 226 und der Bohrung 236 befindet.

 

   Der Vorteil der Konstruktionsvariante von Fig. 8 besteht darin, dass eine einzige Innenbohrung mit genauer Passung angefertigt werden muss, anstelle von zwei oder drei wie in den vorangehenden Lösungen. Dies ist die Bohrung 220. Nur der Führungskolben 30 und der Aussendurchmesser des Einsatzes 218 müssen auf Bohrung 220 eingepasst werden.



  Weiter wird die Druckkraft, die von der Anschlagfläche 114 an die oberen Elemente im Einspritzventil 10 weitergegeben wird, gegenüber den vorhin dargestellten Konstruktionen vermindert. 



  
 



   DESCRIPTION



   The present invention relates to a fuel injector according to the preamble of claim 1.  Such a fuel injector is advantageously used in piston internal combustion engines. 



   From the publications according to CH-PS 434 875, US-PS 3 464 627, DE-PS 1 933 489. 5, U.S. Patent 3,610,529, U.S. Patent 3,680,782, DE Patent 3,227,742. 3, AT-PS 14 A 3371/81, and US-PS 06 / 400,237 different designs of fuel injection valves with a memory, which is housed in the injection valve, are known. 



   In the injector designs according to the publications listed above and in the fuel injector of the present invention, the fuel in the injector is continuously under high pressure during operation of the internal combustion engine.  The fact that these injectors must be tight to the outside is therefore of particular importance.  In the publications listed above, however, the injection valve section, which is under high pressure, consists of several components which have to be assembled together in a sealed manner.  Because of the high fuel pressure and the resulting large pressure forces, these parts are massive due to strength reasons. 

  In order to keep the external dimensions of the injection valve as small as possible, a memory that is smaller than the optimally desired must also be selected for a specific application. 



  This is because the installation of the fuel injection valve in the cylinder head of the internal combustion engine should not cause any space problems with other organs of the internal combustion engine. 



   A first advantage of the fuel injector of the present invention is therefore that the injector housing consists of a workpiece, in which all necessary valve elements can be installed and removed from the side opposite the sealing seat of the nozzle needle in the front part of the injector housing.  There is no cut surface through a region with high fuel pressure, and the outer dimensions of the injection valve are also favorable if the accumulator in the injection valve is of the optimal size for a specific application. 



   Furthermore, due to the above fact, the proposed construction of the present invention reduces the overall construction cost of the injection valve. 



   A simple valve design is available if the number of precise fits and finely machined surfaces is kept to a minimum.  Furthermore, it is more advantageous if the injection valves can be tared mechanically by an automatic machine when assembling the individual parts.  The number of valve components must also be kept small and their shape must be easy to manufacture.  All of these favorable properties are realized by the proposed injector design. 



   In fuel injectors with an accumulator in the injection valve, the fuel is put under high pressure and upstream of the seat of the atomizer nozzle of the injection valve.  In the already known embodiments, the nozzle needle opens quickly at the beginning of the injection and causes a rapid increase in the fuel flow which reaches the engine combustion chamber.  This is an undesirable property of accumulator valves with regard to combustion in the engine, because high noise and pollutant emissions are the consequences of this. 



   In order to eliminate this disadvantage, the fuel flow from the injection valve into the engine must show a non-abruptly increasing course at the start of the injection in a controllable manner.  This can be achieved by a controlled opening movement of the nozzle needle, which is made possible by a further advantageous achievement of the present invention.  The entire time course of the fuel flow from the injection valve into the engine during an injection cycle is called the injection law, and every instantaneous value of the fuel volume flow is called the injection rate. 



   Control of the injection law therefore means the possibility of achieving, in the case of storage valves, a slowly increasing course of the fuel flow from the atomizer nozzle into the engine combustion chamber at the beginning of the injection.  This should not affect an abrupt end of the injection process, a property that is also required by engine combustion. 



   The construction of an accumulator valve and some design variants of valve elements are described below so that the constructive solutions with regard to the above desired properties can be seen.  Figures 1 to 8 represent the following:
Fig.  1 A longitudinal section of an accumulator fuel injector according to the present invention. 



   Fig.  2 An enlarged partial section of the longitudinal section of FIG. 1 in which the details of the components responsible for controlling the opening and closing movement of the nozzle needle are shown, together with the jet responsible for this control during the operation of the injection valve. 



   Fig.  3 A broken longitudinal section of an accumulator fuel injector with an alternative method to feeding the accumulator of the injector compared to FIG. 1. 



   Fig.  4 An enlarged partial section of an alternative construction for controlling a particularly slow opening movement of the nozzle needle according to the present invention. 



   Fig.  5 An enlarged section of a second, alternative construction for controlling a particularly slow opening movement and a particularly rapid closing movement of the nozzle needle according to the present invention. 



   Fig.  6 An alternative embodiment of Fig.  5. 



   Fig.  7 A second alternative embodiment of FIGS. 5 and 6. 



   Fig.  8 An enlarged section of a third alternative construction for controlling a particularly slow opening movement and a particularly rapid closing movement of the nozzle needle according to the present invention. 



   Fig.  1 shows a section of an accumulator injection valve 10. 



  The fuel is pressurized by a pump, not shown, and reaches the annular groove 14 via the supply bore 12 in the injection valve housing 18.  A valve element 20, which is designated by the name of needle cap, is guided in a guide 16 arranged in the injection valve housing 18 on the longitudinal axis of the injection valve.  The needle cap 20 is axially displaceable and has a mating with an exact fit with the bore 16 in the injection valve housing 18.  The exact fit reduces the fuel leakage from the annular groove 14 to the adjacent locations in the injection valve housing 18. 



   Needle cap 20 has two bores 22 which connect the annular groove 14 to the annular groove 24.  The needle cap 20 is closed at its upper end except for a small bore 26.  Bore 26 is arranged on the longitudinal axis of the injection valve and has a conical countersink 27 at one end.  Needle cap 20 has an accurate guide 28 inside, in which the guide piston 30 of the nozzle needle 32 is guided.  Two holes 34 and 36 extend from the annular groove 24 of the guide piston 30. 



   One end of the small bore 38 opens into bore 34, the other end of which is located on the end face 40 of the guide piston 30 of the nozzle needle 32.  Bore 38 is also arranged on the longitudinal axis of the injection valve.  The needle cap 20 and the end face 40 of the guide piston 30 define a small space 42.  The distance between the end face 40 and the internal, horizontal, circular surface of the needle cap 20 corresponds, as in FIG.  1 with the nozzle needle 32 closed, the needle stroke H of the nozzle needle 32. 



   The small space 42 communicates with the high-pressure input line 12 only via the bore 38.  The small space 42 can be connected via bore 26 to further locations with a low pressure level, as will be explained later.  In addition to these two small bores 26 and 38, the small space 42 is essentially closed.  It is important, as we will see later, that holes 26 and 38 lie on one axis and that hole 26 has an internal conical countersink 27 (similar to a funnel). 



   One end of a small bore 44 opens into bore 36, the other end of which is connected to the nozzle accumulator 46.  The nozzle accumulator 46 thus communicates with the high-pressure inlet line 12. 



   The cross sections of the three bores 26, 38, 44 are much smaller than the cross sections of the further connecting bores to the high-pressure inlet line 12. 



   The nozzle accumulator 46 expands from the underside of the needle cap 20 to the sealing seat 48 of the nozzle tip 50; the nozzle tip 50 has the injection bores 52, which are shown in the seat hole design.  An embodiment of this element with a blind hole or with a throttle pin nozzle could also be used.  The nozzle needle 32 seals on the sealing seat 48 and prevents in the  1 shows the position of the fuel flow through the injection bore 52.  The nozzle needle 32 can be moved axially to accomplish fuel injections.  The volume from the nozzle accumulator 46 is much larger than the total fuel volume injected during each injection process. 



   The nozzle tip 50 is connected to the injection valve housing 18 with a press fit 54.  The nozzle needle 32 and the nozzle tip 50 have a nozzle needle guide 56. 



  The hydraulic connection between the top and bottom of the nozzle needle guide 56 is represented by a plurality of millings 58 attached to the nozzle needle 32, one of which is shown in FIG.  1 is shown.  The total cross section of the millings 58 is large compared to the total cross section of the injection bores 52. 



   In the nozzle store 46 there is also the nozzle needle spring 60, which is biased between the lower part of the needle cap 20 and a spring holder 62.  The spring holder 62 is closed on the circumference and conical on the inner edge.  A conical intermediate ring 64 slotted on one side sits between the inner edge of the spring holder 62 and a conical extension 66 of the nozzle needle 32.  The slot in the intermediate ring 64 is sufficiently wide that it can be inserted into the thin section 68 of the nozzle needle 32.  After inserting the intermediate ring 64 onto the nozzle needle 32, the spring holder 62 is pushed over the intermediate ring 64.  Both parts are then pressed by the nozzle needle spring 60 onto the conical extension 66 and in the in Fig.  1 shown location held. 



   Instead of a slotted intermediate ring 64, two conical half rings could also be used.  The taper of these elements is best chosen so that the individual parts become jammed when they are assembled. 



   The bore 26 of the needle cap 20 opens into a flat or slightly spherical seat 70 at one end.  The pilot needle 72 is actuated by the electromagnet 74.  If the electromagnet is de-energized, the (flat or slightly spherical seat) present in the front part of the pilot needle shaft 76 closes the fuel flow from bore 26 into the annular relief chamber 78. 



   The relief space 78 communicates with the drain space 84 via two passages 80 and 82, which have a large cross section.  In this way and through bore 86, fuel flows, which is relieved of pressure via the seat 70 during the injection process, and a certain amount of leakage fuel, which reaches the relief chamber 78 from the annular groove 14 via the guide 16, into the return line, not shown, back to the fuel tank.  The fuel pressure on the return path just described from the relief chamber 78 back to the fuel tank is very low compared to the fuel pressure in the remaining parts of the injection valve 10. 



   The electromagnet 74 is enveloped by the adjusting part 88.  A disk 90 has an external thread 92, a hole 94 and two recesses 96.  A thread matching the thread 92 is present in the adjusting part 88.  The disk 90 can be screwed into the adjustment part 88, and the electromagnet 74 is thus held between the collar 98 present in the adjustment part and the disk 90.  Disk 90 can be tightened with a tool that snaps into the two recesses 96.  The electrical connections 100 of the electromagnet 74 protrude through the hole 94. 

 

   The outer edge of the elastic membrane 104 is clamped between a further collar 102 in the adjusting part 88 and the electromagnet 74.  The inner edge of membrane 104 is firmly connected to the armature 106 of pilot needle 72. 



  The armature 106 is in turn firmly connected to the pilot needle shaft 76 (e.g.  B.  by welding u.  Ä. ).  It is thereby possible to tightly separate the upper part of the armature from fuel otherwise present in the injection element, which causes an increase in the switching speed of pilot needle 72.   



   The screw 108 is screwed into the adjustment part 88 and has the guide of the pilot needle shaft 76.  Screw 108 can be locked with nut 110, so that screw 108 can be locked in relation to the adjustment part 88. 



  Screw 108 has two radially arranged slots 112, through which the fuel released from bore 26 via seat 70 reaches relief chamber 78. 



   The stroke of pilot needle 72 can be adjusted with screw 108.  For this purpose, nut 110 is loosened and pilot needle 72 is brought into contact with the stop between armature 106 and the magnetic pole side.  The electromagnet 74 is positioned in the adjusting part 88 and held in place by the disk 90.  The screw 108 is rotated with a tool that snaps into the slots 112 until the desired distance corresponding to the pilot needle stroke results between the stop surface 114 of screw 108 and the seat 70 present in the front part of the pilot needle shaft 76.  Screw 108 is now locked with nut 110. 



   The adjustment part 88, the magnet 74, the screw 90, the screw 108 and the nut 110 now form a unit which contains a pilot needle 72 which can carry out a desired movement.  This unit can be assembled and adjusted separately from the injector housing 18.  The adjustment work can be easily automated. 



  If this unit is assembled with the remaining part of injection valve 10, the stop surfaces 114 common to the screw 108 and the needle cap 20 touch, which are located on one level with the seat 70 of the needle cap 20 and the pilot needle shaft 76. 



  This means that the set pilot needle stroke is also maintained during operation. 



   The adjusting part 88 also has an external thread 116 on its upper part.  An intermediate piece 118 has an internal thread, an external thread and two slots 119. 



  The internal thread from the intermediate piece 118 matches the thread 116 from the adjusting part 88 and has a different pitch to its external thread.  The external thread of the intermediate piece 118 fits an internal thread 120 provided in the injection valve housing 18.  In the injection valve housing 18 there is also a positioning pin 122, which fits into the passage 80 provided in the adjustment part 88 and prevents rotation of the adjustment part 88 with respect to the injection valve housing 18. 



   By rotating the intermediate piece 118 with a tool that snaps into the slots 119, the entire unit of adjusting part 88, electromagnet 74, washer 90, screw 108 and nut 110 can be axially displaced with respect to the injection valve housing 18 with the stroke of the pilot needle 72 already set will.  Together with this unit, the needle cap 20 also moves axially in the guide 16 and moves with respect to the injection valve housing 18 and the nozzle needle 32.  The stop surfaces 114 of the screw 108 and the needle cap 20 as well as the nozzle needle tip and the sealing seat 48 are pressed against one another by the prestressing force of the nozzle needle spring 60.  The rotation of intermediate piece 118 thus causes a change in the needle stroke H of the nozzle needle 32, as a result of which this stroke can also be adjusted. 

  If the desired stroke is set, all parts except pilot needle 72 and nozzle needle 32 are blocked by countering with nut 124 and washer 126. 



  This operation can also be easily carried out automatically. 



   An essential advantage of the injection valve construction just described is that the injection valve housing 18 consists of one workpiece.  Since the necessary nozzle elements can be installed from above, which do not require a separation, in particular also none which runs through a high-pressure point in known constructions and must have a special surface quality in order to seal when the injection valve is assembled.  The nozzle tip 50 can either be screwed onto the injection valve housing 18 or, as in FIG.  1 shown, are pressed into the injector housing.  The first solution is more advantageous if the nozzle tip 50 is subject to high wear and has to be replaced from time to time. 

  The in Fig.  1 solution avoids the separating surface necessary in the first solution (which is charged by the accumulator pressure).  In this case, however, changing the nozzle tip is not a matter of course. 



   Another important advantage of this injection valve construction is that all longitudinal tolerances of the nozzle elements can be selected generously.  The longitudinal differences arising in a series due to tolerance differences do not influence the pilot and nozzle needle stroke, because these are brought to the desired value using the setting operations just described. 



   The exact fits of injection valve 10 are: the nozzle needle tip and the sealing seat 48, the nozzle needle guide 56, the fit 28 between the guide piston 30 of the nozzle needle 32 and the needle cap 20, and the outer guide 16 of the needle cap 20.  Only the guide 16 means additional effort compared to a commercially available injection element. 



   In Fig.  List also shows the arrangement of the pilot needle spring 128 and its biasing device. 



   Pilot needle spring 128 is a round bending beam, which rests in the middle on a pin 130 in the adjustment part 88.  One end of the pilot needle spring 128 is mounted in the bore 132 of the pilot needle shaft 76, the other end lies on a rounded nose of the pretensioning part 134.  At this end, pilot needle spring 128 has a rounded, thicker portion that positions the pilot needle spring.  The pretensioning part 134 can be displaced by the pretensioning screw 136, which causes a different pretensioning of the pilot needle spring 128 depending on the position of the pretensioning part 134.  If the desired preload is set, the preload screw 136 can be locked with nut 138 and washer 140. 



   This adjustment operation can also be carried out with an automated taring device. 



   The bending beam spring 128 used has a higher natural vibration frequency than a coil spring with a similar preload force.  When the pilot needle 76 moves rapidly, this is a desired property.  Springs with a low natural vibration frequency are locally deformed and overused due to rapidly changing movements, after which the spring properties change over time.  In the selected configuration, the end of the pilot needle spring 128 which is moved by the pilot needle shaft 76 has a small mass, which is also desirable in the case of rapid movements. 

 

   A cover 142 is positioned relative to the injector housing 18 by a plurality of bolts 144 and held in place with nuts 146.  The cover 142 guides the pretensioning part 134, forms the drainage space 84, has bore 86 together with a thread into which a return pipe can be screwed.  Preload screw 136 has in the lid
142 their matching thread. 



   The low-pressure part of the injection valve 10 is sealed from the outside by two O-ring seals 148 and 150. 



  A connector 152 is on the top of the injector
10 stretched.  It establishes the electrical connection on the part of the injection valve between the electromagnet 74 and the control electronics (not shown).   



   The operation of injector 10 is as follows: if the electromagnet 74 is energized at a certain point in time with an electrical pulse of a given duration, pilot needle 72 moves from its seat against the force of pilot needle spring 128 after a short time because of the electromagnetic attraction force exerted on armature 106 70 away and thus opens the small bore 26. 



   Because of the pressure difference between the small space 42 and the relief space 78, a flow forms in the bore 26, which immediately afterwards causes a flow in the small bore 38, as in FIG.  2 is shown.  Since the small bores 26 and 38 run on the same axis, since the inlet of the small bore 26 has the funnel-shaped countersink 27, and since the free jet length H is short when the nozzle needle 32 is closed, a single jet will be formed which flows from the confluence of Hole 38 in hole 34 extends to seat 70. 



   As shown in Figure 2, the pressure P1 in the interior of the jet is less than the pressure Po in bore 34 (which is substantially equal to the pressure in the feed bore 12).  The pressure in the small space 42 tends to adapt to the pressure Pi in the interior of the jet as quickly as possible.  It is important that the beam cannot fan out in the small space 42.  The funnel-shaped countersink 27 serves for this purpose. 



   The physical process in this patent differs from that in CH-PS 434 875, US-PS 3. 464. 627, DE-PS 1933 489. 5, U.S. Patent 3. 610. 529 and U.S. Patent 3. 680. 782 described method that controls a pressure curve in the space at the upper end of the guide piston of the nozzle needle.  The pressure is controlled by a double throttle arrangement consisting of an inlet and an outlet throttle bore.  The drain throttle bore is opened and closed by an electromagnetically operated valve.  The flow caused in the inlet throttle bore to the space at the upper end of the guide piston of the nozzle needle when the outlet throttle bore is opened is swirled in this space.  The flows in the two throttle bores are therefore separated from one another. 

  The pressure curve in the space at the upper end of the guide piston of the nozzle needle therefore does not react as quickly as in the solution described in this patent. 



   At this point in time, the pressure in the reservoir 46 is still unchanged and essentially the same as the pressure in the inlet bore 12.  If the pressure in the small space 42 is sufficiently low, the nozzle needle 32 is axially displaced in the opening direction by the pressure force on the underside of the guide piston 30, whereby the injection begins by relieving fuel through the injection bores 52. 



  The pressure in the accumulator 46 drops somewhat during the injection process. 



   If the power supply to the electromagnet 74 is interrupted, the pilot needle 72 quickly closes the bore 26.  The pressure in the small space 42 and on the end face 40 of the guide piston 30 of the nozzle needle 32 rises rapidly, the nozzle needle 32 now being axially displaced in the closing direction by the pressure force on the end face 40 of guide piston 30 and by the force of the nozzle needle spring 60 Injection process stops. 



   The pressure in the accumulator 46 drops somewhat during the injection process because of the small bore 44.  The small bore 44 is not able to completely replenish the fuel relieved by the injection bores. 



  The pressure in the accumulator 46 will increase after the injection process has ended due to fuel delivery from bore 44 in the accumulator 46.  This continues until the pressure in the accumulator 46 is equal to the pressure in the inlet bore 12. 



  Because of the small bore 44, the storage 46 is filled slowly.  This prevents undesirable pressure fluctuations in the injection system.  The use of a throttle bore as a connecting element between the fuel inlet line and the memory is described in DE-PS 32 27 742. 3, proposed in AT-PS 14A 3371/81 and in US-PA 06/400, 327.  The production of this small bore 44 in the guide piston 30 of the nozzle needle 32 represents a very simple constructive solution. 



   Fig.  3 shows a construction in which the fuel delivery from the ring groove 14 to the nozzle accumulator 46 takes place via a spring-loaded pressure differential valve 154 instead of with a throttle bore 44 made in the guide piston 30 of the nozzle needle 32. 



   For a given pressure difference between the annular groove 14 and the accumulator 46, fuel flows through bore 156 through the ball valve 158 into the space 160 in order to get from there through bore 162 into the accumulator 46.  The pressure differential valve consists of the ball valve 158, two guide parts 164 and the spring 166.  A perforated screw 168 in which there is a pin 170 guided with a close fit seals the space 160 from the outside.  The pin 170 can be shifted longitudinally by rotating the screw 172, whereby the biasing force of the spring 166 and consequently the pressure difference at which the pressure difference valve 154 opens can be adjusted.  Screw 172 is locked with lock nut 174.  A leak hole 172 connects the relief chamber 78 to the end face of pin 170. 

  A one-sided nut 178, which is screwed onto the protruding end of screw 168, and a sealing ring 180 seal these elements in a sealed manner. 



   Because of the pressure differential valve 154, the pressure in the accumulator 46 is always lower than the pressure in the ring bore 14 and consequently also lower than the maximum pressure in the small space 42.  It is therefore possible to close the nozzle needle 32 at any time, especially when only a small amount of fuel has been injected. 



   A disadvantage of accumulator injection valves with an accumulator, which is directly upstream of the nozzle needle seat 48, is that the nozzle needle opens quickly and causes a rapid increase in the fuel volume from the injection valve accumulator into the engine combustion chamber.  This results in a large increase in combustion pressure when combustion begins in the engine cylinder, which causes undesirable noise and nitrogen oxide emissions.  Efforts are made to avoid these properties of storage valves. 



   A first possibility is to create double injections.  A second possibility of avoiding the above-mentioned property of accumulation valves is that the opening movement of the nozzle needle 32 is inhibited.  If the nozzle needle 32 is opened slightly, a throttling occurs at the nozzle needle seat 48, which reduces the fuel flow from the accumulator 46 into the engine combustion chamber during the first phase of the injection.  A slow opening movement of the nozzle needle 32 should not, however, affect the rapid closing thereof.  If the nozzle needle 32 closes slowly, soot and hydrocarbon emissions are increased in the engine. 

 

   In the Fig.  4, 5, 6, 7 and 8, construction variants are proposed which cause the nozzle needle 32 to open slowly without its closing speed compared to that shown in FIG.  1 or 3 solutions to reduce. 



   By a sensible combination of the possibilities, a double injection with slowly opening and rapidly closing nozzle needle 32 can of course also be realized.   



   In Fig.  4, the guide piston 30 of the nozzle needle 32 has an intermediate valve 182 which is guided by a bore 184 in the interior of the guide piston 30 with a close sliding fit.  The intermediate valve 182 has the seat cone 186 at one end, which cooperates with a cone attached in the needle cap 20.  At the other end of the intermediate valve 182 there is a spring I88.  The seat cone 186 and the cone mounted in the needle cap 20 have a slightly different conicity, so that both cones touch on one line.  The small space 42 communicates via a bore 190 and a small bore 192 with the small bore 194 made on the longitudinal axis of the intermediate valve 182. 



   If the pilot needle 72 is moved away from its seat 70, a flow is formed in the bores 26 and 194.  The fuel passes from ring groove 195 through two opposite passages 196 into bore 184 in order to flow from there via bore 198 made in intermediate valve 182 into small bore 194.  All inflow cross sections to the small bore 194 are significantly larger than the cross section of the small bore 194. 



   The same as the process shown in Fig.  1, the pressure in the space 200 drops.  This causes the seat cone 186 from the intermediate valve 182 (which due to spring 188 already cooperates with the cone attached in the needle cap 20) to the pressure force in bore 184 and the pressure force in the small space 42 at the upper end of the guide piston 30 of the nozzle needle 32 the cone attached in the needle cap 20 is pressed. 



   The small space 42 now communicates exclusively via the small bore 192 with the small bore 194, in which the pressure has dropped due to the existing flow.  The pressure consequently also drops in the small space 42.  As soon as the nozzle needle 32 moves, the pressure in the small space 42 rises again due to the pumping action of the end face 40 of the guide piston 30 until a balance is reached between the amount of fuel displaced by the guide piston 30 and the amount of fuel discharged via the small bore 192.  Nozzle needle 32 will thus open with a slow, controlled movement. 



   If pilot needle 72 closes off seat 70, the flow in bore 26 is stopped.  The pressure in the space 200 suddenly increases and causes the intermediate valve 182 to be moved away from its rest position on the cone of the needle cap 20 against the force of the spring 188.  The pressure in the small space 42 quickly adapts to the pressure in the space 200, and nozzle needle 32 begins its closing movement.  Since the cross section of the small bore 194 is larger than that of the small bore 192 and since the flow from the intermediate space 200 to the small space 42 can run almost unimpeded, the closing movement of the nozzle needle 32 will take place faster than its opening movement. 



   In Fig.  5 are three views of a variant of the solution of FIG.  4 analog construction shown.  The bottom view of Fig.  5 shows a section in the same section plane as FIG. 4.  The middle view shows the intermediate valve 182 as seen from above with respect to the lower view.  The top view shows a section at an angle of 90 to the bottom view.  The taper from the seat cone 186 of the intermediate valve 182 and that from the cone of the needle cap 20 are now practically the same.  Intermediate valve 182 of FIG.  5 has (in addition to the intermediate valve of Fig.  4) 3 side holes 202.  One end of the bores 202 opens into the seat cone 186, the other end into the bore 198 of the intermediate valve 182. 



   The procedure for opening and closing the nozzle needle 32 is analogous to that in Fig.  4th  The closing process takes place in the solution from Fig.  5 faster than in the solution of Fig.  4 instead. 



  If intermediate valve 182 moves away from its rest position on the cone of needle cap 20, then a multiple of the flow cross-section of bore 194, namely that of bore 194 and that of the three bores 202, is available in order to reduce the amount of fuel required to close the nozzle needle 32 into the small one To replenish room 42. 



   In Fig.  6, which otherwise has the same solution as Fig.  5, the seat cone 186 has been replaced by the intermediate valve 182 by a flat seat 204.  The three bores 202 open into this flat seat 204 at one end.  The processes when opening and closing the nozzle needle 32 are the same as in FIG.  5.  The advantage of a flat seat compared to a conical seat is that a slight debaching of the parts does not prejudge the tightness of the seat. 



   In order to ensure the tightness of the seat common to the intermediate valve 182 and the needle cap 20, one of the two seat parts can also be coated with an elastic coating (e.g.  B.  by vulcanization of an elastomer). 



   Fig.  7 represents a solution to FIG.  5 and Fig.  6 similar solution.  The small bore 194 on the longitudinal axis of intermediate valve 182 has been omitted.  One end of the small bore 192 opens on the longitudinal axis of the intermediate needle 182 into the surface 208 of the intermediate valve 182 slightly offset from the sealing seat 206. 



   When pilot needle 72 is opened, the known flow forms in small bore 26.  Since the small bore 192 opens onto the longitudinal axis of the intermediate valve 182 (and consequently on the longitudinal axis of the small bore 26), the flow in the small bore 26 will cause a flow in the small bore 192 and consequently nozzle needle 32 can open. 



   If pilot needle 72 closes off seat 70, the flow in bore 26 is stopped.  It is now necessary that fuel 202 from the bores 202 can rapidly put the end face of the intermediate valve 182 under high pressure so that the intermediate valve 182 can move away from the sealing seat 206 and the flow can flow from the bores 202 via the sealing seat 206 into the small space 42 .  For this purpose, the surface 208 in the intermediate valve 182 was slightly offset from the sealing seat 206.  In this solution, sealing seat 206 consists of an annular sealing surface. 



   If pilot needle 72 is open, then there is a leakage flow in the gap between surface 208 and needle cap 20. 



  Since the surface 208 is only slightly offset from the sealing seat 206, and since the small bore 26 does not countersink (as countersink 27 in  1), the amount of fuel that can flow from the holes 202 into the small hole 26 is small. 



   Fig.  8 represents a different solution for controlling a slow opening movement and a rapid closing movement of the nozzle needle 32 compared to FIGS. 5, 6 and 7.  The adjustability of the stroke of the nozzle needle 32 as in Fig.  1, as well as the fact that a valve housing 18 can be used according to claim 1, is also retained in this construction, as well as in constructions 4, 5, 6 and 7. 

 

   The guide piston 30 of the nozzle needle 32 has a thinner part 210 on the end face, on which one end of the spring 212 is guided.  The other end of spring 212 is guided by the intermediate valve 214, which laterally defines an annular cross section 216 together with the bore 220 common to the guide piston 30 and the insert 218.  The intermediate valve 214 has a small bore 222.  One end of the small bore 222 opens into the space 42 at the upper end of the guide piston 30 of the nozzle needle 32.    



  The other end of the small bore 222 opens into a larger bore 224 in the intermediate valve 214. 



   The intermediate valve 214 has a flat sealing seat 226 common to the insert 218.  The insert 218 also has an annular bore 228 which is connected to the fuel supply bore 12 of the injection valve 10 and also has a plurality of bores 230. 



  One end of the bores 230 opens into the ring bore 228, the other end into the sealing seat 226. 



   A small bore 232 connects ring bore 228 to a small bore 234 made longitudinally in insert 218.  One end of the bore 234 opens into the seat 70, which can be closed off by the pilot needle 72. 



  The other end of bore 234 communicates with a larger bore 236, which in turn communicates with bore 224.  The insert 218 and the guide piston 30 of the nozzle needle 32 are made in a close sliding fit with the bore 220, so that the amount of leak fuel from the annular bore 228 to the relief chamber 78 remains small (cf.  in Fig.  1). 



   The functioning of the arrangement is again analogous to the previous construction drawings.  The small bore 232 could also be omitted if leakage between the bores 230 and bore 236 can be ensured.  The leakage flow could correspond to Fig.  7 or also by a targeted surface roughness of the partial surface of the sealing seat 226, which is located between the confluence of the bores 230 in the sealing seat 226 and the bore 236. 

 

   The advantage of the construction variant of Fig.  8 is that a single inner bore needs to be made with an exact fit, instead of two or three as in the previous solutions.  This is hole 220.  Only the guide piston 30 and the outer diameter of the insert 218 have to be fitted onto the bore 220. 



  Furthermore, the pressure force, which is transmitted from the stop surface 114 to the upper elements in the injection valve 10, is reduced in comparison with the constructions described above.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Fuel injection valve (10) for intermittent fuel supply into the combustion chamber of a piston internal combustion engine, with a nozzle needle (32), one end of which is designed as a sealing seat (48) and cooperates with a sealing seat installed in the front part of the valve housing (18) when the valve is opened Nozzle needle (32) fuel is supplied to the combustion chamber and when the nozzle needle (32) closes the fuel supply to the combustion chamber, the opening and closing process of the nozzle needle (32) depends on the fuel pressure on the end face (40) of one at the other end of the nozzle needle (32 ) existing guide element (30) is controlled, the fuel pressure level on the end face (40) of this guide element (30) by two control bores (26, 38) and by an electromagnetically controlled valve (72),

which can open and close one end of the one control bore (26) is controlled with a solenoid (74) which actuates this valve (72), characterized in that a workpiece forms the injection valve housing (18), in which the nozzle needle (32 ) and the elements (26, 38, 42, 72, 74) controlling the pressure on the end face (40) of the nozzle needle (32) together with control bores (26, 38), solenoid (74) and electromagnetically actuated valve (72) of the the end of the injector housing (18) opposite the nozzle tip (50) can be removed and installed.

2. Fuel injection valve according to claim 1, with a housing (88) which can be removed from the injection valve housing (18) and is located on the same longitudinal axis as the nozzle needle (32), in which the solenoid (74), which can be actuated by the solenoid (74), axially Slidable valve (72) and elements (90, 108, 110) for adjusting the stroke of this electromagnetically actuated valve (72) are assembled into a structural unit (72, 74, 88, 90, 108, 110), characterized in that these Unit (72, 74, 88, 90, 108, 110) for setting a desired stroke of the nozzle needle (32) in the longitudinal direction on that of the unit (72, 74, 88, 90, 108, 110) and the nozzle needle (32) common Longitudinal axis is displaceable.

3. Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the axial displacement of the structural unit (72, 74, 88, 90, 108, 110), which consists of a housing (88), the solenoid (74) together with the electromagnetically actuated valve (72) and the elements (108, 110) for adjusting the stroke of the electromagnetically actuated valve, without rotation of this assembly (72, 74, 88.90, 108, 110) is possible.

4. Fuel injection valve according to claim 3, characterized in that the axial displacement of the structural unit (72, 74, 88, 90, 108, 110) is made dependent on the rotation of an intermediate element (118) provided with an internal and an external thread, which Internal thread of this intermediate element (118) fits with a thread (116) made on the outer edge of the housing (88) of the structural unit (72, 74, 88, 90, 108, 110), the external thread of this intermediate element (118) with a thread on the inner edge of the injection valve housing (18 ) manufactured thread (120) fits, the internal and external threads of this intermediate element (118) have a different pitch.

5. Fuel injection valve according to claim 2, characterized in that the stroke of the electromagnetically actuated valve (72) by rotating a perforated screw screwed in the front part of the housing (88) of the structural unit (72, 74, 88, 90, 108, 110) (108) can be adjusted, the bore in the screw (108) is used as a guide for the shaft (76) of the electromagnetically operated valve (72) and the screw (108) after the adjustment operation with a lock nut (110) on the housing (88) of the assembly (72, 74, 88, 90, 108, 110) is blocked, and the whole adjustment operation can be carried out before the assembly (72, 74, 88, 90, 108, 110) into the injection valve housing (18 ) is installed.

6. Fuel injection valve according to claim 1 with the electromagnetically actuated valve (72) which consists of an armature (106) made of soft magnetic material and a shaft (76) made of hard material, the shaft (76) at one end fixed to the armature (106) at the other end has a sealing seat (70) which cooperates with a seat present in a further nozzle element (20) in order to control the pressure on the end face (40) of the guide element (30) of the nozzle needle (32), characterized in that a bending beam spring (128) initiates its restoring force, which is opposite to the electromagnetic attraction force, on the shaft (76) of the electromagnetically actuated valve (72), at a point (132) which lies between the armature (106) and the sealing seat (70) , this valve (72) is located.

7. Fuel injection valve according to claim 6, characterized in that one end of the cantilever spring (128) rests in a bore (132) in the shaft (76) of the electromagnetically actuated valve (72) and thereby transmits its bearing force to the valve (72).

8. Fuel injection valve according to claim 6, characterized in that a device (130, 134, 136, 138, 140) for adjusting the desired restoring force of the bending beam spring (128) is present.

9. Fuel injection valve according to claim 8, characterized in that the device (130, 134, 136, 138, 140) consists of an element (134) which guides the spring (128) in the circumferential and radial directions and on that of the Support point (132) on the shaft (76) of the valve (72) opposite end of the cantilever spring (128), from a pin (130) which forms a central support between these support points and a screw (136) with lock nut (138), with which the element (134) guiding the spring (128) can be displaced in the longitudinal direction in order to change the bending beam spring force.

10. Fuel injection valve according to claim 1, characterized in that the one bore (26) and the other bore (38, or 194), which lie on a common longitudinal axis, a single, two bores (26, 38, or 26, 194) common fuel jet can be created when the electromagnetically actuated valve (72) moves away from the sealing seat (70), in which one end of one bore (26) opens, the pressure profile occurring in the space (42, 200) around the separation point of the Bores (26, 38 or 26, 194) is caused, the pressure on the end face (40) of the guide element (30) of the nozzle needle (32) at least co-determined.

11. Fuel injection valve according to claim 10, characterized in that the other bore (38) in the guide element (30) of the nozzle needle (32) is made, one end of this other bore (38) with the fuel inflow bore (12) of the injection valve housing (18) is connected, the other end of this other bore (38) opens into the end face (40) of the guide element (30) of the nozzle needle (32).

12. Fuel injection valve according to claim 10, characterized in that the one bore (26) is made in an otherwise closed end of a cylindrical element (20), the cylindrical element (20) has an internal guide (28) which the guide element (30 ) leads the nozzle needle (32) and on the outer lateral surface, the cylindrical element (20) is guided by a guide (16) of the injection valve housing (18).

13. Fuel injection valve according to claims 11

and 12, characterized in that the space (42) around the separation point of the one bore (26) and the other bore (38) between the end face (40) of the guide element (30) of the nozzle needle (32) and the inside of the cylindrical element (20) defined stroke stop surface of the guide element (30) is formed.

14. Fuel injection valve according to claim 10, characterized in that that end of the one bore (26), which opens into the space (42) around the separation point of the one bore (26) and the other bore (38), a funnel-shaped countersink (27 ) having.

15. Fuel injection valve according to claim 1, with a directly around the nozzle needle (32) arranged memory (46), the volume of which exceeds the fuel volume injected with each injection, with a throttle bore (44) which is the only communication opening between the high-pressure input line (12) and forms the accumulator (46), characterized in that the throttle bore (44) is made in the guide element (30) of the nozzle needle (32).

16. The fuel injector according to claim 1, having a nozzle needle spring (60) which acts on the nozzle needle (32) with a force in the closing direction of the nozzle needle (32), characterized in that the spring force is removably attached by means of one or more of the nozzle needle (32) Intermediate elements (62, 64) is transferred to the nozzle needle (32).

17. The fuel injector according to claim 16, characterized in that the removable elements (62, 64) from an outer, circumferentially closed intermediate element (62) on whose flat extension the nozzle needle spring (60) sits, and a slit on one side, at least inside conical or there are two semicircular, at least partially conical element (64), the nozzle needle (32) itself has a conical section (66) onto which these removable elements (62, 64) are pressed by the spring force.

18. Fuel injection valve according to claim 1, with a directly around the nozzle needle (32) arranged memory (46), the volume of which exceeds the fuel volume injected with each injection, with a pressure difference valve (154), the connection at a given pressure difference , 156, 160, 162) between the fuel inlet bore (12) and the accumulator (46) and consists of a ball valve (158) loaded with a preloaded spring (166), characterized in that the connection (14, 156, 160, 162) from the fuel inlet bore (12) to the pressure difference valve (154) via at least one ring groove (14, 24) made around the guide element (30) of the nozzle needle (32) and at least one bore (156), one end of which bore in the ring groove (14, 24),

the second end of which is connected to the pressure differential valve (154).

19. The fuel injector according to claim 18, characterized in that the biasing force of the spring (166) of the pressure differential valve (154) can be changed with a device (168, 170, 172, 174).

20. The fuel injector according to claim 1, characterized in that Mitte1 (182; 202; 214, 230) are provided in order to inhibit the nozzle needle opening movement and the nozzle needle closing movement can take place faster than the opening movement.

21. Fuel injection valve according to claims 1, 10, 12 and 20, characterized in that the opening movement of the nozzle needle (32) is inhibited by an intermediate valve (182) guided on one side in the interior (184) of the guide element (30) of the nozzle needle (32) , the intermediate valve (182) immediately before and during the opening movement of the nozzle needle (32) by a spring (188) and pressure forces on a sealing seat (186) common to the intermediate valve (182) and the cylindrical element (20), the intermediate valve (182) during the closing movement of the nozzle needle (32) by pressure forces against the force of the spring (188) is moved away from this sealing seat (186).

22. Fuel injection valve according to claim 21, characterized in that a small bore (192) made in the intermediate valve (182), the space (42) on the end face of the guide element (30) of the nozzle needle (32) with the small one made in the intermediate valve (182) in the longitudinal direction Bore (194) connects, the space (200) around the separation point of the one bore (26) and a second bore (194) between that common seat (186) and the cylindrical element (20) (186) and the junction which is a bore (26).

23. The fuel injector according to claim 22, characterized in that the intermediate valve (182) has at least one bore (202) which extends from a bore (198) made on the longitudinal axis of the intermediate valve (182) into the intermediate valve (182) and the cylindrical element (20) common seat (186; 204; 206, 208) opens, the cross-section released during the closing process of the nozzle needle (32) due to the movement of the intermediate valve (182) away from the sealing seat (186; 204; 206, 208) this allows at least one bore (202) in the space (42) on the end face of the guide element (30) of the nozzle needle (32).

24. Fuel injection valve according to claims 21 and 23, characterized in that a small bore (192) made in the intermediate valve (182) only the space (42) on the end face of the guide element (30) of the nozzle needle (32) with the end face (206, 208 ) of the intermediate valve (182) in such a way that the flow in the one bore (26) during the switching process of the electromagnetically controlled valve (72) causes a flow in this small bore (192).

25. Fuel injection valve according to claim 20, characterized in that a cylindrical insert (218) in a with the guide element (30) of the nozzle needle (32) common bore (220) of the injection valve housing (18) is fitted, the insert (218) an annular groove (228), which is connected to the high-pressure inlet line (12), from the annular groove (228) opens at least one bore (230) into a sealing seat (226), which is common to the insert (218) and an intermediate valve (214) , the intermediate valve (214) is pressed against the sealing seat (226) by a spring (212) and pressure forces during the opening process of the nozzle needle (32), a bore (224) in the intermediate valve (214) the space on the end face of the guide element (30) the nozzle needle (32) connects to a bore (236) made in the insert (218),

the intermediate valve (214) is moved by pressure forces away from its sealing seat (226) common to the insert (218) during the closing process of the nozzle needle (32) and consequently a flow from the annular groove (228) at least over the opening into the sealing seat (226) a bore (230) takes place in the space (42) on the end face of the guide element (30).

26. The fuel injector according to claim 25, characterized in that from the annular groove (228) a small bore (232) intersects with the small bore (234) present in the insert (218), one end of which is from the electromagnetically actuated valve (72). can be opened and closed.

27. Fuel injection valve according to claims 21 and 25, characterized in that that of the intermediate valve (188; 214) and the cylindrical element (20)

or the sealing seat (186; 204; 206; 226) common to the cylindrical insert (218) is a conical or a flat seat.

28. Fuel injection valve according to claims 2, 5, 12 and 25, characterized in that a flat end of the perforated screw (108) present in the structural unit (72, 74, 8g, 90, 108, 110), with which the stroke of the Electromagnetically actuated valve (72) is set and the flat, closed end of the cylindrical element (20) or the likewise flat end of the cylindrical insert (218) touch, whereby the axial displacement of the assembly (72, 74, 88, 90,108 , 110) causes an equal displacement of the cylindrical element (20) or the cylindrical insert (218), which is equivalent to a change in the stroke of the nozzle needle (32).

29. Fuel injection valve according to claims 2, 5, 12, 25 and 28, characterized in that the sealing seat around one end of the small bore is on a plane with the flat end of the cylindrical element (20) or the cylindrical insert (218) (26; 234), which can be opened or closed by the associated sealing seat on the shaft (76) of the electromagnetically actuated valve (72), whereby the stroke of the electromagnetically actuated valve (72) is maintained, which is before the assembly of the assembly (72 , 74, 88, 90, 108, 110) was adjusted in the injection valve housing (18).