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Einspritzdüse für Einspritzverbrennitugskraftitiaschiiien.
Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für Einspritzverbrennungskraftmaschinen und bezweckt die bei Einspritzdüsen bisher bestandenen Schwierigkeiten in der Abdichtung und Steuerung der Düsennade] zu beseitigen und eine Einspritzdüse zu schaffen, die unter den schwierigsten Betriebsbedingungen bei einem Minimum an Wartung dauernd und verlässlich arbeitet. Der Erfindung gemäss wird dies dadurch erreicht, dass über der Düsennadel ein Sperrflüssigkeitspolster angeordnet ist, der die Abdichtung der Düsennadel bewirkt und auf die Düsennadel steuernd, z. B. schliessend, einwirkt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Fig. 1 zeigt eine Einspritzdüse an sich bekannter Bauart im Längsschnitt, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Einspritzdüse gemäss der vorliegenden Erfindung. In den Fig. 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele von Einspritzdüsen gemäss der Erfindung dargestellt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten Ausführungsform einer geschlossenen Ein-
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Brennstoffraum, 4 die Brennstoffzuleitung zum Brennstotfraum, 5 das Federgehäuse und 6 die auf die Düsennadel 2 einwirkende Feder zum Schliessen der Düse. Die Düsennadel 2 ist mit einem Kolben 8 ausgestattet, der mit der Düsennadel 2 eine Art Stufenkolben bildet. Der bei 4 in den Brennstoffraum unter Druck eingepumpte Brennstoff bewirkt ein Anheben der Düsennadel 2. Bei derartigen Ausführungen besteht die Schwierigkeit, den unter hohen Druck in den Raum 3 eingepumpten Brennstoff gegen das Federgehäuse 5 verlässlich und dauernd abzudichten. Für gewöhnlich wird die Dichtung durch präzises Schleifen des Kolbens 8 erzielt.
Eine derartige Dichtung ist aber äusserst empfindlich und auch kostspielig, ganz abgesehen davon, dass sie nicht dauernd betriebssicher wirkt.
Bei der Einspritzdüse gemäss Fig. 2 stellt 11 das Düsengehäuse, 12 die Einspritznadel, 13 den Brennstoffraum, 14 die von der Einspritzpumpe zum Brennstoffraum 13 führende Zuleitung für den Brennstoff, 15 das Federgehäuse und 16 die Düsenfeder dar. Der Erfindung gemäss ist bei dieser Düse der Brennstoffraum 13 an der Einführungsstelle 20 abgedichtet.
Die Sperrflüssigkeit 20 ist in einer Kammer 21 eingefüllt, die im Düsengehäuse 11 sich befindet. Als Sperrflüssigkeit eignen sich insbesondere Flüssigkeiten von höherer Viskosität als der des Brennstoffes, zum Beispiel Glyzerin. Die Düsennadel 12 ist mit einem Kolben 18 ausgestattet, der im Bereiche des Brennstoffraunies 13 mit der Düsennadel 12 einen Stufenkolben bildet. Der Kolben 18 taucht in die Sperrflüssigkeitskammer 21 ein, derart, das seine obere Stirnfläche 22 in der Kammer 21 liegt. In die Kammer 21 ist weiters ein Druckstempel 25 eingeführt, dessen Stirnfläche 26 in der Kammer 21 liegt und auf die Sperrflüssigkeit 20 einwirkt. Der Druekstempel 25 ist in einer Führung 28 des Gehäuses 11 verschiebbar und dicht eingesetzt.
Sein aus der Führung 28 herausragendes Ende befindet sich im Federgehäuse 15 und trägt einen Federteller 30, gegen den sich das eine Ende der Düsenfeder 16 abstützt. Das zweite Ende der Düsenfeder 16 liegt an einen Federteller 31 an, der durch eine Schraube 32 verstellt werden kann. Zum Einfüllen der Sperrflüssigkeit 20 in die Kammer 21 ist eine absperrbare Leitung 34 vorgesehen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Druck der Feder 16 über den Sperrflüssigkeitspolster 20 auf die Düsennadel 12 übertragen und letztere normal in der Schliessstellung
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gehalten. Der durch die Brennstoffpumpe bei 14 in den Brennstoffraum 13 eingepresste Brennstoff drückt auf den Kolben 18 und hebt die Düsennadel12 12 an. Der Hub des Kolbens 18 wird durch den Sperrflüssigkeitspolster 20 auf den Stempel 25 übertragen und dieser unter Zusammendrückung der Feder 16 nach aufwärts bewegt. Nach erfolgter Einspritzung des Brennstoffes, also bei Druckabnahme im Brennstoffraum 13, bewirkt die Feder 16 auf dem Wege 30, 25, 20, 18 ein Schliessen der Düsennadel 12.
Da die Sperrflüssigkeit stets unter dem Drucke der Feder 16 steht, wird nur in dem Augenblicke, in dem die Nadel 12 durch den Überdruck des eingeführten Brennstoffes geöffnet wird, ein geringer Druckunterschied zwischen dem Brennstoffraum 13 und der Sperrflüssigkeitskammer 21 herrschen. Nur gegen diesen geringen Druckunterschied braucht der Kolben 18 abzudichten, was leicht durch entsprechend genaue Herstellung des Kolbens erzielt werden kann. Die Abdichtung des Sperrflüssigkeitspolsters gegen das Federgehäuse bietet infolge der grösseren Viskosität der Sperrflüssigkeit keine Schwierigkeit. Überdies wird ein geringer Verlust an Sperrflüssigkeit durch den Druck der Feder, sofort ausgeglichen. Auch besteht bei merklichen Nachlassen des Federdruckes noch die Möglichkeit des Nachspannens der Feder vermittels der Stellschraube 32.
Die Sperrnüssigkeitskammer. 21 stellt ein an sich geschlossenes Gefäss dar. Nach dem Gesetz des hydrostatischen Druckes in geschlossenen Gefässen kann der Durchmesser des Druckstempels 25 beliebig kleiner als jener des Kolbens 18 sein. Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 zeigt auch einen im Durchmesser annähernd um die Hälfte kleineren Druckstempel 25. Dadurch wird es möglich, mit einer schwächeren Feder 16 den erforderlichen Druck zum Schliessen der Nadel 12 herzustellen. Dies bietet gegenüber den bisher bekannten Einspritzdüsen (Fig. 1), bei denen die Spannung der Feder 6 unmittelbar auf die Düsennadel übertragen wird, ebenfalls einen erheblichen Vorteil.
In Fig. 3 stellt 11 das Düsengehäuse, 12 die Düsennadel, 13 den Brennstoffraum, 14 die von der Brennstoffpumpe kommende Zuleitung für den flüssigen Brennstoff und 18 den auf der Düsennadel 12 vorgesehenen Kolben dar. Über dem Kolben 18 ist ein Sperrflüssigkeitspolster 20 in einer Kammer 41 angeordnet. 44 ist eine absperrbare Zuleitung zur Kammer 41, um letztere mit Sperrflüssigkeit aufzufüllen. Nachdem bei Brennstoffdüsen nur ein sehr kleiner Nadelhub in Betracht kommt (zirka 0'2 mm), wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Elastizität der Sperrflüssigkeit 20 selbst als Federkraft ausgenutzt. Die Sperrflüssigkeit 20 steht in diesem Falle unter Druck, was leicht durch Einspressen der Sperrflüssigkeit bei 44 erreicht werden kann.
An der obersten Stelle der Sperrflüssigkeitskammer 41 ist eine Entlüftungseinrichtung 46 vorgesehen. Dieselbe besteht aus einer Entlüftungsschraube 46, die in dem Deckel 47 der Sperrflüssigkeitskammer 41 eingeschraubt ist. Die Entlüftungsschraube 46 dient dazu, die Kammer 41 mit Sperrflüssigkeit voll aufzufüllen, ohne dass in der Kammer 41 Luftblasen zurückbleiben.
Beim Einpressen des Brennstoffes in den Brennstoffraum 13 wird die Düsennadel 12 durch den Druck des Brennstoffes auf den Kolben 18 angehoben und drückt
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Sperrflüssigkeit wieder aus und bewirkt ein Schliessen der Düsennadel 12. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kommt der Sperrflüssigkeit eine doppelte Rolle zu ; einerseits wirkt die Sperrflüssigkeit als Dichtmittel und anderseits als Schliessfeder zum Schiessen der Düsennadel 12.
In Fig. 4 stellt 11 das Düsengehäuse, 12 die Düsennadel, 13 den Brennstoffraum, 14 die Zuleitung zum Brennstoffraum und 18 den Kolben der Düsennadel dar. Der Kolben 18 ist dicht im Gehäuse 11 eingesetzt. Der Kolben taucht in eine Sperrflüssigkeitskammer 51 ein. Als Sperrflüssigkeit wirkt bei diesem Ausführungsbeispiel der Brennstoff selbst und wird dessen Elastizität als Federkraft ausgenutzt. 54 ist eine Zuleitung zum Raum 51, um den Brennstoff in dem Raum 51 einzufüllen und unter Druck zu setzen. Das Volumen der Kammer 51 ist mit Bezug auf das Volumen des Brennstoffraumes 13 um so viel grösser bemessen, dass die durch den Überdruck im Brennstoffraum 13 bewirkte Zusammendrückung des als Sperrflüssigkeit wirkenden Brennstoffes in der Kammer 51 den gewünschten Hub der Düsennadel zulässt.
Dieses Raumverhältnis kann leicht durch Berechnung bestimmt werden.
Um überdies dieses Raumverhältnis genau einstellen zu können, weist die Sperrflüssigkeitskammer 51 verstellbare Mittel zum Unterdrucksetzen der Sperrflüssigkeit auf. Diese Mittel bestehen aus einem in die Kammer 51 eintauchenden Verdrängerkörper 58, z. B. einen Verdrängerkolben, der mittels Gewinde 59 in einer Überwurfklappe 55 eingeschraubt ist. Die Überwurfkappr 55 dient gleichzeitig zum Anziehen einer Stopfbüchse 56.57 ist ein Vierkant zum Aufstecken eines Schlüssels, um den Verdrängerkörper 58 leicht drehen zu können. Durch Hinein-und Herausschrauben des Verdrängerkörpers 58 wird das Volumen der Kammer 51 genau eingestellt. An höchster Stelle der Kammer 51 ist eine Entlüftungsvorrichtung vorgesehen.
Dieselbe besteht wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 aus einer Entlüftungsschraube 46 die in den Deckel 47 der Kammer 51 eingeschraubt ist.
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Der durch 14 in den Brennstoffraum 13 unter Druck eingeführte Brennstoff bewirkt ein Anheben der Düsennadel12. wobei der Kolben 18 den als Sperrflüssigkeit in der Kammer 51 wirkenden Brennstoff zusammendrückt. Nach Aufhören des Druckes in dem Raum 13 bewirkt die Elastizität des zusammengedrückten Brennstoffes ein Schliessen der Düsennadel 12. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind in dem Brennstoffraum 13 und in der Sperrflüssigkeitskammer 51 Flüssigkeiten von gleicher Viskosität. Da aber nur ein geringer Druckunterschied zwischen 13 und 51 besteht, wird hiedurch die Abdichtung der Düsennadel wesentlich erleichtert. Auch ist in diesem Falle ein Vermischen beider Flüssigkeiten vollständig belanglos.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einspritzdüse für Einspritzverbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass
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