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Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit entgegen der Richtung der Brennstofförderung schliessendem Absperrorgan, das in einer vor der Düsenmündung liegenden Kammer angeordnet ist, die im wesentlichen durch ein rohrartiges Einsatzstück, das zwischen Brennstoffzuführungsteil und Düsenmundstück angeordnet ist, gebildet wird, so dass zwischen dem in den Brennraum ragenden Teil des Düsenmundstückes und dem Sitz des Absperrorganes mindestens zwei den Wärmefluss hemmende Trennflächen entstehen.
Es sind schon eine Reihe von Massnahmen bekannt geworden, die eine Überhitzung des Düsenmundstückes verhindern sollen, ebenso ist schon vorgeschlagen worden. Temperaturschwankungen im Absperrorgan dadurch noch wirksamer zu verhindern, dass zwischen Überwurfmutter und Dusenmundstück ringoder hülsenförmige Isolietzwischenstücke aus einem Werkstoff geringer Wärmeleitfähigkeit angeordnet werden.
Bei Verwendung von hülsenformigen Zwischenstücken hat es sich nun gezeigt, dass der in den Brennraum ragende Teil des Düsenmundstückes im Hinblick auf seinen sehr geringen Durchmesser, der bei zylindrischer Ausführung erforderlich ist, um eine entsprechend kleine Stirnfläche zu erhalten, die für den Wärmeeinfall massgebend ist, bei dem als günstig erkannten Verhältnis von Länge zu Durchmesser von etwa 4 : 1 den mechanischen Beanspruchungen nicht immer gewachsen ist und verhältnismässig leicht bricht.
Würde nun die Bemessung den mechanischen Beanspruchungen angepasst werden, so würde eine wesentlich grössere Wärmeeinfallfläche entstehen und der ursprüngliche Zweck vereitelt werden.
Die bekannte Ausführung, das Düsenmundstück entsprechend verjüngt auszuführen und zwischen diesem und der Isolierhülse grössere Hohlräume freizulassen, ist bei der vorliegenden Art von Einspritzdüsen nicht anwendbar, da diese Hohlräume ohne entsprechende Abdichtung gegen den Brennraum durch dauerndes Aus-und Einströmen von heissen Verbrennungsgasen zu einer starken Aufheizung der Düse führen.
Durch dieErfindung soll nun ohne Vergrösserung der Stirnfläche des in den Brennraum ragenden Teiles des Düsenmundstückes und ohne schwierige zusätzliche Abdichtungsmassnahmen einebessere mechanische Festigkeit erzielt werden.
Dies wird erfindungsgem ss dadurch erreicht, dass das Isolierzwischenstück dem in an sich bekannter Weise als Körper gleicher Festigkeit ausgebildeten, oder zumindest angenähert als ein solcher ausgebildeten, in den Brennraum ragenden Teil des Düsennumdstückes angepasst ist.
In der Zeichnung sind in Fig. 1 eine bereits bekannte Düse und in den Fig. 2-5 mehrere Ausfüh-
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gende Teil des Düsenmundstückes 6, mit 2 die Überwurfmutter mit 3, Sa, 3b, 3c und 3d verschiedene Formen des Isolierzwischenstückes, mit 4 und 5 isolierende Luftspalten, mit 7 die Düsenfeder, mit 8 der Federteller, mit 9 das Absperrorgan, mit 10 das rohrförmige Einsatzstück mit der Ventilkammer, mit 11 der Kraftstoffzuführungsteil mit dem Ventilsitz bezeichnet. 12 stellt einen hochgezogenen Rand des Isolierzwischenstückes dar.
Bei der bekannten Ausführung gemäss Fig. 1 besitzt der in den Brennraum ragende Teil 1 des Düsenmundstückes 6 bei Anwendung des für eine gute Wärmeschutzwirkung erforderlichen Verhältnisses von Länge L zu Durchmesser d von etwa 4 : 1 keine genügende Festigkeit mehr.
Im Gegensatz hiezu ist bei den in den Fig. 2-5 dargestellten erfindungsgemässen Ausführungsbei-
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spielen durch Vergrösserung des Durchmessers D entsprechend einem Körper gleicher Festigkeit die mechanische Festigkeit des in den Brennraum ragenden Teiles la, Ib, lc und Id des Düsenmundstückes 6 wesentlich erhöht, ohne die für den WärmeeinfaU massgebende Stirnfläche, die durch den Durchmesser d gekennzeichnet ist, zu vergrössern, d. h., ohne die Wärmeeinfa11- bzw. Wärmeisolations-Verhältnisse zu verschlechtern. Ob der rückwärtige Rana 12 des Isolierzwischenstückes hiebei hochgezogen wird, wie in Fig. l und 3 dargestellt, oder nicht, hat für den Gegenstand der Erfindung keine Bedeutung.
Bei der theoretisch richtigen Form ist die Mantelfläche des in den BrennraumragendenTeilesdef Düsenmundstückes bekanntlich eine parabolische Fläche (Fig. 2). Die Herstellung einer solchen Fläche ist jedoch fertigungstechnisch nicht sehr einfach und daher teuer.
Überlegungen und praktische Versuche haben aber ergeben, dass kleine Abweichungen von der theoretisch richtigen Form noch keine Verminderung der Wirkung ergeben. Also solche Abweichungen kommen insbesondere in Betracht : a) eine kegelförmige Ausbildung (Fig. 3), b) eine stufenförmige Ausbildung (Fig. 4). c) Als Sonderfall von b), dass der in den Brennraum ragende Teil des Düsenmundstückes nur einmal,
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Absatz umschliesst (Fig. 5).
Bei allen diesen Ausführungen sind der grösste (D) und der kleinste (d) Durchmesser des Düsenmundstückes ungefähr gleich den entsprechenden Durchmessern der Ausführung gemäss Fig. 2.
Das Düsenmundstück la, Ib, 1c bzw. Id ist sodann jeweils derart auszubilden, dass zwischen innerer Mantelfläche des Isolierzwischenstückes 3a, 3b, 3c bzw. 3d und Düsenmundstück ein verhältnismässig geringer Luftspalt 4 verbleibt, der diese Isolierwirkung noch wesentlich verstärkt.
Ebenso ist zwischen dem Zwischenstück 3a, 3b, 3c bzw. 3d und der Überwurfmutter 2 ein verhältnismässig kleiner Luftspalt 5 vorzusehen.
Der Werkstoff für das Isolierzwischenstück kann derselbe wie bei den bisher bekannten Düsen dieser Art sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einspritzdüse fürBrennkraftmaschinen mit entgegen derRichtung derBrennstofförderung schliessendem Absperrorgan, das in einer vor der Düsenmündung liegenden Kammer angeordnet ist, die im wesentlichen durch ein rohrartiges Einsatzstück, das zwischen Brennstoffzuführungsteil und Düsenmundstück angeordnet ist, gebildet wird, so dass zwischen dem in den Brennraum ragenden Teil des Düsenmundstückes und dem Sitz desAbsperrorganes mindestens zwei den Wärmefluss hemmende Trennfläche entstehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierzwischenstück dem in an sich bekannter Weise als Körper gleicher Festigkeit ausgebildeten, oder zumindest angenähert als ein solcher ausgebildeten,
in den Brennraum ragenden Teil des Düsenmundstückes angepasst ist.