AT395638B - Einspritzduese fuer brennkraftmaschinen, insbesondere dieselmotoren - Google Patents

Description

AT 395 638 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einem durch den Kraftstoffdruck; in Strömungsrichtung mit sehr geringem Hub öffnenden, aus Ventilteller und Ventilschaft bestehenden Tellerventil, wobei der Kraftstoff unter hohem Druck und hoher Geschwindigkeit in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird und dar Hub des Tellerventiles durch einen Anschlag begrenzt S ist, der in der Nähe des Ventiltellers vorgesehen ist, sodaB sich verschiedene Wärmedehnungen von Ventilschaft und

Ventilgehäuse auf den maximalen Ventilhub nur geringfügig auswiiken.

Diese bekannte Einspritzdüse dient zur gleichmäßigen Verteilung des Kraftstoffes längs des Umfanges eines wenigstens annähernd rotationsförmigen Brennraumes, wobei die Einspritzdüse etwa in der Achse des Brennraumes angeordnet ist 10 Der Kraftstoff tritt dabei aus der Einspritzdüse in Form eines Kegelmantels mit sehr kleiner Wandstärke aus; er bietet der wenig bewegten Verbrennungsluft im Brennraum eine sehr große Angriffsfläche. Da er sich mit großer Geschwindigkeit beim Ein spritzen gegen den Umfang des Brennraumes bewegt, entsteht eine starke Reibung zwischen dem Kraftstoff und der Luft, die den Kraftstoff in kleinste Tröpfchen zerteilt Die Luft wird durch den Impuls des mit hoher Geschwindigkeit bewegten Kraftstoffes in der Richtung zum Umfang des Brennraumes nach 15 den Stoßgesetzen beschleunigt, wodurch Strömungen im Brennraum entstehen, die von der Einspritzdüse an den Umfang gerichtet sind und sodann vom Umfang gegen die Einspritzdüse führen. Der Winkel des Kraftstoffmantels im Brennraum und dieser selbst sind so aufeinander abzustimmen, daß eine gleichmäßige Mischung von Kraftstoff und Luft eintritt Der Öffnungswinkel des eingespritzten Kraftstoff-Kegelmantels beträgt hierbei mindestens 90°, vorzugsweise 120 bis 160°. Der Hub des Ventiltellers ist dementsprechend sehr klein, etwa in der Größenordnung 20 von einem oder mehreren hundertstel Millimeter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen sehr kleinen Maximalhub des Ventiltellers und den damit verbundenen größten Öffnungsspalt der Einspritzdüse bei allen Zuständen und sonstigen Gegebenheiten beim Betrieb der Brennkraftmaschine sicherzustellen und damit deren größtmögliche Betriebssicherheit zu gewährleisten.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe in erster Linie dadurch gelöst, daß als Anschlag in der Nähe des 25 Ventiltellers Vorsprünge im Ventilgehäuse nach innen und Vorsprünge außen am Ventilschaft vorgesehen sind, deren zugewandte Kontaktflächen bei geschlossenem Ventil um den gewünschten maximalen Ventilhub voneinander abstehen.

Vorteilhaft ist dabei eine Ausführung, bei welcher die Vorsprünge je diametral gegenüberliegend sich über weniger als 90 Winkelgrade «strecken und die axiale Deckung dieser Vorsprünge durch Verdrehung des Ventil-30 Schaftes «reicht wird. Dies ergibt eine einfache Ausführung und einfache Montagemöglichkeit.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können bei ein« Einspritzdüse, bei der koaxial zum Ventilschaft angeordnete TeUerfedem vorgesehen sind, die Tellerfedern an dem dem Ventiltell« gegenüberliegenden Ende des Ventilschaftes vorgesehen sein und sich einerseits am Ventilgehäuse und andererseits an auf dem Ventilschaft aufgeschraubten Muttem abstützen. Diese Ausführung gibt eine baulich sehr einfache und zweckmäßige Lösung, 35 weil die Tellerfed« für den sehr geringen Maximalhub des Ventils ausreichend ist und in axial« Richtung eine sehr g«inge Bauhöhe aufweisen kann.

Die Tellerfed«n können gleichzeitig auch zur Drehsicherung des Ventilschaftes h«angezogen werden, indem, nach einem weit«en Merkmal d« Erfindung, eine d«artige Drehsicherung durch das Zusammenwirken ein« Abflachung des Ventilschaftes und ein« dementsprechenden Ausnehmung der sich am Ventilgehäuse abstützenden 40 Tellerfed« einerseits und durch einen Stift zur Drehsicherung dieser Tellerfeder gegenüber dem Ventilgehäuse andererseits gebildet ist.

In Ausgestaltung d« Erfindung kann zwischen dem Zutritt des Kraftstoffes zum Ventil und dem Austrittaus dem Ventil ein Filter für den Kraftstoff vorgesehen sein, das mindestens Schmutzteilchen zurückhält, die größ« sind als d« maximale Ventilhub. Dadurch wird ein V«stopfen des sehr kleinen Ventilspaltes vermieden. Im Rahmen der 45 Erfindung kann das Kraftstoffilter durch abwechselnd von einer oberen und ein« unteren Ringnut ausgehenden und jeweils vor der anderen Ringnut endenden axialen Nuten am Ventilschaft und ein Spiel des Ventilschaftes im Ventilgehäuse gebildet sein, das kleiner ist als der maximale Ventilhub. Dadurch wird auf einfache und zuverlässige Weise die angestrebte Filterwirkung «zielt

DieErfindung wird nachfolgend anhand d« Zeichnung näh« erläutert Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße 50 Einspritzdüse im Axialschnitt, Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie (Π-Π) in Fig. l,Fig. 3 einen Schnitt gemäßd«

Linie (ΠΙ-ΠΙ) in Fig. 1, Fig. 4 ein Detail ein« anderen Ausführungsform ih v«größerter Darstellung und Fig. 5 den Ventilschaft einer weiteren Ausführungsform mit weggeschnittenem Mittelteil. Gleiche Teile sind mit den selben Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte «findungsgemäße Einspritzdüse besteht aus dem Ventilgehäuse (1), in welchem 55 d« Ventilschaft (2) mit Spiel axial gleitbar gelagert ist An seinem unteren Ende weist d« Ventilschaft (2) einen Ventilteller (3) mit einer konischen Sitzfläche (4) auf, deren Konuswinkel mit (5) bezeichn« ist und beim vorliegenden Beispiel etwa 140° beträgt Die Einspritzdüse ist so gestaltet, daß sie durch den Druck des zugeführten Kraftstoffes in Strömungsrichtung öffnet -2-

Claims (6)

1. AT39S638B Am anderen Ende des Ventilschaftes (2) greift eine aus zwei gleichartigen Teilen (6) und (7) bestehende Tellerfeder an, die im allgemeinen sehr steif sein soll Zum Anspannen der Tellerfeder (6,7) ist der obere Teil (8) des Ventilschaftes (2) mit einem Gewinde, vorzugsweise Feingewinde, und zwei Muttem (9) versehen. Der maximale Hub des Ventiles ist sehr klein, etwa in der Größenordnung von ein bis mehreren hundertstel Millimeter 5 zu bemessen. Er ist in der Zeichnung schematisch durch das Maß (10) veranschaulicht. Der Anschlag, der den maximalen Hub (10) begrenzt, wird durch die nach außen liegenden Vorsprünge (11) am Schaft (2) einerseits und die im Ventilgehäuse (1) nach innen gerichteten Vorsprünge (12) anderseits, gebildet Den Ventilschaft (2) kann man in das Ventilgehäuse (1) durch entsprechende Ausnehmungen (13), die etwas größer als die Vorsprünge (11) bemessen sein müssen, einstecken, so daß die Vorsprünge (11) auf der dem Ventilteller (3) 10 abgekehrten Seite der Vorsprünge (12) zu liegen kommen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel dreht man nun den Ventilschaft (2) um 90°, sodaß ach die Vorsprünge (11) am Ventilschaft (2) und die Vorsprünge (12) im Ventilgehäuse (1) in axialer Richtung decken und auf diese Weise die Hubbegrenzung ergeben. Zur Sicherung gegen Verdrehung des Ventilschaftes (2) aus dieser Lage dient die Tellerfeder (7), welche eine Durchbrechung (14) für den mit Abflachungen (15) versehenen oberen Teil des Ventilschaftes (2) aufweist und 15 außerdem durch den Stift (16) am Verdrehen gegenüber dem Ventilgehäuse (1) verhindert wird. Das von der nicht dargestellten Einspritzpumpe kommende Druckrohr ist in der Bohrung (17) angeschlossen, von dort wird der Kraftstoff über die Bohrung (18) der Ringnut (19) zugeführt, die im Ventilschaft (2) angeordnet ist Durch die Nuten (20), die am Umfang des Ventilschaftes (2) in axialer Richtung angebracht sind, wird der Kraftstoff der Ringnut (21) über dem Ventilteller (3) zugeführt. Die Anzahl der axial auszuführenden Nuten (20) ist so zu 20 wählen, daß die Verteilung am Umfang genügend gleichmäßig wird. Durch die Ringnut (22) wird der Leckkraftstoff über die Bohrung (23) dem Leckkraftstoffabfluß (24) zugeführt. Der Kegelwinkel (5) des Kraftstoffmantels im Brennraum und dieser selbst sind so aufeinander abzustimmen, daß eine gleichmäßige Mischung von Kraftstoff und Luft eintritt. In Fig. 4 ist eine Ausführung gemäß der Erfindung dargestellt, bei der die obere Kontur des Einlaufes in den Ventilspalt im Gegensatz zur Ausführung gemäß Fig. 1 25 abgerundet ist. Auf diese Weise wird die Stelle höchster Kraftstoffgeschwindigkeit in die Nähe des Austrittes des Strahles verlegt, wodurch ein größerer Teil der Druckenergie in kinetische Energie des Strahles umgesetzt wird. Die Ausführung des Ventilschaftes (2) gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von jener nach Fig. 1 dadurch, daß die axial verlaufenden Nuten zwischen den Ringnuten (19) und (25) nicht durchgehend sind, sondern daß axiale Nuten (26) und (27) vorgesehen sind, die abwechselnd von der oberen Ringnut (19) und der unteren Ringnut (25) ausgehen 30 und jeweils vor der anderen Ringnut enden. Dadurch wird der Kraftstoff gezwungen, den Weg über den Spielraum zwischen dem Ventilschaft (2) und dem Ventilgehäuse (1) zu nehmen. Dieses Spiel ist kleiner bemessen als der maximale Ventilhub (10), sodaß Schmutzteilchen zurückgehalten werden, welche den Ventilspalt verstopfen könnten. 35 PATENTANSPRÜCHE 40 1. Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, mit einem durch den Kraftstoffdruck in Strömungsrichtung mit sehr geringem Hub öffnenden, aus Ventilteller und Ventilschaft bestehenden Tellerventil, 45 wobei der Kraftstoff unter hohem Druck und hoher Geschwindigkeit in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird und der Hub des Tellerventiles durch einen Anschlag begrenzt ist, der in der Nähe des Ventiltellers vorgesehen ist, sodaß sich verschiedene Wärmedehnungen von Ventilschaft und Ventilgehäuse auf den maximalen Ventilhub nur geringfügig auswirken, dadurch gekennzeichnet, daß als Anschlag in der Nähe des Ventiltellers (3) Vorsprünge (12) im Ventilgehäuse (1) nach innen und Vorsprünge (11) außen am Ventilschaft (2) vorgesehen sind, 50 deren zugewandte Kontaktflächen bei geschlossenem Ventil um den gewünschten maximalen Ventilhub (10) voneinander abstehen.
2. 2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (11,12) je diametral gegenüberliegend sich über weniger als 90 Winkelgrade erstrecken und daß die axiale Deckung dieser Vorsprünge (11,12) 55 durch Verdrehung des Ventilschaftes erreicht wird. -3- AT 395 638 B
3. 3. Einspritzdüse nach Anspruch loder2,bei derkoaxial zum Ventilschaft angeordnete Tellerfedem vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die TeUerfedem (6,7) an dem dem Ventilteller (3) gegenüberliegenden Ende des Ventilschaftes (2) vorgesehen sind und sich einerseits am Ventilgehäuse (1) und andererseits an auf dem Ventilschaft (2) aufgeschraubten Muttem (9) abstützen (Fig. 1). 5
4. 4. Einspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehsicherung des Ventilschaftes (2) durch das Zusammenwirken einer Abflachung (15) des Ventilschaftes (2) und einer dementsprechenden Ausnehmung (14) der sich am Ventilgehäuse (1) abstützenden Tellerfeder (7) einerseits und durch einen Stift (16) zur Drehsicherung dieser Tellerfeder (7) gegenüber dem Ventilgehäuse (1) andererseits gebildet ist (Fig. 1,2). 10
5. 5. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zutritt des Kraftstoffes zum Ventil und dem Austritt aus dem Ventil ein Filter für den Kraftstoff vorgesehen ist, das mindestens Schmutzteilchen zurückhält, die größer sind als der maximale Ventilhub (10).
6. 6. Einspritzdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffilter durch abwechselnd von einer oberen (19) und einer unteren Ringnut (25) ausgehenden und jeweils vor der anderen Ringnut endenden axialen . Nuten (26,27) am Ventilschaft (2) und ein Spiel des Ventilschaftes (2) im Ventilgehäuse (1) gebildet ist, das kleiner ist als der maximale Ventilhub (10) (Fig. 5). 20 Hiezu 1 Blatt Zeichnung 25 30 35 40 45 50 -4- 55