Einspritzdüse für Brennl;raftmaschinen. Die Anwendung besonders gestalteter Verbrennungsräume in Brennkraftmaschinen ermöglicht unter der Voraussetzung einwand freier Verbrennung aussergewöhnliche Er sparnisse an Kraftstoff. Die einwandfreie Verbrennung erfordert in diesen Fällen die Einführung des Brennstoffes in Form eines wehwinkligen, annähernd gleichmässig mit Kraftstoff erfüllten Einspritzkegels, in wel chem die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes nieder sein soll.
Mit bisher aus geführten Einspritzdüsen, bei denen der Kraftstoff so geführt ist, dass er bei seinem Austritt mit einzelnen gerichteten Kernstrah len von hoher Geschwindigkeit und Durch schlagskraft durchsetzt ist, können diese For derungen nicht erfüllt werden.
Der vorstehend geforderte, annähernd gleichmässig mit Kraftstoff erfüllte Ein- spritzkegel mit niederer Strömungsgeschwin digkeit des Kraftstoffes kann nur erzielt werden, wenn der Kraftstoffstrom bei seinem Austritt aus der Düse gleichmässig zerrissen wird und sich unmittelbar darauf, ohne dass eine besondere Richtwirkung in der Aus trittsöffnung auf ihn ausgeübt wird, in den Verbrennungsraum ausbreiten kann.
Die Erfindung ermöglicht es, die ange führte Wirkung zu erzielen, und betrifft eine Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, bei welcher der Kraftstoff im Düsenkörper von einer Stelle hohen Druckes aus unter Ände rung seiner Strömungsrichtung in einen ring förmigen Raum geleitet wird, der von aussen nach innen durchflossen wird und an dessen innere Begrenzung sich die Austrittsöffnung anschliesst.
Die Erfindung besteht darin, dass einerseits die im Betrieb wirksame Höhe dieses ringförmigen Raumes so klein ist, dass die auf einer Seite vom innern Rand der Austrittsöffnung begrenzte, ringförmige Aus trittsstelle des ringförmigen Raumes minde stens den gleichen Durchflusswiderstand auf weist wie die Austrittsöffnung, und dass anderseits die axiale Länge der Austritts öffnung höchstens halb so gross ist wie ihr lichter Durchmesser, um zu erzielen, dass der Kraftstoff von der genannten Austrittsstelle aus möglichst unmittelbar unter Zerstäubung in den Verbrennungsraum expandiert.
In der Zeichnung sind drei Ausführungs beispiele der Erfindung schematisch darge stellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch den Mün dungsteil einer Einspritzdüse, Fig. 2 eine etwas andere Bauart dieser Düse und Fig. 3 eine weitere Ausführungsform.
Bei der Bauart nach Fig. 1 ist in einem Düsenkörper 10 eine Ventilnadel 12 geführt, die eine Schulter 14 sowie eine zum Beispiel kegelige Sitzfläche 16 besitzt und an ihrem Ende mit einem zweckmässig zylindrischen Leitkörper 18 versehen ist, dessen freie End- fläche 20 sich in unmittelbarer Nähe, zum Beispiel in einem Abstand von wenigen Hun- derstel-Millimeter, von dem die Austritts öffnung enthaltenden, aus einem Düsenplätt chen 22 bestehenden Teil befindet.
Der Kraftstoff wird durch eine Leitung 24 zu geführt und hebt die Nadel durch seinen Druck auf die Schulter 14 gegen den Druck einer an sich bekannten und daher nicht näher dargestellten Feder etwas an, so dass er an der Sitzfläche 16 vorbei in den den Leitkörper 18 umgebenden Raum 26 strömen kann. Am untern Ende dieses Raumes -wird der Kraftstoffstrom durch den Leitkörper 18 scharf in die waagrechte Richtung umgelenkt und gelangt in einen ringförmigen Raum e, der von der freien Endfläche 20 des Leit körpers und dem Düsenplättchen 22 begrenzt wird und an dessen innere Begrenzung sich die Austrittsöffnung f anschliesst.
Die im Betrieb wirksame Höhe a des ring förmigen Raumes e wird zum Beispiel durch einen Anschlag, der den Hub der Ventilnadel 1.2 begrenzt, oder durch entsprechende Be messung der auf die Ventilnadel wirken den Feder so klein gehalten, dass die auf einer Seite vom innern Rand b der Austritts öffnung f begrenzte ringförmige Austritts stelle c aus dem ringförmigen Raum e min- destens den gleichen Durchflusswiderstand aufweist wie die Austrittsöffnung f. Die Austrittsstelle c ist hier von einer durch die Austrittsöffnung gelegte, vom Rand b und von der Fläche 20 begrenzte, gleichachsig mit der Nadel 12 angeordnete Zylinderfläche ge bildet.
Die jeweilige Grösse des Hubes der Ventilnadel ist eine Funktion aus dem Druck des Kraftstoffes und der auf die Ventilnadel wirkenden Federkraft. Der sich aus diesen beiden Grössen ergebende jeweilige Grösstwert des Hubes ist die im Betrieb wirksame Höhe des ringförmigen Raumes e. Ausserdem kann diese Höhe auch durch einen an sich bekann ten Anschlag bestimmt werden, an den sieh die Ventilnadel zum Beispiel mit einem Bund bei ihrer Üffnungsbewegung anlegt. Die Zeit dauer, während der die Ventilnadel in ihrer höchsten Stellung verharrt, hängt in beiden Fällen von dem in den einzelnen Zeitab schnitten in der Düse herrschenden Druck ab. Diese Druckverteilung ist. wiederum von der Charakteristik der Einspritzpumpe ab hängig.
Der Kraftstoffstrom gelangt zwi schen der Endfläche 20 des Leitkörpers und dem Düsenplättchen 22 zu der die engste Stelle des Strömungsquerschnittes bildenden Austrittsstelle c, die zugleich die Stelle des grössten Staudruckes (zwischen der Leitung 24 und der Austrittsöffnung) bildet. Unmit- telbar nach dein Durchströmen dieses Quer schnittes ist dem Kraftstoff die Möglichkeit gegeben, über die Austrittsöffnung f frei in den Verbrennungsraum 28 zu expandieren, d. h. zu zerstäuben.
Durch alle diese -Mass nahmen wird (wie die nach der Erfindung ausgeführte Einspritzdüsen beweisen) er reicht, dass nicht nur der Kraftstoff prak tisch vollkommen zerstäubt wird, sondern dass auch der Verbrennungsraum annähernd gleichmässig mit Kraftstoff erfüllt wird und dass keine einzeln hervortretenden, gerichte ten Kraftstoffstrahlen von höherer Strö mungsgeschwindigkeit entstehen.
Die Austrittsöffnung hat, da sie prak tisch scharfkantig ist, nur eine sehr kurze axiale Länge, die wesentlich kleiner ist als der halbe lichte Durchmesser dieser Öffnung. Die in Fig. 1 gezeigte scharfkantige Aus führung der Austrittsöffnung ist neben den Schwierigkeiten zur Herstellung gegebenen falls bei Verwendung nicht hinreichend ge reinigten Kraftstoffes unerwünschten Ver- schleisserscheinungen unterworfen, so dass es vorteilhaft ist, die scharfe Austrittskante gemäss Fig. 2 durch eine zum Beispiel zylin drische Bohrung 30 zu ersetzen.
Die Länge d dieser Bohrung darf jedoch ein Mass von 0,5mal dem lichten Durchmesser der Aus trittsöffnung nicht überschreiten, ohne die durch die Erfindung ermöglichte Form des Brennstoffstrahls grundlegend zu verändern.
Wie Fig. 3 zeigt, ist es zur Erreichung der gewünschten Wirkung nicht unbedingt nötig, dass der Kraftstoffstrom am untern Ende des Raumes 26 in einander genau ent gegengesetzten Richtungen verläuft; die Endflächen des Leitkörpers und die Gegen fläche des Düsenplättchens können auch als stumpfer Kegel 32 bezw. als entsprechender Hohlkegel 34 ausgeführt werden, wenn dies zum Beispiel mit Rücksicht auf die Herstel lung oder die Lebensdauer der Austritts öffnung zweckmässig erscheint; es entsteht damit zwischen den Flächen 32 und 34 ein ringförmiger Raum 40. Auch in diesem Fall könnte die Austrittsöffnung, wie strichpunk tiert angedeutet, als Bohrung 30 mit den obengenannten Massverhältnissen ausgeführt werden.