Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein spritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einer in der Fliessrichtung des Brennstoffes sich öffnenden Düsennadel, bei welcher der Brenn stoff von einem durch die Düsennadel ge steuerten Ausfluss gedrosselt wird, damit der gespannte Brennstoff eine Kraft im Öffnungs sinne auf die Düsennadel ausübt.
Bei solchen Düsen passt sich der Quer schnitt des gesteuerten Ausflusses an die pro Zeiteinheit geförderte Brennstoffmenge an. Dies gibt bei der neuerdings meist gebräuch lichen Verwendung direkt fördernder Einspritz pumpen gegenüber Düsen mit unveränderbarem Austrittsquerschnitt denVorteil, dass die Schärfe und Durchschlagskraft der Brennstoffstrahlen mit zunehmender Maschinendrehzahl nur wenig zunehmen.
Die auch bei diesen Düsen vorhan dene leichte Zunahme der Durchschlagskraft der Brennstoffstrahlen ist darauf zurückzu führen, dass die Düsennadel bei Förderung einer grösseren Brennstoffmenge pro Zeitein heit zur Freigabe eines grösseren Austrittsquer schnittes einen entsprechend grösseren Hubweg entgegen der Wirkung ihrer Schliessfeder aus führen muss. Der Brennstoffdruck, welcher diesen grösseren Hubweg erreichen lässt, ist aber auf Grund der dann grösseren Spannung der Schiessfeder etwas höher.
Am Ausfluss stellt sich daher trotz der Vergrösserung seines Quer schnittes eine gegenüber der Druckdifferenz beikleinen Maschinendrehzahlen höhere Druck differenz ein, was die erwähnte leichte Ver stärkung der Strahlschärfe bewirkt.
Die Erfindung hat die Vermeidung einer derartigen Veränderung des Strahlcharakters zum Ziel und besteht darin, dass dem mit zunehmendem Nadelhub im Querschnitt grösser werdenden Ausfluss mindestens eine weitere Drosselstelle vorgeschaltet ist, deren Quer schnitt mit dem Nadelhub nicht zunimmt, um zusätzlich mit einer nicht abfallenden Kraft des gespannten Brennstoffes im Öffnungssinne auf die Nadel zu wirken.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den vordern Teil einer Einspritzdüse.
Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie HI II von Fig. 1.
Fig. 3. und 5 zeigen entsprechend Fig. 1 zwei weitere Ausführungsformen der Düse im. Schnitt, und Fig. 4 und 6 sind Querschnitte nach der Linie IV-IV resp. VI-VI der Fig. 3 und 5. Bei allen Ausführungsbeispielen ist am Düsenkörper 1 der Düsenteil 2 mittels der TUberwurfmutter 3 befestigt. Am untern Ende des Düsenteils 2 ist die zylindrische Bohrung 4 angeordnet, in welcher der kolbenartige An satz 6 der Düsennadel 5 mit wenig Spiel gelagert ist.
Die Nadel 5 weist an ihrem obern Ende die ebene Sitzfläche 7 und den Bund 8 auf, an welchem die Schliessfeder 9 angreift. Die Feder 9 ist bestrebt, die Nadel 5 an ihre um die Zuströmbohrung 10 herum arge- ordnete Gegensitzfläche 11 des Düsenkörpers 1 anzupressen.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 besitzt der kolbenartige Nadelansatz 6 die beiden keilförmigen Nuten 12. Die obern Enden dieser Nuten stehen über die engen Verbindungsrinnen 13 mit dem Raum 14 in , Verbindung, welcher -in Fliessrichtung des Brennstoffes nach dem Nadelsitz vorhanden ist. Die Länge der Nuten 12 ist so bemessen, dass sie bei nicht angehobener Düsennadel 5 etwas über dem untern Rand der Bohrung 4 enden, so dass sie durch die ;Wandung der Bohrung 4 mit wenig Überdeckung verschlossen sind.. - ' .
Wird durch die Bohrung 10 Brennstoff unter Druck zugeführt, so hebt dieser die Nadel 5 etwas an und gelangt in den Raum 14. Anfänglich tauchen dabei die untern Enden der Nuten 12 nicht oder nur wenig'aus der Bohrung 4 aus. Der Brennstoffdruck im Raum 14 steigt aus diesem Grunde an -und übt eine zusätzliche Kraft: imyÖffnungssinne auf eine Fläche der Nadel aus, welche ungefähr der Differenz zwischen,. den Querschnitten der Bohrungen 4 und 10 entspricht. Unter dem Einfluss dieser zusätzlichen Öffnungskraft hebt sich die Nadel 5 weiter an.
Die Nuten 12 tauchen weiter aus der Bohrung 4 aus, wobei der Brennstoff in zwei Strahlen ausgespritzt wird. Der sich dabei einstellende Nadelhub ent spricht dem Gleichgewichtszustand zwischen der Wirkung des Brennstoffdruckes und der Kraft der Feder 9: Bei Förderung einer kleinen Brennstoff menge pro Zeiteinheit wird dieser Gleichge wichtszustand schon bei einem relativ kleinen Nadelhub erreicht, wobei der am untern Ende der Nuten 12 aufgesteuerte Ausflusscluerschnitt kleiner ist als der Durchflussquerschnitt der Verbindungsrinnen 13.
Die den Druck im Raum 14 und damit die zusätzliche Kraft bestimmende Drosselwirkung auf den aus- fliessenden Brennstoff entsteht daher grössten teils im gesteuerten Ausfluss an den untern Enden der Nuten 12. In den Nuten 12 selbst ist der Druck dabei nur unwesentlich niedriger als im Raum 14,. so dass praktisch die volle auftretende Druckdifferenz im Ausfluss zur Beschleunigung des Brennstoffes zur Wirkung kommt.
Bei Förderung einer grösseren Brennstoff menge pro Zeiteinheit wird die Gleichgewichts lage der Düsennadel erst bei einem grösseren Hubweg erreicht. Die untern Enden der Nuten 12 tauchen dabei so- weit aus der Bohrung 4 aus, dass der aufgesteuerte Ausflussquerschnitt gleich oder grösser als der Querschnitt der Verbindungsrinnen 13 wird. Obwohl der Brennstoffdruck im Raum 14 entsprechend der höheren Federspannung bei diesem grösseren Nadelhub auch höher ist, kommt am Ausfluss nun aber nieht,,
die volle Druckdifferenz zur Geltung, weil schon ein wesentlicher Druck abfall beim Fliessen des Brennstoffes durch die Rinnen 13 entsteht.
Die als Drosselstelle wirkenden Rinnen 13, deren Querschnitt vom Nadelhub unabhängig ist, können _ dabei so bemessen sein, dass die die Strahlcharakteristik beeinflussende Druckdifferenz im Ausfluss bei maximaler Brennstoffmenge pro Zeiteinheit nur wesentlich grösser, gleich oder gar kleiner als bei -kleiner Brennstoffmenge ist. Auf diese Weise wird ein beliebiger 'Verlauf der Weich heit oder Schärfe der Brennstoffstrahlen über den Drehzahlbereich der Maschine erreicht.
Beim Ausführungsbeispiel nach, den Fig. 3 und 4 ist der kolbenartige @Ansatz:6 mit der Längsbohrung.<B>15</B> versehen, welcher der Brenn stoff aus dem Raum 14 durch die Querbohrung 16 zufliesst. An seiner Oberfläche besitzt der kolbenartige Ansatz 6 die Ringnut 17, wobei durch die engen Drosselbohrungen 18 eine Verbindung zwischen _ dieser- Ringnut und der Längsbohrung 15 geschaffen ist.
Der Düsen teil 2 weist vorn die beiden -schlitzförmigen Anfräsungen 19 auf, welche bei nicht ange hobener Düsennadel bis dicht .an den als Steuerkante wirkenden untern Rand der Ring nut 17 reichen.
Wird .der Brennstoff unter Druck durch die Bohrung 10 zugeführt, so wird die Düsen nadel in gleicher Weise wie beim vorherigen Beispiel angehoben und der Brennstoff spritzt durch die Anfräsungen .19 in zwei Strahlen aus. Die Drosselbohrungen 18- sind sinngemäss so bemessen, dass sie in ihrer Drosselwirkung bei kleiner Brennstoffmenge pro Zeiteinheit, also bei kleinen Maschinendrehzahlen, gegen über den gesteuerten Ausflussquerschnitten in den Anfräsungen 19 zurückstehen.
Bei grösserer Brennstoffmenge pro Zeiteinheit kommen die Bohrungen 18 als Drosselstellen mehr und mehr zur Geltung, so dass ein wesentlicher Druckabfall zwischen dem Raum 14 und der Ringnut 17 entsteht. Der die Charakteristik der austretenden Strahlen bestimmende Druck im Ringraum 17 kann auf diese Weise so beeinflusst werden, dass er mit zunehmender Motordrehzahl nur wenig zunimmt, konstant bleibt oder gar abnimmt.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 entspricht im allgemeinen Aufbau der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4. Im Gegensatz zum vorhergehenden Beispiel wird hier aber der Brennstoff beim Durchtritt von der Längsbohrung 15 im kolbenartigen An satz 6 zur Ringnut 17 nicht gedrosselt, da hier als Verbindung die weite Bohrung 20 vor gesehen ist. Als zusätzliche Drosselstelle wirkt hier die Verbindungsbohrung 21 zwischen der Längsbohrung 15 und dem Raum 14.
Die Bohrung 21 mündet an der Aussenfläche des kolbenartigen Ansatzes 6 im Bereich der obern Kante der zylindrischen Bohrung 4, so dass ihr Durchflussquerschnitt mit zunehmendem Nadelhub durch die Wandung dieser Bohrung fortschreitend zugesteuert wird. Da auf diese Weise an der Drosselbohrung 21 bei grossem Nadelhub ein erheblich kleinerer Querschnitt zur Wirkung gelangt als bei kleinem Hub, wird die Drosselung des Brennstoffes verstärkt.
Auf diese Weise hat man es also in der Hand, den Druck im Raum 17 und damit den die Strahlgeschwindigkeit bestimmenden Druck sprung im Ausfluss der Düse mit zunehmender Maschinendrehzahl stark abnehmen zu lassen, so dass bei höchsten Maschinendrehzahlen eine ausserordentlich weiche Einspritzung erreich bar ist.