Offene Einspritzdüse für Dieselmotoren Die Erfindung betrifft eine offene Einspritzdüse für Dieselmotoren, welche mit einem Gehäuse mit zylinderförmigen Einsatzstücken und einem Kanal für das Durchströmen des Kraftstoffes zur Düsenbohrung sowie einem Rückschlagventil versehen ist.
Die bekannten Konstruktionen von Einspritz düsen dieser Art sind auf der Beibehaltung eines guten Wirkungsgrades und der üblichen Länge der Kraftstoff-Förderleitung auf die Anwendung spe zieller Akkumulationsvorrichtungen gebunden. In anderen Fällen, wo die Kraftstoff-Förderleitung gänz- lich wegfallen sollte oder nur von kurzer Länge sein sollte, ist es notwendig, die Düse mit der Einspritz pumpe unmittelbar im Zylinderkopf des Motors anzu ordnen bzw. Einzel-Einspritzpumpen mit fremdem Antrieb zu benützen.
Diese Anordnung der Einspritz düsen führt zu einer Komplizierung des Motor-Zube- hörs, da sich dadurch die Ausführung des Antriebes als schwierig gestaltet, was wieder seine Einstellung und Bedienung erschwert.
Die Nachteile der bekannten offenen Einspritz düsen sind durch eine Verbesserung der Konstruk tion gemäss Erfindung beseitigt, die darin besteht, dass der Durchflusskanal in der Düse zwei hintereinander angeordnete Rückschlagventile enthält und sich in der Richtung zur Düsenbohrung in einige, zu dieser Düsenbohrung führende Kanäle aufteilt, wobei vor ihrem Eintritt in die Düsenbohrung eine Wirbelkam mer angeordnet ist.
Ein Beispiel der erfindungsgemässen Ausführung ist auf beiliegender Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Einspritzdüse, Fig.2 einen Blick in der Richtung gegen die Kraftstoffeinspritzung auf einen aus der Düse her ausgenommenen Teil, Fig. 3 einen Längsschnitt durch diesen Bestand teil und Fig.4 und 5 dasselbe Teilstück in alternativer Ausführung.
Im Gehäuse 1 der Düse, das zylinderförmig ist, sind hintereinander in Achsenflucht mit einer Innen bohrung 2 zylinderförmige Einsatzstücke 3, 4 und 5 angeordnet. Im Einsatzstück 3 ist ein Kanal 6 ange ordnet, mittels welchem der Kraftstoff von der Pumpe in den ebenfalls im Einsatzstück 3 vorge sehenen Sammelraum 7 befördert wird. Beim über gang vom Kanal 6 in den Raum 7 ist ein kegel artiger Sitz 8 für das kugelförmige, durch eine Feder 10 belastete Rückschlagventil 9 angeordnet.
Das Einsatzstück 3 sitzt auf dem ebenfalls mit einem Sammelraum 13 und einem Ventilsitz 14 versehenen Einsatzstück 4, in welchem ein in den Sammelraum 7 des vorher angeordneten Einsatzstückes münden der Axialkanal 15 angeordnet ist. Auf der Stirnseite des Einsatzstückes 4 ist ein Ansatz 17 angeordnet, welcher einen den Hub des Rückschlagventils 9 be grenzenden Anschlag bildet. Auf dem Sitz 14 sitzt ein kugelförmiges Rückschlagventil 20 auf, dessen Ausführung die gleiche ist wie die des Ventils 9 und welches auch durch eine Feder 21 belastet ist.
Beide kugelförmigen Rückschlagventile sind hinter einander angeordnet, wobei ihre Mitten auf der Längsachse der Düse liegen. Die Grösse der Sitz winkel 8, 14 der Rückschlagventile ist in einem ge wissen Verhältnis zum Hub der Ventile 9, 20 so gewählt, dass bei Kraftstoff-Förderung durch den Kanal 6 und die Querschnitte der geöffneten Ventile eine geeignete Fördercharakteristik erreicht wird.
Das Einsatzstück 4 sitzt auf dem nachfolgenden Einsatz- stück 5 auf, das sich am nächsten der Öffnung der Düse befindet. Das Einsatzstück 5 ist mit einer kegel- artigen Fläche 25 und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Ansatz 18 versehen, welcher einen Anschlag zur Begrenzung des Hubes des kugelförmi- gen Rückschlagventils 20 bildet.
Die kegelförmige Fläche 25 des Einsatzstückes 5 ist durch Rillen 26 unterbrochen, im gegebenen Falle sind es drei Rillen, die im Prinzip zur Düsenbohrung führen. Die Rillen 26 münden auf der gegenüberliegenden Seite ent weder in der gemeinsamen ringförmigen Rille 27 (Fig. 4, 5) ein, die mittels Bohrung 28 mit dem Sam- melraum 13 verbunden ist, oder jede Rille führt direkt in die selbständige Bohrung 28.
Die Kegel spitze der kegelförmigen Fläche des Einsatzstückes 5 ist durch die ebene Fläche 29 abgeschnitten, die senkrecht zur Längsachse des Einsatzstückes verläuft. Im montierten Zustand der Düse sitzt das Einsatz stück 5 mittels der kegelförmigen Fläche 25 auf der entsprechenden, innerhalb des Gehäuses 1 der Düse angeordneten Fläche 25' auf, so dass sie die in Längs richtung offenen Rillen 26 überdeckt, wodurch die selben geschlossene Kanäle bilden. Die Kegelspitze der kegelförmigen Fläche 25' der Düse liegt auf der Längsachse der Düsenbohrung 30.
Zwischen der ebenen Fläche 29 der Düse 5 und der kegelförmigen Fläche 25' entsteht eine Wirbelkammer 31, in welche tangential die Rillen oder Kanäle 26 einmünden. Die Arbeitsweise der Einspritzdüse ist wie folgt: Bei jedem Druckhub der Einspritzpumpe wird eine bestimmte Kraftstoffmenge in den Kanal 6 in der Düse gefördert, wo sich das Kugelventil 9 unter der Wirkung des Kraftstoffdruckes öffnet und der Kraftstoff durch den Raum 7 und weiter durch den Kanal 15 zum zweiten Ventil 20 fliesst.
Bei Öffnung des Ventils 20 dringt der Kraftstoff durch den Raum 13 zu den Bohrungen 28 und nach Durchgang durch die Kanäle 26 dringen dann die Kraftstoffstrahlen in die Wirbelkammer 31 ein. Zufolge der tangentialen Anordnung der Kanäle 26 wird der Flüssigkeit eine kreisende Bewegung erteilt. Zufolge dieser Bewegung der Flüssigkeit in der Wirbelkammer wird eine inten sive Kraftstoff-Aufwirbelung erreicht, was die Vor aussetzung für seine feine Zerstäubung und Regel mässigkeit der Einspritzung ist. Eine hohe Qualität der Kraftstoff-Zerstäubung bildet somit die Voraus setzungen für leichtes Anlassen und einen störungs losen Betrieb des Motors bei jeder Belastung.
Die Wirkung der beiden Rückschlagventile macht sich durch vollkommene Abdichtung der Düse gegen über dem Brennraum und durch Verlängerung ihrer Lebensdauer bemerkbar. Ausserdem wird durch die zwei Ventile das ganze Druckgefälle beim Durch- strömen durch die Düse so aufgeteilt, dass dem Ein- spritzgesetz im höchsten Masse Genüge getan wird.
Die Gesamtkonstruktion der beschriebenen Düse ist durch kleine Ausmasse gekennzeichnet, so dass die Düse im Zylinderkopf des Motors leicht ange bracht werden kann. Die einzelnen Bestandteile haben sehr kleine Ausmasse und führen geringfügige Bewegungen aus. Die Bestandteile haben einfache Formen von Rotationskörpern und die Durchgangs kanäle oder Bohrungen sind gerade. Die beweglichen Teile der Düse sind nicht geläppt, so dass ihre Her stellung nicht kostspielig ist. Bei guter Funktion ist die Lebensdauer der Düse bedeutend länger als bei den bisherigen offenen Düsen.
Open injection nozzle for diesel engines The invention relates to an open injection nozzle for diesel engines, which is provided with a housing with cylindrical inserts and a channel for the fuel to flow through to the nozzle bore and a check valve.
The known constructions of injection nozzles of this type are tied to the maintenance of a good efficiency and the usual length of the fuel delivery line on the application of spe cial accumulation devices. In other cases where the fuel delivery line should be omitted entirely or should only be of short length, it is necessary to arrange the nozzle with the injection pump directly in the cylinder head of the engine or to use individual injection pumps with external drives.
This arrangement of the injection nozzles complicates the engine accessories, since it makes the execution of the drive difficult, which in turn makes its setting and operation more difficult.
The disadvantages of the known open injection nozzles are eliminated by an improvement in the construction according to the invention, which consists in that the flow channel in the nozzle contains two non-return valves arranged one behind the other and is divided into some channels leading to this nozzle bore in the direction of the nozzle bore, wherein a Wirbelkam mer is arranged in front of their entry into the nozzle bore.
An example of the embodiment according to the invention is shown in the accompanying drawing. 1 shows a longitudinal section through the injection nozzle, FIG. 2 shows a view in the direction against the fuel injection onto a part removed from the nozzle, FIG. 3 shows a longitudinal section through this component and FIGS. 4 and 5 show the same part in FIG alternative design.
In the housing 1 of the nozzle, which is cylindrical, 2 cylindrical inserts 3, 4 and 5 are arranged one behind the other in axis alignment with an inner bore. In the insert 3, a channel 6 is arranged, by means of which the fuel is conveyed from the pump into the plenum 7 also provided in the insert 3. When passing from channel 6 into space 7, a cone-like seat 8 for the spherical check valve 9 loaded by a spring 10 is arranged.
The insert 3 sits on the insert 4, which is likewise provided with a collecting space 13 and a valve seat 14 and in which an axial channel 15 is arranged which opens into the collecting space 7 of the previously arranged insert. On the end face of the insert 4, a projection 17 is arranged, which forms a stroke of the check valve 9 be bordering stop. A spherical check valve 20 sits on the seat 14, the design of which is the same as that of the valve 9 and which is also loaded by a spring 21.
Both spherical check valves are arranged one behind the other with their centers on the longitudinal axis of the nozzle. The size of the seat angle 8, 14 of the check valves is selected in a ge know ratio to the stroke of the valves 9, 20 so that when fuel is conveyed through the channel 6 and the cross-sections of the open valves, a suitable delivery characteristic is achieved.
The insert 4 rests on the following insert 5, which is located closest to the opening of the nozzle. The insert 5 is provided with a conical surface 25 and, on the opposite side, with a shoulder 18 which forms a stop for limiting the stroke of the spherical check valve 20.
The conical surface 25 of the insert 5 is interrupted by grooves 26, in the given case there are three grooves which in principle lead to the nozzle bore. The grooves 26 open on the opposite side either in the common annular groove 27 (FIGS. 4, 5), which is connected to the collecting space 13 by means of a bore 28, or each groove leads directly into the independent bore 28.
The cone tip of the conical surface of the insert 5 is cut off by the flat surface 29 which is perpendicular to the longitudinal axis of the insert. In the assembled state of the nozzle, the insert piece 5 sits by means of the conical surface 25 on the corresponding surface 25 'arranged inside the housing 1 of the nozzle, so that it covers the grooves 26 which are open in the longitudinal direction, whereby the same form closed channels. The cone tip of the conical surface 25 ′ of the nozzle lies on the longitudinal axis of the nozzle bore 30.
A vortex chamber 31 is created between the flat surface 29 of the nozzle 5 and the conical surface 25 ', into which the grooves or channels 26 open tangentially. The injection nozzle works as follows: With each pressure stroke of the injection pump, a certain amount of fuel is pumped into channel 6 in the nozzle, where the ball valve 9 opens under the effect of the fuel pressure and the fuel flows through chamber 7 and further through channel 15 to the second valve 20 flows.
When the valve 20 is opened, the fuel penetrates through the space 13 to the bores 28 and, after passing through the channels 26, the fuel jets then penetrate into the swirl chamber 31. As a result of the tangential arrangement of the channels 26, the liquid is given a circular motion. As a result of this movement of the liquid in the swirl chamber, an intensive fuel swirl is achieved, which is the prerequisite for its fine atomization and regularity of the injection. A high quality of fuel atomization is therefore a prerequisite for easy starting and trouble-free operation of the engine under any load.
The effect of the two non-return valves can be seen in the complete sealing of the nozzle from the combustion chamber and in the extension of its service life. In addition, the two valves distribute the entire pressure gradient when flowing through the nozzle in such a way that the injection law is met to the greatest extent.
The overall construction of the nozzle described is characterized by its small dimensions, so that the nozzle can be easily installed in the cylinder head of the engine. The individual components have very small dimensions and perform slight movements. The components have simple shapes of bodies of revolution and the through channels or bores are straight. The moving parts of the nozzle are not lapped, so it is not costly to manufacture. If the function is good, the service life of the nozzle is significantly longer than with the previous open nozzles.