DD142739A1

DD142739A1 - Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DD142739A1
Application number: DD79211972A
Authority: DD
Inventors: Eckart Mueller
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1978-04-07
Filing date: 1979-04-03
Publication date: 1980-07-09
Also published as: SU818499A3; GB2018355A; SE7903099L; DE2814999C2; US4275845A; IN151571B; RO77258A; IT1111570B; JPS54137519A; FR2422042A1; HU180261B; DE2814999A1; GB2018355B; IT7921571A0

Description

•λ- 21 19 72

Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, welche eine in einem Düsenkörper axial verschiebbar gelagerte, sich durch den Druck des Kraftstoffes von ihrem Dichtsitz abhebende Düsennadel aufweist, welche unterhalb ihres Dichtsitzes mit einem Drosselzapfen wenigstens während eines Teiles des Hubes in eine zentrisch angeordnete Bohrung eingreift·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine derartige Einspritzdüse, die jedoch als reine Zapfendüse ausgebildet ist, wurde bereits durch die DE-AS 1 026 572 bekannt. Bei ihr gibt der an seinem freien Ende im Durchmesser etwas verringerte Drosselzapfen die Spritzbohrung je nach dem vorhandenen Kraftstoff -Einspritzdruck mehr oder minder weit frei. Es soll eine geregelte Voreinspritzung des Kraftstoffes erreicht werden, indem die Düsennadel durch zwei Federn auf ihrem Dichtsitζ gehalten wird, die unterschiedliche Charakteristik aufweisen bzw* zu verschiedenen Zeitpunkten ansprechen. In jedem Falle bleibt die Kraftstoff-Strahlrichtung in allen Stellungen der Düsennadel immer in Eichtung der Längsachse der Einspritzdüse, lediglich

1197

der Oharakter des Strahles ändert sich mit zunehmendem Öffnungsquerschnitt· ' .-'

Bekanntlich ist die Güte der Gemischbildung im Brennraum einer Brennkraftmaschine außer von der Strahlcharakteristik auch wesentlich abhängig von der jeweiligen Kraftstoff strahllage bzw· -richtung. Diesbezüglich wird es für verschiedene Gemischbildungsverfahren auch bereits lange als vorteilhaft angesehen, dem Kraftstoffstrahl beim Starten sowie im unteren Last- und/oder Drehzahlbereich des Motors eine Richtung zu geben, durch die eine größere unmittelbare Kraftstoff-Luftvermischung erfolgt, während im oberen Last- und/oder Drehzahlbereich ein, mehr in Richtung zur Brennraumwand hin verlaufender Strahl erwünscht wird, um die bekannten gefährlichen Druckspitzen durch eine zu schnelle Verbrennung zu vermeiden» Dies gilt insbesondere für Brennkraftmaschinen, die nach dem Verfahren der Kraftstoff-Wandauftragung arbeiten, denn hier soll bei genügend erwärmter Brennraumwand ein großer Teil des Kraftstoffes filmartig auf diese aufgebracht werden»

Um auch die Kraftstoff-Strahlrichtung in Abhängigkeit vom Hub der Düsennadel verändern zu können, wurde bereits eine, allerdings ebenfalls wieder als reine Zapfendüse ausgebildete Einspritzdüse vorgeschlagen, bei der die Spritzbohrung an einer Stelle oder über einen Teil ihres Umfanges einen exzentrisch angeordneten Spalt aufweist, der entweder über die gesamte Länge der Spritzbohrung oder nur über einen Teil derselben reicht«,

Durch entsprechende Ausbildung dieses Spaltes ist zwar

21 19 72

eine weitgehende Anpassung der Strahlrichtung und der Strahlcharakteristik an die jeweils gewünschten Betrieb sverhältnis se möglich, doch sind insofern Grenzen gesetzt, Yi/eil die Spritzbohrung in jedem Falle in Richtung der Düsenlängsachse verlaufen muß. Außerdem ist die Herstellung eines solchen Spaltes relativ kompliziert und daher teuer.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen auszubilden, die leichter und billiger herstellbar ist₀

Darlegung des Wesens der Erfindung

Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Kraftstoff-Einspritzdüse der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß die Kraftstoff-Strahlrichtung in weiteren Grenzen variierbar bzw. ihr Einbau für nahezu alle Verhältnisse ge~ eignet ist.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Drosselzapfen wenigstens eine Steuerkante bzw. Abflachung aufweist, welche derart ausgebildet ist, daß sich die Kraftstoff-Strahlrichtung und/oder, die Kraftstoff-Strahlcharakteristik mit dem Düsennadelhub ändert.

Beim Abheben der Düsennadel von ihrem Dichtsitz wird dabei zunächst nur ein kleiner Spritζquerschnitt am Spritzloch freigegeben, der sich dann zunehmend vergrößert,

21 19 7 2

Bs wird also der an der Düsennadel befindliche Drossel«- zapfeni dem entschieden leichter eine genaue Form zu geben ist, als reines Steuermittel für die Strahlrichtung herangezogen» Dies gilt sowohl für Zapfendüsen_s bei denen der Drosselzapfen eine Steuerkante erhält, als auch für Lochdüsen, wo eine Abflachung am Drosselzapfen vorgesehen ist. Da bei letzterem der Spritzbohrung eine nahezu beliebige Richtung gegeben werden kann, erweitert sich natürlich der Anwendungsbereich erheblich. Dabei wird .nach der Erfindung vorgeschlagen, die zentrisch angeordnete Bohrung als Sacklochbohrung auszubilden, wobei die Spritzbohrung in die Sacklochbohrung einmündet* Die Abflachung wird zweckmäßigerweise durch einen Zylinderabschnitt am Drosselzapfen gebildet, d.h. der Drosselzapf en wird an einer Seite lediglich etwas abgeschliffen. Selbstverständlich kann die Abflachung auch durch einen Segmentausschnitt, einen halbkreisförmigen Ausschnitt oder ähnliches am Drosselzapfen gebildet werden, jedoch dürften derartige Ausführungen bereits teuerer sein«,

Kann die Spritzbohrung zentrisch in Richtung der Düsenlängsachse verlaufen, so bildet sie gleichzeitig die zentrische Bohrung, die dann entfällt. In einem solchen Fall ist die Steuerkante leicht herstellbar, indem lediglich die Stirnfläche des Drosselzapfens schräg zur Düsenlängsachse geschliffen wird. Zu erwähnen ist noch, daß die Düsennadel in jedem Falle gegen Verdrehen gesichert werden muß, da sich die Strahlrichtung sonst auch während des Betriebes ohne Verstellung des Hadelhubes verändert.

Es versteht sich von selbst._s daß auch andere Steuerkanten

• - 5 -

2 1 19 7 2

oder Abflachungen unter die Erfindung fallen, maßgebend ist lediglich, daß sie am Drosselzapfen vorgesehen sind und den gewünschten Zweck erfüllen.

Ausführung sbe ispiel

Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen hervor· Es zeigen:

Fig. .1: einen Längsschnitt durch den unteren Teil einer Einspritzdüse nach der Erfindung, bei der die Düsennadel auf ihrem Dichtsitz aufsitzt,

Pig· 2: die Einspritzdüse nach Fig. 1 bei geringfügig geöffneter Düsennadel,

Pig· 3^! die Einspritzdüse nach Fig* 1 bei nahezu geöffneter Düsennadel,

Figc 4-ί einen Längsschnitt durch den unteren Teil einer anderen Ausführungsart der erfindungsgemäßen Einspritzdüse,

Fig. 5ϊ einen Teilschnitt V-V durch die Einspritzdüse nach Fig. 4.

In den Figuren ist der untere Teil eines Düsenkörpers 1 gezeigt, in dem eine Düsennadel 2 in Richtung der Düsenlängsachse χ verschiebbar gelagert isW Die Düsennadel 2 weist einen konischen Dichtsitz 3 und am unteren Ende

1 1972

"einen. Drosselzapfen 4- auf.

In den Fig« 1 bis 3 weist der Drosselzapfen 4- eine schräge Steuerkante 5 auf und greift in eine zentrisch im Düsenkörper 1 vorgesehene Bohrung 6, die gleichzeitig auch die Spritzbohrung bildet. Bei geschlossener Düsennadel 2 wird die Spritzbohrung 6 durch den zylindrischen Drosselzapfen 4- bis auf einen Ringspalt abgeschlossen (Fig. 1). Hebt sich die Düsennadel 2, wie aus Fig.2 zu ersehen ist, nur geringfügig von ihrem Dichtsitz 3 ab, so strömt der Kraftstoff durch den engen Ringspalt im wesentlichen in Richtung der Düsenlängsachse x

Beim weiteren öffnen der Düsennadel 2' wird der Kraftstoffstrahl durch die immer mehr zur Geltung kommende Steuerkante 5 immer weiter abgelenkt _t es entsteht ein zur Düsenlängsachse χ schräg verlaufender Strahl, wie er in Fig₆ 3 angedeutet ist*

In Fig«, 4· greift der Drosselzapfen 4· in eine Sacklochbohrung 7 ein, von der aus eine schräg zur Düsenlängsachse χ verlaufende Spritzbohrung 9 nach außen führte Aus Fig» 5 kann man genau erkennen, daß der Drosselzapfen 4- eine Abflachung 8 aufweist*

Hebt sich hier die Düsennadel 2 etwas von ihrem Dichtsitz 3 ab» ergibt sich durch die Abflachung 8 des Drosselzapfens 4· ein kreisabschnittsförmiger freier Austrittsquerschnitt , der Kraftstoff wird im wesentlichen parallel zur Düsenlängsachse χ in Richtung des Pfeiles 10 austreten« 3ei voll geöffneter Düsennadel 2 ist der komplette Querschnitt der Spritzbohrung 9 frei, so daß der Kraftstoff schräg in Richtung des Pfeiles 11 eingespritzt wird,

Claims

21 1972

- 7 -

Erfindungsanspruch

1· Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, -welche eine in einem Düsenkörper axial verschiebbar gelagerte, sich durch den Druck des Kraftstoffes von ihrem Dichtsitz abhebende Düsennadel aufweist, welche unterhalb ihres Dichtsitzes mit einem Drosselzapfen wenigstens während eines Teiles des Hubes in eine zentrisch angeordnete Bohrung eingreift, gekennzeichnet dadurch, daß der Drosselzapfen (4) wenigstens eine Steuerkante (5) bzw· Abflachung (8) aufweist, welche derart ausgebildet ist, daß sich die Kraftstoff-Strahl· richtung (10; 11) und/oder die Kraftstoff-Strahlcharakteristik mit dem Düsennadelhub ändert.

2·¹ Kraftstoff-Einspritzdüse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuerkante (5) durch die Stirnfläche des Drosselzapfens (4·) gebildet wird, und daß die Stirnfläche schräg zur Düsenlängsachse (x) Verläuft.

3· Kraftstoff-Einspritzdüse nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die zentrisch angeordnete Bohrung (6) gleichzeitig als Spritzbohrung ausgebildet ist, und daß der Drosselzapfen (4·) während des gesamten Düsennadelhubes in die Bohrung (6) eingreift*

4v Kraftstoff-Einspritzdüse nach "Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Abflachung (8) durch einen Zylinder-

abschnitt am Drosselzapfen (4) gebildet wird·

5>o^! Kraft stoff-Einspritzdüse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Abflachung (8) durch einen Segmentausschnitt am Drosselzapfen (4) gebildet wird,

• . -

6«' Kraft stoff-Einspritzdüse nach den Punkten 1 und 4, oder 1 und 5» gekennzeichnet dadurch, daß die zentrisch angeordnete Bohrung (7) als Sacklochbohrung ausgebildet ist, daß die Stirnfläche des Drossel-. Zapfens (4) senkrecht zur Düsenlängsachse (x) verläuft, und daß die Spritzbohrung (9) in die Sacklochbohrung (7) einmündet* . ·

7«. Kraft st off-Einspritzdüse nach den Punkten "1, 4 und 6, ." oder 1,.. 5 und- 6* gekennzeichnet dadurch, daß die Spritzbohrung (9) schräg zur Düsenlängsachse (x) verläuft, und daß die Abflachung (8) am Drosselzapfen (4) an der Seite der Spritzbohrung (9) angeordnet ist , in deren Richtung sie verläuft.

Hierzu 2 Blatt Zeichnung