DE10001055A1

DE10001055A1 - Kraftstoffeinspritzdüse

Info

Publication number: DE10001055A1
Application number: DE2000101055
Authority: DE
Inventors: Cornelis Van Rinsum
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-10
Filing date: 2000-01-10
Publication date: 2001-07-19

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist, eine Einspritzdüse zu schaffen, die bei stufenlos steuerbaren Einspritzquerschnitten eine variable Strahlbildung im ganzen Betriebsbereich sicherstellt und dabei die Verkokung von nicht benützten Strömungskanälen vermeidet. DOLLAR A Die Lösung besteht darin, daß die Düsennadel in Strömungsrichtung nach dem Ventilkegeldichtsitz im Düsenkörper ein Steuerelement besitzt, das nadelhubabhängig die Form und Größe des Einspritzquerschnittes so verändert, daß für Leerlauf-, Teillast- und Vollastbetrieb eine optimale Strahlbildung erreicht wird. Durch geeignetes Passungsspiel der Strömungskontur zwischen Ventilkegel-Dichtsitz und Einspritzöffnung kann der Totraum, der zum Nachspritzen führen kann, auf ein Minimum reduziert werden. Damit lässt sich die Motorleistung, der Kraftstoffverbrauch und die Laufruhe eines Motors wesentlich verbessern. DOLLAR A Die Anwendung ist sinnvoll bei Hochdruckeinspritzung für Dieselmotoren und und Benzinmotoren mit Schichtladung.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. Der Zweck einer derartigen Kraftstoff-Einspritzdüse besteht darin, die mit den wechselnden Lastzuständen einer Brennkraftmaschine verbundenen variablen Einspritzmengen von Kraftstoff immer mit optimaler Strahlbildung in den Brennraum eines Zylinders einzubringen.

Es sind Kraftstoff-Einspritzdüsen bekannt, bei denen ein Kegel sowohl als Dichtsitz als auch als Verschluß einer Spritzbohrung dient. Beim Öffnen bildet sich hier ein ringförmiger Einspritzquerschnitt, der einen kegeligen Einspritzstrahl bildet. Diese Art von Kraftstoff-Verteilung bzw. -Zertstäubung ist jedoch nicht für alle Brennräume geeignet um gute Gemischbildung und Zündung zu erreichen. Auch soll bei neueren Brennverfahren z. B. bei Benzinbetrieb mit Schichtladung eine gut zündfähige Kraftstoffwolke den Raum bei der Zündkerze erreichen und für Vollast der übrige Brennraum gleichmäßig von einem gut zündfähigen Brennstoff-Luft- Gemisch durchdrungen sein.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Einspritzdüse zu schaffen, die bei stufenlos steuerbaren Einspritzquerschnitten eine dementsprechende gute Strahlbildung ohne Verkokungsgefahr im ganzen Betriebsbereich sicherstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst und mit den Merkmalen von Anspruch 2 weiter ge staltet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der kegelige Dichtsitz zwischen Düsennadel und Düsenkörper wie bekannt und erprobt beibehalten wird und die Spritzlochbildung unabhängig davon durch ein nachgeschaltetes Steuerelement so variabel gebildet wird, daß keine Verkokung durch teilweise unbenützte Strömungswege, wie z. B. abgedeckte Spritzbohrungen, entstehen kann. Außerdem kann mit diesem Steuerelement eine hubabhängige Einspritzquerschnitt- und Strahlveränderung erreicht werden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1. Teil-Längsschnitt der Einspritzdüsenkuppe nach Linie II-II in Fig. 2.

Fig. 2. Teil-Längsschnitt der Einspritzdüsenkuppe nach Linie I-I in Fig. 1.

Fig. 3. Querschnitt der Einspritzdüsenkuppe nach Linie III-III in Fig. 2.

Zweite Variante:

Fig. 4. Teil-Längsschnitt der Einspritzdüsenkuppe nach Linie II-II in Fig. 5.

Fig. 5. Teil-Längsschnitt der Einspritzdüsenkuppe nach Linie I-I in Fig. 4.

Fig. 6. Querschnitt der Einspritzdüsenkuppe nach Linie III-III in Fig. 5.

Eine Kraftstoff-Einspritzdüse weist einen Düsenkörper (11) auf, der in einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigt ist und mit seinem unteren Ende, der dargestellten Düsenkuppe in den Brennraum eines Zylinders hineinragt. Innerhalb des Düsenkörpers (11) ist eine Düsennadel (12) axialbeweglich angeordnet, die gegen die Kraft einer nicht dargestellten Feder vom Kraftstoffdruck oder einem Magnet in Offenstellung bringbar ist. Mittels einer nicht dargestellten Einrichtung ist der Öffnungshub der Düsennadel (12) einstellbar.

Am brennraumseitigen Ende der Düsennadel (12) ist ein Steuerelement (13) angeordnet, das zentral oder desachsiert, mit zylindrischem, dreieckigem oder polygonem Querschnitt ausgeführt sein kann und abdichtend im Düsenkörper (11) geführt ist. In dem Steuerelement ist eine Steuernut (14) eingearbeitet. Die Steuernut (14) formt den Einspritzstrahl in Verbindung mit der Steuerkante (15) und ist deshalb so ausgebildet, daß bei verschiedenen Ventilhüben ein den Einspritzmengen und den Bedürfnissen des Brennraums entsprechender Spritzlochquerschnitt entsteht, der z. B. im Leerlauf einen gebündelten Strahl, bei Vollast eine Auffächerung ermöglicht.

Die Öffnungskurve und Einspritzstrahlrichtung ist im wesentlichen bestimmt vom Einströmwinkel () an der Steuerkante (15). Der Übergang vom Ventilsitzkegel zur Steuerkante ist strömungsgünstig mit geringstmöglichem Spiel zum Düsenkörper ausgebildet um das Todvolumen kleinzuhalten, da dies zu Nachtropfen und unkontrollierter Verbrennung führen kann. Der Ventilsitzkegel ist, wie bisher bewährt, mit 60° oder 90° mit den bekannten Werkstoffen ausgeführt, um gute Dauerhaltbarkeit bezüglich Ventileinschlag und dadurch möglicher Veränderung der Einspritzquerschnitts-Öffnungskurve vorzubeugen. Die als zweites Beispiel aufgeführte Ausführung mit desachsiertem, zylindrischem Steuerelement hat außer dem Vorteil der dadurch gegebenen Verdrehsicherung eine bessere Strömungs führung vom Ventilsitz zur Steuerbohrung.

Claims

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer in einem Düsenkörper geführten, gegen die Kraftstoffströmungsrichtung öffnenden Düsennadel, deren Einspritzquerschnitt hubabhängig steuerbar ist, mit einem Nadelkopf am brennraumseitigen Ende der Düsennadel, der in Strömungsrichtung nach dem kegeligen Dichtsitz ein den Ausströmquerschnitt steuerndes Element aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Nadelhub abhängige, in der Größe und Form veränderte Einspritzöffnung ermöglicht wird.

2. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom Kegeldichtsitz zur Einspritzöffnung strömungsgünstig und mit geringstem Todraum ausgebildet wird.