DE1000638B

DE1000638B - Fluessigkeitsgekuehlte Einspritzduese fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1000638B
Application number: DEV5263A
Authority: DE
Inventors: Orange Dipl-Ing Rudolf L
Original assignee: VERWERTUNGSGESELLSCHAFT DR ING
Current assignee: VERWERTUNGSGESELLSCHAFT DR ING
Priority date: 1952-12-18
Filing date: 1952-12-18
Publication date: 1957-01-10

Description

Flüssigkeitsgekühlte Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen Bei Diesel-Einspritzdüsen für thermisch hochbelastete Dieselmotoren ist für eine möglichst geringe Wärmeaufnahme in die Einspritzdüse und insbesondere in .dem. Teil derselben zu sorgen, welcher den mit wenigen tausendstel Millimeter eingepaßten Nadelkolben enthält. Bei besonders hoher Beanspruchung ist eine direkte Kühlung mit durchfließenden Kühlmitteln notwendig.
Es sind Nadeldüsen bekannt, bei denen durch Zurückverlegung des Nadelkolbens vom Brennraum weg sowohl die Nadelpassung von dien Düsenteilen mit den höchsten Temperaturen entfernt als auch die wärmeaufnehmende Stirnseite des Düsenelementes verkleinert ist. Man hat auch schon bei Düsennadeln mit schwimmendem Sitz die Düsenelemente geteilt, und zwar den Nadelpassungskolben in dem einen Teil und den Nadelsitz mit den Zerstäubungsbohrungen in einem anderen, davon getrennten Teil untergebracht.
Schließlich hat man, ohne das Düsenelement zu teilen, die Nadel zurückverlegt und die dem Feuer zugewandte Seite des Düsenelementes durch vom Umfang her angebrachte Ringräume, welche durch aufgeschweißte oder ähnlich aufgesetzte Mäntel wieder verschlossen sind, gekühlt.
Dieses Aufsetzen eines Mantels auf die Außenpartie des Düsenelementes macht jedoch sehr große Schwierigkeiten. Eventuell entstehende Undichtigkeiten sind wegen der direkten Lage zum Feuer gefährlich.
Die Erfindung vermeidet diese Gefahren und vereinigt die verschiedenen, den erwähnten Konstruktionen innewohnenden Vorteile. Sie geht aus von einer flüssigkeitsgekühlten Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer sich nach außen öffnenden Düsennadel, deren Schaft in einer an einem Düsenhalter befestigten Nadelführung und deren Sitz in einer sich frei schwimmend nach der Nadelspitze zentrierenden, die Z_,e:rstäubungsbohrungen für den Brennstoff enthaltenden Düsenkappe angeordnet ist.
Erfindungsgemäß mündet eine den Brennstoff zuleitende Bohrung unmittelbar oberhalb der Dichtfläche zwischen Nadelführung und Düsenkappe in einen zwischen der Nadelführungsbohrung und der gegenüber dem Schaft im Durchmesser abgesetzten Nadel gebildeten Ringraum, vorzugsweise tangential zur Nadel, ein. Zwei konzentrische Ringnuten in der Dichtfläche stellen die Verbindung zwischen den Küblmittelzufluß- bzw. -rückflußbohrungen in der Nadelführung mit den entsprechenden Bohrungen in der Düsenkappe her. Die Düsenkappe nimmt ihrerseits einen von ihrer Mittelbohrung her ausgesparten sowie durch ein in diese Bohrung dichtend eingesetztes Rohr verschlossenen Kühlraum auf.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Bauform einer flüssigkeitsgekühlten Einspritzdüse gibt die Möglichkeit, die Vorteile, die eine Düsennadel mit getrennter, schwimmender, sich nach der Spitze der Düsennadel selbst zentrierender Düsenkappe besitzt, mit den Vorteilen zu verbinden, die die Kühlung der Düsenkappe bietet. Sie ermöglicht es, die Abmessungen der Düsenkappe, obwohl sie gekühlt ist, dadurch klein zu halten, da,ß der Brennstoff bereits oberhalb der Dichtfläche zwischen Düsenkappe und Nadelführung in einen Raum eingeführt wird, der dadurch geschaffen ist, daß der \Tadelkolben kürzer als die Nadelführung ist. Die tangential zu dem verjüngten Teil der Düsennadel erfolgende Brennstoffeinführung verhindert eine etwaige einseitige Belastung der Düsennadel. Die gesamte Planfläche zwischen Nadelführung und Düsenkappe kann mit Ausnahme der Innenbohrung für die Unterbringung der konzentrischen Ringnuten für den Zu- und Rücklauf des Kühlmittels ausgenutzt werden.. Dadurch wird es möglich, zu einer frei schwimmenden und sich selbst zentrierenden Düsenkappe zu gelangen.. Schließlich ist die Herstellung der Kühlräume in der Düsenkappe in besonders einfacher und betriebssicherer Weise dadurch möglich, daß der Kühlraum von der Mittelbohrung her ausgespart und durch ein in diese Bohrung dichtend eingesetztes Rohr verschlossen ist. Dieses Rohr kann mit einfachen Mitteln dicht gemacht werden. Die Dichtwirkung wird dadurch unterstützt, da:ß der innen auf dem Rohr lastende Brennstoffdruck um ein Vielfaches größer als der außen darauf lastende Kühlmitteldruck ist. Etwa trotzdem auftretende Undnchtigkeiten können die Dieselmaschine nicht gefährden.
Eine Einspritzdüse mit den Merkmalen der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. r eine Einspritzdüse im axialen Schnitt, Fig. a die Nadelführung ohne Nadel im axialen Schnitt, Fig. 3 und 4. Schnitte rechtwinklig zur Düsenmittelachse in der Ebene A und in der Ebene B, Fig. 5 die gleichen Teile des Düsenelementes wie Fig. i, jedoch bei geringfügiger Änderung des Düsenhalterl,zö@rpers in einem Schnitt rechtwinklig dazu.
Im Düsenhalterkörper 17 ist die Nadelführung 2 eingesetzt und durch Fixierstift 25 gegen Verdrehen gesichert. Die darin laufende Düsennadel 4. hat ihren Sitz 2o in der Düsenkappe 22, welche sich beim Zusammenbau nach der Spitze der Düsennadel ausrichtet. Um dieses zu erleichtern, sind zwischen dem Bund der Düsenkappe 7 und der Stirnfläche des Düs-enhalterkörners (vgl. Fig. i bzw. 5) zwei oder mehr genau planparallele Scheiben vorgesehen. Die DüsenkappL nimmt die E.in.spritzbohrungen 21 auf.
Der Brennstoff gelangt durch den Kanal i und die Behrung 6 in d:@n Ringraum 18 unter dem Schaft der Nadel-1 und von da in den Ringraum 14 innerhalb der Düsenkappe. Der Ringraum 18 liegt oberhalb der Dichtfläche zwischen Düsenhalterkörper und Düsenkappe und ist dadurch. gebildet, daß der Nadelschaft .4, wie die Lagz der Kants 3 zeigt, kürzer als die Nadelführungsbchrung 5 und stärker als die Düsennadel 19 ist.
Der Ringraum 14 liegt zwischen der Düsennadel i9 und einem Rohr 15, das in die Düsenkappe 22 eingepreßt ist und dien aus der Düsenkappe ausgesparten Kühlmitbelringraum 12 von dem Brennstoffringraum 14 trennt.
Die Kühlflüssigkeit gelangt über Kanal io aus dem Düscnhalterkörper in die Bohrung 23 der Nadelführung 2, von hier in die äußere Ringnut 8, welche aus der Stirnfläche der Düsenkappe 7 ausgespart ist, und von da über Kanal 26 in den Kühlmittelringraum 12, durch welchen die Stirnfläche der Düsenkappe gekühlt wird. Der Rücklauf des Kühlmittels erfolgt über Bohrung 16, die innere Ringnut 9 in der Stirnfläche der Düsenkappe, Bohrung 24 im Düsenelement und die Rückflußbohrung i i im Düsenhalterkörper.
Die Fig. 2 bis 4 zeigen., wie die Bohrung 6 den Brennstoff entweder über einen einseitigen, mondsichelförmigen Raum 28 oder unmittelbar tangential in den Raum i8 unter dem Nadelkolben; 4 leitet. Hierdurch wird eine eindeutig gerichtete Strömung erreicht. Das Hauptstück der Düsenkappe 7 ist aus einem Teil hergestellt. Von der Mittelbohrung der Düsenkappe her ist der Ringraum 12 ausgestochen und durch die eingepreßte Büchse 15 abgeschlossen. Hierbei entsteht kcine zu schweißende oder zu lötende Fuge, die dem Angriff der Verbrennungsgase ausgesetzt wäre.

Claims

PATENTANSPRUCH: Flüssigkeitsgekühlte Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer sich nach außen öffnenden Düsennadel, deren Schaft in einer an einem Düsenhalter befestigten Nadelführung und deren Sitz in einer sich frei schwimmend nach der Nad°ispitze zentrierenden, die Zerstäubung$-bohrungen für den Brennstoff enthaltenden Düsenkappe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Brennstoff zuleitende Bohrung (1, 6) unmitt°lbar oberhalb der - Dichtfläche zwischen \Tad,elffihrung (2) und Düsenkappe (7) in einen zwischen d-.r Nadelführungsbohrung (5) und der gegenüber dem Schaft (.4) im Durchmesser abgesetzten Nadel (i9) gebildeten Ringraum (18), vorzugsweise tan:gential zur Nadel, einmündet und daß zwei konzentrische Ringnuten (8, 9) in der Dichtfläche die Verbindung zwischen den Kühlmittelzufluß- bzw. -rückflußbohrungen (23, 24) in der 2\Tadclführung mit den entsprechenden Bohrungen (26, 16) in dar Düsenkappe .herstellen, welche ihrerseits einen von ihrer Mittelbohrung her ausgesparten sowie durch ein in diese Bohrung dichtend eingesetztes Rohr (15) verschlossenen Kühlraum (12) aufnimmt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche. Patentschriften Nr. 721753, 575 876, 499 218, 472 152; schweizerische Patentschriften Nr. a69298, 167276, 158 627, 138 977; französische Patentschrift Nr. 683:285; britische Patentschrift Nr. 64o 653; USA-Patentschrift Nr. 2 o67 131.