DE102004002286A1

DE102004002286A1 - Kraftstoffeinspritzdüse

Info

Publication number: DE102004002286A1
Application number: DE102004002286A
Authority: DE
Inventors: Stephan Haas
Original assignee: MAN B&W Diesel GmbH
Current assignee: MAN Energy Solutions SE
Priority date: 2004-01-16
Filing date: 2004-01-16
Publication date: 2005-08-11
Also published as: EP1555429A1; DE502005007871D1; CN1641207B; CN1641207A; US20050230501A1; EP1555429B1; JP2005201274A; KR20050075719A

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einer unter der Wirkung einer Feder in Schließstellung gehaltenen, durch den Druck des einzuspritzenden Kraftstoffs aufsteuerbaren Düsennadel weist zur Erzielung eines einfachen raumsparenden Aufbaus und zur Anwendung bei verschiedenartigen Einspritzsystemen einen zur Überführung in eine von zwei unterschiedlichen axialen Stellungen mittels eines Druckfluids beaufschlagbaren oder druckentlastbaren Steuerkolben auf, der den Öffnungswert der Düsennadel zur Freigabe einer oder mehrerer Spritzlochreihen begrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Gehäuse, in dem eine unter der Wirkung einer Feder durch Anlage an einen Sitz in Schließstellung gehaltene, durch den Druck des eingespritzten Kraftstoffs aufsteuerbare Düsennadel angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach und raumsparend aufgebaute Kraftstoffeinspritzdüse zu schaffen, die in zwei verschiedene Betriebsstellungen für Voll- und Teillast überführbar und deren Anwendung nicht auf ein spezielles Einspritzsystem beschränkt ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass ein zur Überführung in eine von zwei unterschiedlichen axialen Stellungen mittels eines Druckfluids beaufschlagbarer oder druckentlastbarer Steuerkolben vorgesehen ist, der den Öffnungsweg der Düsennadel zur Freigabe einer oder mehrerer Spritzlochreihen begrenzt.

Hierdurch ergibt sich ein einfacher Aufbau, der innerhalb der Umrisse einer normalen Kraftstoffeinspritzdüse untergebracht werden kann.

Vorzugsweise ist die der Düsennadel abgewandte Stirnfläche des Steuerkolbens in einer den Öffnungsweg der Düsennadel zur Freigabe einer Spritzlochreihe begrenzenden Teillaststellung druckbeaufschlagt und in einer weiteren, alle übereinander angeordneten Spritzlochreihen freigebenden Volllaststellung druckentlastet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegt der Steuerkolben in der Teillaststellung mit seiner der Düsennadel zugewandten Stirnfläche an einem gehäusefesten Anschlag an. Vorzugsweise liegt der Steuerkolben in der Volllaststellung mit einer der Düsennadel abgewandten Stirnfläche an einem weiteren gehäusefesten Anschlag an. Hierdurch ergeben sich genau definierte Betriebsstellungen für die beiden Lastbereiche.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den zusätzlichen Unteransprüchen und einer Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Auf dieser zeigen jeweils in einem senkrechten Schnitt:
1 eine Kraftstoffeinspritzdüse mit Kraftstoff als Druckfluid,
2 eine Kraftstoffeinspritzdüse mit Schmieröl als Druckfluid.
Die Einspritzdüse gemäß 1 weist ein aus drei Teilen 1, 2, 3 zusammengesetztes Gehäuse auf. Im Gehäuse 1 ist eine Düsennadel 4 axial verschiebbar geführt, die einen Abschnitt 5 mit vergrößertem Durchmesser aufweist. Die Abschnitt 5 ragt in einen Druckraum 6 hinein, dem der einzuspritzende Kraftstoff über eine Leitung 7 zugeführt wird. Das untere Ende der Ventilnadel 4 liegt unter der Wirkung einer Feder 8 an einem Sitz 9 an. An diesem Ende der Ventil nadel 4 befindet sich ein Steuerzapfen 10, der einen Vorlageraum 11 durchsetzt. In den Vorlageraum 11 mündet eine erste Reihe von Spritzlöcher 12. Das untere Ende des Steuerzapfens 10 ragt abdichtend in einen weiteren Vorlageraum 13 hinein, in den mindestens eine weitere Reihe von Spritzlöchern 14 mündet.
Die obere Stirnfläche 15 der zweiteilig ausgeführten Düsennadel 4 befindet sich in der in 1 dargestellten Ruhestellung in einem Abstand h1 von der unteren Stirnfläche 16 eines im Gehäuseteil 2 in Achsrichtung geführten Steuerkolbens 17. Dabei liegt der Steuerkolben 17 mit dem Rand seiner unteren Stirnfläche 16 an einen ringförmigen gehäusefesten Anschlag 18 an. Der Steuerkolben 17 durchsetzt eine ringförmige Kammer 19, die über eine Leitung 20 mit der den Kraftstoff führenden Leitung 7 in Verbindung steht. Von der Kammer 19 führt eine Leitung 21 im Steuerkolben 17 zu einem Druckraum 22 über der oberen Stirnfläche 23 des Steuerkolbens 17. Der Druckraum 22 ist seitlich durch den Gehäuseteil 2 und oben durch einen plattenförmigen Anschlag 24 begrenzt. Der Anschlag 24 weist eine Bohrung 25 auf, die durch ein Verschlussorgan verschließbar ist. Das Verschlussorgan weist eine Verschlusskugel 26 auf, die mittels einer Stellstange 27 in Verschlussstellung haltbar ist. Die Stellstange 27 ist in Abhängigkeit vom Lastzustand des Motors derart verstellbar, dass in der Ruhestellung und in der Teillaststellung die Verschlusskugel 26 in der Schließposition gehalten wird und in der Volllaststellung die Verschlusskugel freigibt, so dass der Kraftstoff durch eine Leitung 28 abfließen kann. Es sind jedoch auch anders aufgebaute, in Abhängigkeit von der Motorleistung auf- und zugesteuerte Verschlussorgane verwendbar.
Wird in der Einstellung für den Teillastbereich, in der das Verschlussorgan 26, 27 geschlossen ist Kraftstoff durch die Leitung 7 unter Druck eingeleitet so baut sich über die Leitungen 20, 21 im Druckraum 22 ebenfalls Druck auf, der den Steuerkolben 17 gegen den Anschlag 18 drückt. Gleichzeitig wird die Düsennadel 4 vom Sitz 9 abgehoben bis ihre Stirnfläche 15 zur Anlage an der Stirnfläche 16 kommt. Bei entsprechender Bemessung einerseits der die Düsennadel 4 in die Öffnungsbewegung versetzenden Flächen und andererseits der Stirnfläche 23 bleibt der Steuerkolben 17 in Folge des Drucks im Druckraum 20 in Anlage an dem Anschlag 18. Die Düsennadel 4 kann sich daher nur um den Weg h1 soweit bewegen, dass Kraftstoff über den Vorlageraum 11 aus den Spritzlöchern 12 austritt.
Bei Umstellung der Stellstange 27 auf Volllastbetrieb gibt diese die Verschlusskugel 26 frei. Tritt jetzt der Kraftstoff durch die Leitungen 20, 21 in den Druckraum 22, so fließt er über die Leitung 28 ab. Der Steuerkolben 17 kann sich daher zusätzlich um den Weg h2 bis zur Anlage an dem Anschlag 24 bewegen. Dieser Bewegung folgt die Düsennadel 4. Dabei tritt der Steuerzapfen 10 aus dem Vorlageraum 13 aus. Der Kraftstoff gelangt daher auch zu den Spritzlöchern 14.
Die Anordnung gemäß 2 ist im Prinzip ebenso aufgebaut wie die nach 1. Lediglich ist hier die Kammer 19 an eine Leitung 30 angeschlossen, der mittels einer Pumpe 31 Schmieröl unter Druck zugeführt wird. Dieses Schmieröl gelangt dann über die Leitung 21 in den Druckraum 22. Die weitere Funktion stimmt mit der Anordnung gemäß 1 überein. Es besteht auch die Möglichkeit, den Druckraum 22 mit einem Druckfluid aus einem gesonderten Flüssigkeitskreislauf zu beaufschlagen.

Claims

Kraftstoffeinspritzdüse mit einem Gehäuse, in dem eine unter der Wirkung einer Feder durch Anlage an einem Sitz in Schließstellung gehaltene, durch den Druck des eingespritzten Kraftstoffs aufsteuerbare Düsennadel angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen zur Überführung in eine von zwei unterschiedlichen axialen Stellungen mittels eines Druckfluids beaufschlagbaren oder druckentlastbaren Steuerkolben (17), der den Öffnungsweg der Düsennadel (4) zur Freigabe einer oder mehrerer Reihen von Spritzlöchern (12, 14) begrenzt.
Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die der Düsennadel (4) abgewandte Stirnfläche (23) des Steuerkolbens (17) in einer den Öffnungsweg der Düsennadel zur Freigabe einer Spritzlochreihe (12) begrenzenden Teillaststellung druckbeaufschlagt und in einer alle übereinander angeordneten Spritzlochreihen (12, 14) freigebenden Volllaststellung druckentlastet ist.
Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (17) in der Teillaststellung mit seiner der Düsennadel (4) zugewandten Stirnfläche (16) an einem gehäusefesten Anschlag (18) anliegt.
Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (17) in der Volllaststellung mit seiner von der Düsennadel (4) abgewandten Stirnfläche (23) an einem gehäusefesten Anschlag (24) anliegt.
Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Steuerkolbens (17) ein mit Druckfluid beaufschlagbarer Druckraum (22) vorgesehen und der Druckraum mittels eines in Abhängigkeit von der Motorleistung gesteuerten Verschlussorgans (26, 27) in der Volllaststellung druckentlastbar ist.
Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkolben (17) eine von einer seitlichen ringförmigen Kammer (19) für das Druckfluid zum Druckraum (22) führende Leitung (21) aufweist.
Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (26, 27) eine in Abhängigkeit von der Motorleistung angesteuerte, eine Verschlusskugel (26) im Teillastbereich in Schließstellung haltende Stellstange (27) aufweist.
Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckfluid Kraftstoff Verwendung findet.
Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckfluid Schmieröl Verwendung findet.
Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Schmierölzufluss (30) eine den Druck erhöhende Pumpe (31) vorgesehen ist.
Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des Sitzes (9) der Düsennadel (4) ein zu der ersten Reihe von Spritzlöchern (12) führender Vorlageraum (11) angeordnet ist und die Düsennadel (4) einen den Vorlageraum (11) durchsetzenden Steuerzapfen (10) aufweist, der in der Ruhe- und Teillaststellung abdichtend in einen weiteren Vorlageraum (13) für die restlichen Spritzlöcher (14) hineinragt und den Zufluss zum weiteren Vorlageraum (13) in der Volllaststellung freigibt.