DE1046950B

DE1046950B - Einspritzduese fuer Einspritzbrennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1046950B
Application number: DEF10457A
Authority: DE
Inventors: Dr Anton Pischinger
Original assignee: Friedmann and Maier AG
Current assignee: Friedmann and Maier AG
Priority date: 1951-12-20
Filing date: 1952-11-24
Publication date: 1958-12-18

Description

Einspritzdüse für Einspritzbrennkraftmaschinen Einspritzdüsen für Einspritzbrennkraftmaschinen, bei welchen der Brennstoffaustritt im ersten Teil des Nadelhubes gedrosselt wird, sind unter der Bezeichnung »Drosselzapfendüsen« bekannt. Durch solche Drosselzapfendüsen wird ein weicherer Gang des Dieselmotors erreicht. Um eine bessere Brennstoffverteilung und Gemischbildung im Verbrennungsraum des Zylinders zu erzielen, werden Einspritzdüsen häufig als Mehrlochdüsen mit schräg zur Düsenachse stehenden Brennstoffaustrittsbohrungen ausgebildet. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, Drosselzapfendüsen als Mehrlochdüsen auszubilden, wobei der an dem Drosselzapfen vorbeitretende Brennstoff in einen Raum gelangte, von welchem aus die Brennstoffaustrittsbohrungen in den Zylinder führen. Obwohl nun ein derartiger Raum naturgemäß ziemlich klein gehalten ist, haben solche Ausbildungen den Nachteil, daß die im Drosselspalt auftretende hohe Geschwindigkeit des Brennstoffes in diesem Raum hinter dem Drosselspalt durch Wirbelbildung wieder aufgezehrt und die Austrittsgeschwindigkeit des Brennstoffes durch die Brennstoffaustrittsbohrungen so stark vermindert wird, daß zumindest während der Drosselperiode eine schlechte Zerstäubung des Brennstoffes erhalten wird. Die im Drosselspalt gewonnene Strömungsenergie wird hierbei nämlich im Raum hinter dem Drosselspalt in Druck und erst wieder in den Brennstoffaustrittsbohrungen in Geschwindigkeit umgesetzt.
Die Erfindung bezieht sich nun auf eine solche Einspritzdüse, bei welcher der Brennstoffaustritt im ersten Teil des Nadelhubes durch einen ringförmigen Spalt gedrosselt wird, welcher durch einen an den Ventilkegel angesetzten Drosselzapfen und der denselben umschließenden Wand eines zylindrischen Hohlraumes gebildet wird, von welchem aus schräg zur Düsenachse verlaufende Brennstoffaustrittsbohrungen zum Brennraum führen, und die Erfindung zielt hierbei darauf ab, die im Drosselspalt gewonnene Strömungsenergie zumindest weitgehend für die Einspritzung dadurch auszunützen, daß unter Vermeidung einer Wirbelbildung zwischen dem Drosselspalt und den Brennstoffaustrittsbohrungen der Brennstoff durch den Drosselspalt und die Austrittsbohrungen mit voller Energie strömt und der Brennstoffstrom in den Austrittsbohrungen eben nur so weit umgelenkt wird, als dies die Schrägstellung der Austrittsbohrungen erforderlich macht.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Hohlraum brennraumseitig durch eine zur Achse des Drosselzapfens senkrecht stehende Bodenfläche begrenzt ist, welche - abgesehen von den durch die sich gegebenenfalls anschneidenden Brennstoffaustrittsbohrungen verursachten Unebenheiten -eben ist und in welcher die Mündungen der Brennstoffaustrittsbohrungen derart angeordnet sind, daß jede, ohne die Wand anzuschneiden, mit einem Teil ihres Querschnittes innerhalb der von der austrittsseitigen Kante der Wanddes Hohlraums gebildeten Kreislinie liegt. Bei einer derartigen Ausbildung gelangt der Brennstoff mit seiner im Drosselspalt auftretenden hohen Geschwindigkeit unmittelbar in die Brennstoffaustrittsbohrungen ein, in welchen der Brennstoffsträhl entsprechend umgelenkt wird, ohne daß vorher die Geschwindigkeit des Brennstoffes durch Wirbelbildung aufgezehrt wird, so daß insbesondere auch während der Drosselperiode eine gute Zerstäubung des Brennstoffes erreicht wird. Ein toter Raum zwischen Drosselspalt und Austrittsbohrungen ist hierbei vermieden. Gemäß einem älteren deutschen Patent soll der tote Raum zwischen der Drosselstelle und den Brennstoffaustrittsbohrungen möglichst klein gehalten werden. Gemäß diesem älteren Patent ist jedoch kein Drosselspalt zwischen Drosselzapfen und Drosselbohrung vorgesehen, sondern der Brennstoff wird in der Drosselperiode durch eine zentrale Bohrung des Drosselzapfens geleitet. Auf diese Weise tritt der Brennstoff zentral in den Raum zwischen der Drosselstelle und den Brennstoffaustrittsbohrungen ein, so daß die inneren Mündungen der Brennstoffaustrittsbohrungen vom Brennstoffstrom nicht unmittelbar angeströmt werden. Dadurch wird der an sich vorteilhafte Effekt der Verringerung des toten Raumes wieder zunichte gemacht. Um einen Energieverlust durch Wirbelbildung zwischen Drosselspalt und Brennstoffaustrittsbohrungen zu vermeiden, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Anordnung so zu treffen, daß der Drosselzapfen in seiner tiefsten Stellung innerhalb des Schnittpunktes der Achsen der Brennstoffaustrittsbohrungen liegt und die Erzeugenden des Drosselzapfens die inneren Mündungen der Brennstoffaustrittsbohrungen ungefähr in der Mitte schneiden. Hierbei trifft der durch den Drosselspalt tretende ringförmige Brennstoffstrom die Mitten der Brennstoffaustrittsbohrungen in ihrem größten Durchmesser, und somit wird die Strömungsenergie des aus dem schmalen Ringspalt austretenden Brennstoffes am besten ausgenützt.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels schematisch erläutert.
Fig. 1 stellt einen Axialschnitt durch eine Einspritzdüse dar; Fig. 2 zeigt die Stellung der Ventilnadel zu Beginn ihres Hubes, das ist während der Drosselperiode, und Fig. 3 die vollständig angehobene Stellung derselben in größerem Maßstab.
Der Brennstoff strömt vom Brennstoffanschluß 1 über eine Bohrung 2, eine Ringnut 3 und eine Bohrung 4 in den Raum 5 vor dem Ventilkegel 6 der Düsennadel 7. Die Düsennadel wird durch eine Feder 8 belastet und wird durch den Druck des Brennstoffes im Raum 5 angehoben. Zu Beginn des Hubes läßt der Drosselzapfen 9 nur einen schmalen Ringquerschnitt 10 in der zylindrischen Bohrung 1i des Düsenkörpers 12 frei (Siehe Fig. 2), und erst in der völlig angehobenen Stellung der Düsennadel öffnet der Drosselzapfen 9 die Bohrung 11 zur Gänze (siehe Fig. 3).
Unmittelbar hinter dem Drosselspalt 10 liegen die inneren Mündungen 13 der Brennstoffaustrittsbohrungen 14, so daß der Brennstoff aus dem Drosselspalt mit voller Geschwindigkeit in die Brennstoffaustrittsbohrungen 14 gelangt, ohne daß eine Wirbelbildung vor Eintritt in diese Bohrungen die Geschwindigkeit des Brennstoffes aufzehrt. Es können z. B. vier bis acht solche Brennstoffaustrittsbohrungen 14 vorgesehen sein. Wie Fig. 1 der Zeichnung zeigt, sind die Brennstoffaustrittsbohrungen 14 so angeordnet, daß der Drosselzapfen 9 in seiner tiefsten Stellung (siehe Fig. 1) innerhalb des Schnittpunktes der Achsen 15 dieser Bohrungen liegt und daß die Erzeugenden des zylindrischen Drosselzapfens 9 die inneren Mündungen 13 dieser Brennstoffaustrittsbohrungen 14 ungefähr in der Mitte schneiden. Aus konstruktiven Gründen kann diese Bedingung am einfachsten dann erfüllt werden, wenn, wie bei dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung, die Brennstoffaustrittsbohrungen 14 in einem an den Düsenkörper 12 angesetzten Plättchen 16 vorgesehen sind. Auf diese Weise wird vermieden, daß die Bohrungen 14 die Bohrung 11 des Düsenkörpers anschneiden, was bei einer derart knappen Anordnung dieser Bohrungen unvermeidlich wäre, wenn die Bohrungen 14 nicht in einem gesonderten Teil 16vorgesehen wären. Bei Einspritzdüsen anderer Art ist es an sich bekannt, die Brennstoffaustrittsbohrungen in einem gesonderten Plättchen anzuordnen. Durch eine Überwurfmutter 17 ist der Düsenkörper 12 mit dem Düsengehäuse 18 zusammengespannt.

Claims

PATENT:1NSPRttCHE: 1. Einspritzdüse für Einspritzbrennkraftmaschinen, bei welcher der Brennstoffaustritt im ersten Teil des Nadelhubes durch einen ringförmigen Spalt gedrosselt wird, welcher durch einen an den Ventilkegel angesetzten Drosselzapfen und der denselben umschließenden Wand eines zylindrischen Hohlraumes gebildet wird, von welchem aus schräg zur Düsenachse verlaufende Brennstoffaustrittsbohrungen zum Brennraum führen, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum brennraumseitig durch eine zur Achse des Drosselzapfens (9) senkrecht stehende Bodenfläche begrenzt ist, welche - abgesehen von den durch die sich gegebenenfalls anschneidenden Brennstoffaustrittsbohrungen (14) verursachten Unebenheiten -eben ist und in welcher die Mündungen (13) der Brennstoffaustrittsböhrungen derart angeordnet sind, daß jede, ohne die Wand anzuschneiden, mit einem Teil ihres Ouerschnittes innerhalb der von der austrittsseitigen Kante der Wand des Hohlraumes gebildeten Kreislinie liegt.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselzapfen in seiner tiefsten Stellung innerhalb des Schnittpunktes der Achsen der Brennstoffaustrittsbohrungen liegt und die Erzeugenden des Drosselzapfens die inneren Mündungen der Brennstoffaustrittsbohrungen ungefähr in der Mitte schneiden.
3. Einspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffaustrittsbohrungen in an sich bekannter Weise in einem an den Düsenkörper angesetzten Plättchen vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 590558, 663 301; französische Patentschriften Nr. 519 279, 791105, 933 374; britische Patentschrift Nr. 664 884; USA.-Patentschriften Nr. 1833 080, 2 338 584. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 866 574.