DE1526717A1

DE1526717A1 - Einspritzduese fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1526717A1
Application number: DE19661526717
Authority: DE
Inventors: Reinhard Haefner; Werner Henkel
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1966-09-06
Filing date: 1966-09-06
Publication date: 1970-02-26
Also published as: NL6710838A

Description

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Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg, Aktiengesellschaft

Augsburg
Stadtbachstraße 1

P.B.2421

Einspritzdtisefür Brennkraftmaschinen

Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, bei welcher der Kraftstoff über eine Anzahl Düsenlöcher auf den Brennraum verteilt wird, wobei deren Durchgangsquerschnitt von einer Ventilnadel gesteuert wird, welche unter dem Brennstoffpumpenabspritzdruck von ihrem Sitz abgehoben wird.

Die bisher bekannten Einspritzdüsen dieser Art mit in der Führung nahezu kraftstoffdicht eingeläppter Nadel und am der Düse zugewandten Ende vorgesehenem dichtendem Ventilkegel,der unter der Einwirkung des Kraftstoffs auf eine Ringfläohe bei Erreichen des Abspritzdrucks abgehoben wird und bei welcher der Kraftstoff durch eine exzentrisch angebrachte Bohrung in einen Ringkanal oberhalb des Nadelsitzes gefördert wird, wobei ein mehr oder weniger großes Sackloch unterhalb des Nadelsitzes den Übertritt zu den Düsenbohrungen ermöglicht, haben den Nachteil, daß der nach dem Schließen der Nadel im Sackloch verbleibende Kraftstoff durch die Gasströmungen im Verbrennungsraum ausgeblasen wird und zu Schmier· ölverdünnungen und Verkokungen führt» Aus Festigkeitsgründen kann dabei der Nadelsitz auch nicht nahe genug an die Düsenbohrungen herangebracht werden, so daß die Kühlung der Düse schlecht ist. Infolge der einseitigen Kraftstoffzufuhr besteht zudem die Gefahr von Materialrissen ebenso wie die des Vermischens von Kraftstoff und Kühlmittel. Außerdem verursacht das Einläppen der Nadel in der Führung erhebliche Kosten und macht Leckbrennstoffkanäle und -leitungen erforderlich.

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Man hat nun zwar schon vorgeschlagen (DBP 976 061) durch entsprechend kleine Bemessung des Sacklochs, eine Anordnung des Kühlraums möglichst nahe den Düsenbohrungen und besondere Ausbildung der letzteren diese Mängel zu beheben, jedoch ist eine solche Aueführung nicht immer möglich.

Demgegenüber wird nach der Erfindung bei einer Einspritzdüse der eingangs erwähnten Art zur Behebung der erwähnten Nachteile vorgeschlagen, daß

a) die Ventilnadel am brennraumaeitigen Ende mit einem in Richtung desselben öffnenden Ventilkegel versehen ist, .

b) der Nadelschaff in der Nadelführung mit einem Spiel, das dem Querschnitt der Druckleitung entspricht, angeordnet ist, und

c) das der Druckleitung zugewandte Ende der Nadel an einem nachstellbaren in der Nadelführung angebrachten Federelement befestigt ist.

Durch diese Maßnahmen ist es möglich infolge der Umkehr der Strömungsrichtung am Ventilkegel gegenüber der üblichen Nadel und des sich daraus ergebenden größeren Ringquer Schnitts den Nadelhub gegenüber den bekannten Ventilen erheblich zu verringern und damit die Beanspruchung von Ventilsitz, Nadel und Anschlag zu vermindern. Da sich die durch die Nadfelbe« wegung verursachten Kräfte auf das Ventilgehäuse abstützen, und die Düse '_,-*

selbst weitgehend entlastet ist, können die Wandstärken und damit die warmespeichernden und zu kühlenden Massen im Bereich der Düsenbohrungen >"

gering gehalten werden, womit sowohl der Aufwand verringert, als auch die Kühlung verbessert wird. Die Verwendung des erfindungsgemäßen

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Ventilkegels ermöglicht zudem einen strömungsgünstigen Verlauf des Brennstoffs über dun Ringkanal zu den Düsenlöchern und ein kleines Ringkanalvolumen. Des weiteren erlaubt die erfindungsgemäße Ausführung der Einspritzdüse jederzeit durch Verstellen des Federelementes eine Änderung der Federkraft und damit des Abspritzdrucks oder des Nadelhubes vorzunehmen. Die Anordnung der Nadel mit einem gewissen Spiel in der Nadelführung ermöglicht zugleich eine geradlinige Führung des Brennstoffs von der Druckleitung bis zur Düse selbst und damit ein kleines Totraumvolumen. Gleichzeitig kann eine Leckbrennstoffleitung eingespart werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäfJe Einspritzdüse

Fig. 2 eine Einzelheit in größerem Maßstab.

Das Nadelgehäuse 1 der Einspritzdüse ist in bekannter Weise im Zylinderdeckel 2 mittels mehrerer Schrauben 3 befestigt. Am der Druckleitung 4 von der Brennstoffpumpe zugewandten Ende der Nadelführung ist in eine Bohrung ein Federteller 5 eingeschraubt und mittels eines federnden Raststiftes 6 gegen Verdrehen gesichert. In dem topfförmiiien Federteller 5 ist zweckmäßigerweise eine Anzahl Tellerfedern T übereinander angeordnet, gegen weiche sich auf der anderen Seite ein zweiter Federteller 8 mit einer halsartigen Verlängerung anlegt. An Stelle der Tellerfedern, die zur Verringerung des Totraumvolumens verwendet werden, kann selbstverständlich auch eine Spiralfeder eingesetzt werden. In den Federteller 8, der im Federteller G geführt ist, ist die Ventilnadel 9 eingeschraubt und mit einer Konusmutter 10 gesichert. Der zur Führung der Ventilfedern dienende Hals des

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Federtellers 8 ist außerdem als Anschlag für die Begrenzung des Nadelhubes ausgebildet. Durch Verändern der Höhenlage des Federteller 5 in . dem Nadelgehäuse 1 bzw. der Stellung der Nadel 9 zum Federteller 8 kann jederzeit sowohl die Federkraft und damit der Abspritzdruck als auch der Nadelhub verändert werden. Die Durchtrittsquerschnitte am Federelement, d.h. die seitlichen Durchtrittsquerschnitte an den beiden Federtellern bzw. der Konusmutter und derjenige des Ringquer schnittes zwischen der mit Spiel in der Führung 1 angeordneten Nadel 9 und ersterer ist dabei so bemessen, daß er dem lichten Durchmesser der Druckrohrleitung entspricht, zum Zweck ein großes Totraum volumen zu vermeiden.

Am langen Schaft der Nadel 9, der infolge seiner Elastizität ein sanftes Aufsetzen des Ventils auf den Sitz gewährleistet, ist am brennraumseitigen Ende ein in Richtung des Zylinders öffnender Ventilkegel 11 vorgesehen, der unter der Kraft der Federn 7 an einer im Düsenkörper 17 eingesetzten Ventilsitzbüchse 12 anliegt und unter dem Brennstoffabspritzdruck von dessen Sitz abgehoben wird· Dadurch werden die etwas unterhalb des unteren Büchsenrandes angeordneten Düsenlöcher 13 freigegeben, so daß der Kraftstoff in den Brennraum zerstäubt, Durch den zwischen Ventilsitz an der Büchse und dem Ventilkegel sich beim öffnen bis zu den Düsenlöchern bildenden Querschnitt wird ein strömungsgünstiges Ausfließen des Kraftstoffs zu den Düsenbohrungen bzw. zu dem davor befindlichen Ringkanal 14 ermöglicht, dessen Volumen dem beim öffnen der Ventilnadel verdrängten Volumen, d. h, etwa der Fläche des größten Sitz-Durchmessers χ dem Nadelhub bzw, so klein wie möglich gewählt wird. Unterhalb des eigentlichen kegelförmigen Teils des Ventilkegels ist ein zylindrischer Teil 15 vorgesehen, der zur unteren Führung der geöffneten Nadel 9 im Nadelgehäuse 1 dient. Das Ende der Nadel 9 bildet ein Flachkegel, der das Ver*· drängen des unter der Nadel verbleibenden Kraftstoffs durch den Ringspalt der zylindrischen Führung erleiettert. Dieser Ringspalt wird so bemessen, daß ein Auspressen des Kraftstoffs beim öffnen des Ventils leicht möglich ist und andererseits beim Schließen der Kraftstoff aus dem Ringraum 14

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abgesaugt und damit das schädliche Ausblasen des unter der Nadel befindlichen Kraftstoffvolumens in den Verbrennungsraum verhindert wird.

Um eine gute Kühlung der Düse zu ermöglichen, ist möglichst nahe den Düsenlöchern 13 eine ringförmige Kühlnut 16 vorgesehen.

Der Düsenkörper 17, der mit dem eigentlichen Nadelgehäuse 1 aus Montagegründen mit einer Überwurfmutter 18 verschraubt ist, wird aus zwei nach der Linie 19 getrennten Hälften hergestellt. Die beiden aufgrund der unterschiedlichen Beanspruchung aus verschiedenen Werkstoffen bestehenden Teile werden dann nach Einarbeiten der Kühlmittelnut stumpf induktiv hart gelötet oderelektronisch geschweißt. Neben einer billigen Herstellung wird dadurch auch eine vollkommene Trennung von Kraftstoff und flüssigem Kühlmittel erreicht.

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Claims

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Patentansprüche:

t Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, bei welcher der Kraftstoff über eine Anzahl Düsenlöcher auf den Brennraum verteilt wird, wobei deren Durchgangsquerschnitt von einer Ventilnadel gesteuert wird, welche unter dem Brennstoffpumpenabspritzdruck von ihrem Sitz abgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Ventilnadel am brennraumseitigen Ende mit einem in Richtung desselben öffnenden Ventilkegel versehen ist,

b) der Nadelschaft im Nadelgehäuse mit einem Spiel, das dem Querschnitt der Druckleitung entspricht, angeordnet ist,

c) das der Druckleitung zugewandte Ende der Nadel an einem nachstellbaren im Nadelgehäuse angebrachten Federelement befestigt ist.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Nadelsitzfläche an der Ventilsitzbüchse und dem Ventilkegel bei geöffneter Nadel ein Ringraum gebildet wird, in welchen die Düsenbohrungen münden.
3. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkegel hinter dem Sitz eine zylindrische Führungsfläehe und anschließend einen flachkegeligen Teil aufweist.
4. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der

Druckleitung zugewandte Ende der Nadel mit dem einen Federteller des

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zweckmäßigerweise als Tellerfederpaket ausgebildeten Federelementes und der andere Federteller mit dem Nadelgehäuse verschraubt ist.
5. Einspritzdüse nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federteller ineinander geführt sind.
6. Einspritzdüse nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Nadelgehäuse eingeschraubte Federteller durch einen federnden Raststift gesichert ist,
7. Einspritzdüse nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fetjerteller an der Nadel durch eine Konusmutter gesichert und als Anschlag ausgebildet ist.

8» Einspritzdüse nach Anspruch l_t dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper aus zwei am oberen Rand dor Kühlmittelringnut aufeinanderstoßenden Hälften verschiedenen Werkstoffs besteht, die miteinander durch induktive Hartlötung oder elektronisches Schweißen verbunden sind.

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