DE1751080C - Kraftstoffeinspntzduse fur Diesel motoren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse richtung an Dieselmaschinen bekannt zur Teilung der für Dieselmotoren mit in einem Düsenkörper an- je Arbeitstakt in den Brennraum eingespritzten Kraftgeordneter federbelasteter, im Durchmesser ab- stoffmenge in eine Vor- und Haupteinspritzmenge, gestufter Düsennadel, die in einer aus koaxial an- Bei dieser Vorrichtung wird ein beim Einspritzgeordneten Liingsbolmmgen bestehenden Stufen- 5 Vorgang in Richtung auf die Düse zu gegen den bohrung beweglich geführt ist und bei der sich an Druck einer Feder beweglicher und mit einer Ringihrem Nadelsitz abgewandten Ende die Stufe mit dem nut versehener Kolben verwendet. Die Ringnut übergrößeren Durchmesser befindet, die der axialen Be- schleift nach kurzer Einspritzzeit eine in einen Raum grenzung einer ersten Ringkammer dient und außer- niedrigen Drucks führende Bohrung, wodurch der dem ein dem Nadelsitz benachbarter Schaftteil mit io Einspritzdruck und damit die Einspritzmenge kurzeinem Teii der Stufenbohrung einen Ringraum ergibt, zeitig verringert werden solange Ringnut und Bohdem der Kraftstoff durch eine Bohrung zugeführt rung in Verbindung stehen. Bei weiterer Bewegung wird und bei der die erste Ringkammer und der Ring- überdeckt der Kolben die Bohrung wieder und raum über einen Ringkanal und mindestens eine ge- steuert eine Umgehungsleitung für die Haupteinspritzsteuerte Bohrung sowie eine zweite Ringkammer mit- 15 menge auf. Als nachteilig ist bei dieser Konstruktion einander verbunden sind. anzusehen, daß die Vorrichtung außerhalb der Eio-

Eine derartige Kraftitoffeinspritzdüse für Diesel- spritzdüse angeordnet ist und außerdem gegebenen-

motoren ist aus der britischen Patentschrift 645 186 falls mit einem seitlich an der Vorrichtung angeord-

bekannt. Mit der im Zusammenhang mit dieser Kraft- neten, als Windkessel ausgebildeten Druckspeicher

Etoffeinspritzdüse darin beschriebenen Kraftstoff- so in Verbindung steht und somit eines relativ großen

einspritzvorrichtung soll verhindert werden, daß wäh- Einbauraums bedarf, der nicht immer zur Ver-

rend der ersten Phase des Einspritzvorgangs relativ fügung steht. Auch ist diese Einspritzsteuervorrich-

große Kraftstoffmengen in den Verbrennungsraum tung schwierig herzustellen, da für die Haupteinspritz-

gelangen, da sie dort unerwünschte Wirkungen her- menge eine von dem Kolben aufsteuerbare Um-

vorrufen können. 25 gehungsleitung bzw. ein Umgehungskanal erforder-

Um diese zu vermeiden, wird bei der bekannten lieh ist, der den Raum vor und hinter dem Kolben Vorrichtung die von der Kraftstorfpumpe geförderte miteinander verbir-det. Damit diese bekannte Kcn-Kraftstoffmenge in zwei Phasen den Kraftstoffdüsen struktion überhaupt funktioniert, muß ferner der gezugeführt, d. h. mit geringerer Kraftstoffmenge in der samte Kolben einschließlich eines axialen Ansatzes ersten Phase und größerer Kraftstoffmenge in der 30 zur Führung der Kolbenfeder auf seiner gesamten zweiten Phase. Di.; wird bei der bekannten Vorrich- Lange von einer Axialbohrung durchsetzt sein, wobei tung mit Hilfe eines am Stößel der Kraftstoffpumpe in dieser Axialbohrung noch eine Drossel angeordnet anliegenden Stufennockens erreicht, der eine erste sein muß. All dies führt zu einer komplizierten und geringere Erhebung für die Yorei'spritzmenge und teuren Einrichtung.

eine größere Erhebung für die Nacheinspritzmenge 35 Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bebesitzt. In Anbetracht der sehr geringen Voreinspritz- steht nun darin, innerhalb einer für Dieselmotoren menge muß jedoch die Erhebung der ersten Nocken- geeigneten Kraftstoffeinspritzdüse Möglichkeiten vorstufe entsprechend klein ausgebildet sein, so daß die zusehen, um eine Verringerung der Kraftstoff-Gefahr besteht, daß schon nach kurzer Betriebsdauer einspritzmenge zu Beginn des E^pritzvorfeunges mit infolge von Verschlciße'rscheinungcn überhaupt keine 40 einfachen, raumsparenden und keinem Verschleiß Voreinspritzung mehr erfolgt. Da andererseits die unterworfenen Mitteln zu erreichen,
zweite Nockenstufc für die Nacheinspritzmenge sehr Diese Aufgabe wird bei der eingangs geschilderten hoch sein muß, ist der Übergang zwischen der ersten Einspritzdüse erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß und zweiten Erhebung des Nockens sehr steil, so daß die erste Rinßkammer zwischen zwei Teilen der Stufe während der Betriebsstellung in der Cbergangsphase 45 mit dem größeren Durchmesser der Düsennadel und dieser Übergangsbereich sehr stark seitlich auf eine zumindest einem Teil der Wandung der einen Längsam Pumpenstößel befestigte Stößelrolle auftrifft, was bohrung gebildet wird, und daß die Verbindung der zu erheblichen Querbcunspruchungcn des Pumpen- den Kraftstoff dem Ringraum zuführenden Bohrung stößeis führt. mit der ersten Ringkammer erst nach dem Abheben

Die innerhalb der Einspritzdüse zu dem ventilsitz- 50 der Düsennadel von ihrem Nadelsitz aufstcuerbar ist.

st'itigen Ringraum führende Kraftstoffbohrung ist mit Auf diese einfache Weise ist es möglich, einen Teil

einem Rückschlag- bzw. einem Druckreduzierventil der von der Kraftstoffpumpe geförderten Kraftstoff-

versehen. das jedoch nur der Steuerung des Kraft- menge in die Ringkammer abzuleiten, wodurch in

stoffdriickes in dieser Bohrung nach Beendigung des gewünschter Weise zu Beginn der Einspritzphase

Hinspritzvorgangs dient und einen langsamen Druck- 55 wenig Kraftstoff und gegen Ende der Einspritzphase

ablriu erreichen soll. · die größere Kraftstoffmengc eingespritzt wird. Die

Die Herabsetzung der zu Beginn des Einspritz- erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich vor Vorgangs eingespritzten Kraftstolfmengen erfolgt mit- allem dadurch aus, daß sie bei geringstmöglichem hin durch außerhalb der Einspritzdüse liegende Platzbedarf lediglich mit einer einzigen, in bestimm-Mittcl mit Hilfe zweier aufeinanderfolgender Nocken- 60 ter Weise ausgebildeten Düsennadel und einer in erhebungen, während die beiden in der Einspritz- einem bestimmten Zeitpunkt erfolgenden Aufsteuediisc angeordneten, über Bohrungen und einen Ring- rung und Verbindung einer Bohrung mit der Ringkanal unter Zwischenschaltung eines Ventils mit- kammer auszukommen vermag, einander in Verbindung stehenden Ringkammern nur In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung timder Betätigung der Düsennadel dienen, ohne dabei 65 gibt die Ringkammer einen im Durchmesser verauf den Hinspritzmcngenverlauf steuernd einzuwirken. ringerten Verbindungssteg der beiden Teile der

Durch die deutsche Patcntnchrift H14 684 ist ferner Stufe der Düsennadel mit dem größeren Durch-

einc von der Einspritzdüse getrennt angeordnete Vor- messer.

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Ferner ist zwischen der Bohrung und dem Ring- 44., die über eine stegarlige Verhindi

raum die zweite Ringkammer angeordnet, wobei die sind. Hierdurch entsteht eine urs e

Düsennadel am Übergang von der Stufe mit dem Das FassMn^vermogen dieser R.ημΚ. nun, Λ Kann

yroUeren Durchmesser auf den dünneren Schaftteil durch entsprechende Bemessung ilen jewel ij,

f„ Hohe der zweiten Ringkammer eine kegelige 5 hälinissen angepoßl werden. In dem ^¹J'

Pnickschulter und an ihrem die Düsenöffnung ver- spiel nimmt die erste Ringkammer M uw.

schließenden Ende eine konische Spitze aufweist. Gesamtlänge des oberen Nadelte.ls un I^. V ο u

Schließlich kann die rückwärtig verlängerte Düsen- dieser ersten Ringkammer 36 ist ιU^ "^""¹J

„adel gegen die Kraft der Feder an einem festen Faktor für die Anpassung der Lmspr.t/.dusL

Anschlug zur Anlage kommen. i° schiedene Brennkraftmaschinengroße. .

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführung*- In Fig. I ist d.e Düsennadel 14 η ιh er SUi^eU

Beispiels in der Zeichnung dargelegt und wird im lage dargestellt, d.e durch einer.^ ^J£ Kraft

folgenden näher beschrieben. Es zeigt In F i g. 2 ist die Düsennadel 14 entgegen duJtraU

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoff- dieser Fedr^ nach oben angeln.«., ™^¹ ™ einspritzdüse mit in geschlossener Stellung befindlicher 15 zum Zusammendrücken der Feder rn. no. ty "■".

Düsennadel von dem auf die kegelförmige Druckspüler wein

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Kraftstoff- wirkenden Kraftstoffdruck hervortuen wj

,„,spritzdüse mit in geöffneter Stellung befindlicher Fig. I läßt erkennen, daß bei geschlossener NaUcJ

düsennadel 14 die Bohrung 26 durch eine der ersten R ngkammer

Fip 3 einen Querschnitt entlang der Linie IH-III *> zugewandte Schulter42 des oberen kolbcnartiß^n

d-rFiß 1 Schafiteils 44 verschlossen i«i, so daß ein!Übertritt

F ig. 4 ein Diagramm mit e.ner bekannten und von Kraftstoff in die erste ivngkammer 36 über d»u

finer verbesserten Einspritzcharakterisi.k gemäß der Leitung 26 nicht möglich ist

vorliegenden Erfindung. Sobald in der Bohrung20 der zweiten ,Km _

In Fig. I ist eine Kraftstoffeinspritzdüse 10 dar- »5 kammer 21 und dem R.ngraum 32 der κ™«¹™

,-siellt, die in einem Düsenkörper 12 e,ne im Durch- drick einen gewissen Wert erreicht hat,, wiru u

iii.-.«er abgestufte Düsennadel 14 aufweist. Im Düsen- Nadel 14 von ihrem Sitz abge oben w ureli die

körper 12 befindet sich eine Längsbohrung 16, in der Bohrung 26 freigelegt wird und als Fo ge 1hiervc η

oic Stufe der Düsennadel 14 mit dem größeren Kraftstoff in d.e erste Rin.ukammer 3« ^ "^;™; Durchmesser mit angemessenem Spiel gleitbeweglich 30 Durch diesen Vorgang w.rd lic t}"^™?™™?™ .

geführt ist. An diese Stufe schließt sich in Strömungs- stik beeinflußt und eine unzulässig hohe Anfang

richtung des Kraftstoffs ein Schaftteil 30 mit kleine- menge bei der Kraftstofemspntzung vermieden vo„

m Durchmesser an, der von einer koaxial zur Boh- Einfluß auf die *^™^*η«*Μ£™^

run» 16 im Düsenkörper 12 verlaufenden zweiten Zeitpunkt, zu dem der Kraftstoff in die erste K.n_b Bohrung 18 mit gegenüber der Bohrung 16 kleinerem 35 kammer 36 zu strömen beginnt.

Durchmesser umgeben ist, wobei der dünnere Schaft- Aus Vorstehendem wird deutlich daß durch M

K-.l 30 der Düsennadel 14 zusammen mit der Boh- gende Faktoren ,^d^^El"^sP^ri^^c.^harAt ₂ ^c:^iS _v ^k _n,_u ^L"'n _u^

UPg 18 einen engen Ringraum 32 bildet. Die Boh- werden kann: Große der Bohrung 26, Volumen der

„g 18 läuft einspritzseitig in einem konischen ersten Ringkammer 36, axiale Anordnung der SU uU

Ventilsitz 22 aas, der mit der konischen Nadelspitze 40 ter42, bezogen auf die Stellung der.D^f¹JJ

25 am Schaftteil 30 zusammenwirkt. bei voller Öffnung und in deren Sei hcßstc"""ß,™

Die Einspritzung des Kraftstoffs e, folgt über eine Änderung der Ax.allagc der Schulte ^42 in bezufe au

₍,der mehrere Düsenöffnungen 24 am unteren Ende die Eintrittsöffnung der Bohrung 26. bc. ,9»ch osscne

des Düsenkörpers. Mit einer an eine Kraftstoffpumpe Düsennadel kann der Zeitpunkt w I rendi jedes h.m

■ „npcscMossenen Kraftstoffbohrung 20 steht eine am 45 spritzvorgangs bestimmt werden zu^ em Ju^der

Üb. rgang der Bohrung 16 zur Bohrung 18 angeord- dem Verbrennungsraum zugefuhrten Krjftstoffmen^t

nete zweite Ringkammer 21 in Verbindung. Eine abgeleitet wird Düscnnadel 14

/weite Kraftstoffbohrung 26 im oberen Teil des Wahrend der ^™^K*V^ J**™?*"ⁿ£_x „_llcr

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sehen de, Drcnnstoflbohrung 20 und die zweite Rine- 2 „ndet=«c,tt ab. Auch dK_St ToII r.n^c IU. .

der ersten Ringkammer 36 in Verbindung zu treten beginnt, ist in dem Diagramm durch den Punkt 54 gekennzeichnet. An diesem Punkt beginnt der Kraftstoff in die erste Ringkammer 36 abzufließen, wodurch ein Druckabfall sowohl in der Zuleitung 20 wie auch in der zsvciten Ringkammer 21 eintritt. Wenn die Kammer 36 aufgefüllt ist, steigt der Druck des Kraftstoffs in der Leitung 20 und auch in der Kammer 36 an, so daß die je Winkelgrad eingespritzte Kraftstoffmenge während der letzten Einspritzphase to dann der Kurve 52 entspricht.

Bei einem Vergleich der beiden Kurven 50 und 52 wird ferner deutlich, daß die größte je Winkelgrad eingespritzte Kraftstoffmenge sich zum Ende des Einspritzzyklus hin verschoben hat.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kraftstoffeinspritzdüse für Dieselmotoren mit in einem Düsenkörper angeordneter federbelasteter, im Durchmesser abgestufter Düsen- ao nadel, die in einer aus koaxial angeordneten Längsbohrungen bestehenden Stufenbohrung beweglich geführt ist und bei der sich an ihrem dem Nadelsitz abgewandten Ende die Stufe mit dem größeren Durchmesser befindet, die der axialen Begrenzung einer ersten Ringkammer dient und außerdem ein dem Nadelsitz benachbarter Schaftteil mit einem Teil der Stufenbohrung einen Ringraum ergibt, dem der Kraftstoff durch eine Bohrung zugeführt wird und bei der die erste Ringkammer und der Ringraum über einen Ringkanal und mindestens eine gesteuerte Bohrung sowie eine zweite Ringkammer miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ringkammer (36) zwischen zwei Teilen (34, 44) der Stufe mit dem größeren Durchmesser der Düsennadel und zumindest einem Teil der Wandung der einen Längsbohrung (16) gebildet wird und daß die Verbindung der den Kraftstoff dem Ringraum (32) zuführenden Bohrung (20) mit der ersten Ringkammer (36) erst nach dem Abheben der Düsennadel (14) von ihrem Nadelsitz (22) aufsteuerbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ringkammer (36) einen im Durchmesser verringerten Verbindungssteg (35) der beiden Teile (33, 44) der Stufe mit dem größeren Durchmesser der Düsennadel (14) umgibt.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ringkammer (21) zwischen der den Kraftstoff zuführenden Bohrung (20) und dem Ringraum (32) angeordnet ist.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (14) am Übergang von der Stufe mit dem größeren Durchmesser auf den dünneren Schaftteil (30) in Höhe der zweiten Ringkammer (21) eine k°gelige Druckschulter (40) und an ihrem die Düsenöffnungen (24) verschließenden Ende eine konische Spitze (25) aufweist.

5. Kraftstoffeinspritzdüse anch Anspruch 1 und einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtig verlängerte Düsennadel (14) entgegen der Kraft der Feder (38) an einem festen Anschlag (32 α) zur Anlage kommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen