DE1907340C3

DE1907340C3 - Kraftstoffeinspritzdüse für die Vor- und Haupteinspritzung bei Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1907340C3
Application number: DE1907340A
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.-Ing. Dr. 7000 Stuttgart Eckert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1969-02-14
Filing date: 1969-02-14
Publication date: 1978-07-13
Also published as: AT300468B; FR2037378A5; ES376536A1; GB1287492A; DE1907340B2; DE1907340A1; US3593924A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für die Vor- und Haupteinspritzung bei Brennkraftmaschinen, deren Düsennadel unter dem Druck des Einspritz- m> kraftstoff? entgegen der Kraft einer Schließfeder verschiebbar ist und mit einem Abschnitt des in einer Bohrung im Düsenkörper geführten Nadelschafts die Verbindung eines schließfederseitig gelegenen Druckraumes mit einem einspritzseitig angeordneten, die μ Sitzfläche für die Düsennadel aufnehmenden Druckraum steuert, wobei zur Erzielung einer Öffnungsbewegung der Düsennadel für die Voreinspritzung Kraftstoff unter Druck gleichzeitig an Flächen in beiden Druckräumen angreift und nach Beendigung der Voreinspritzung zur Erzielung einer weiteren Öffnungsbewegung der Düsennadel für die Haupteinspritzung nur der Teil der Angriffsflächen vom Kraftstoffdruck beaufschlagt wird, der in dem an den Kraftstoffzufuhrkanal angeschlossenen Druckraum angeordnet ist.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzdüse dieser Art (DE-PS 12 52 002) wird die Vor- und Haupteinspritzung durch einen im Durchmesser kleineren Abschnitt des in einer Bohrung des Düsenkörpers geführten Nadeischafts gesteuert, indem während der Voreinspritzung die Verbindung der beiden Druckräume gesperrt und erst dann durch den Schaftabschnitt freigegeben wird, wenn sich die Nadel unter dem zunehmenden Ki jftsloffdruck um ein bestimmtes Stück in Öffnungsrichtung verschoben hat. Für die Voreinspritzung wird der Kraftstoff dem schließfederseitigen Druckraum über den Kraftstoffzuführkanal unmittelbar zugeführt, dem einspritzseitigen Druckraum jedoch unter Zwischenschaltung eines Voreinspritzkolbens. Sobald der VoreiriEpritzkolben an seinern Anschlag anliegt, ist nur noch die vom zugeführten Kraftstoff unmittelbar in Öffnungsrichtung beaufschlagte Fläche im federseitigen Druckraum wirksam, so daß zur weiteren Verschiebung der Düsennadel für die Haupteinspritzung ein höherer Kraftstoffdruck erforderlich ist.

Um eine solche Druckstufe zwischen dem Voreinspritzdruck und dem Haupteinspritzdruck zu erreichen, ist bei dieser bekannten Düse außer dem genannten Voreinspritzkolben noch erforderlich, daß die Düsennadel wie bereits oben angedeutet einen abgestuften Schaft hat, dessen zwei Stufen möglichst dicht geführt sein müssen. Da in dem Voreinspritzkolben, der lediglich einen Durchmesser von zwei bis maximal drei Millimetern aufweist, außerdem noch eine Entlastungsbohrung sowie ein Rückschlagventil mit entsprechenden Abmessungen untergebracht werden müssen, erfordert diese Art der Vor- und Haupteinspritzung eine sehr genaue Fertigung mit hohem Aufwind.

Demgemäß besteht die Erfindungsaufgabe darin, eine Kraftstoffeinspritzdüse der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der die Vor- und Haupteinspritzung mit baulich einfacheren Mitteln ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß während der Voreinspritzung die beiden Druckräume hydraulisch miteinander verbunden sind, und daß zur Beendigung der Voreinspritzung die Kraftstoffzufuhr über den an den Kraftitoffzufuhrkanal angeschlossenen, einspritzseitig angeordneten Druckraum zum schließfederseitig gelegenen Druckraum nach einem bestimmten Hub der Düsennadel durch den Schaftabschnitt der Düscnnadel gesperrt wird.

Auf diese Weise wird gegenüber der bekannten Kraftstoffeinspritzdüse der baulich aufwendige Voreinspritzkolben eingespart. Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse hat weiterhin den Vorteil, daß die einzuspritzende Kraftstoffmenge nicht wie bei der eingangs erwähnten bekannten Düje über eine zusätzliche Steuerkante unterbrochen wird, sondern nur aufgrund der Druckdifferenz durch die zusätzliche Druckstufe unterteilt wird. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil der Zulauf zum Düsennadelsitz zu keinem Zeitpunkt gedrosselt wird und somit nachteilige Drosselverluste vermieden werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es zur Steuerung der Druckräume zweckmäßig, wenn der Nadelschaft mit einer Ringnut versehen ist, deren

einspritzseitige Begrenzung der zur Steuerung des Voreinspritzendes mit der Führungsbohrung des Nadelschafts zusammenwirkende Schaftabschnitt ist.

Wie schon erwähnt, erfordert eine Düsennadel mit abgestuftem Schaft einen hohen Fertigungsaufwand. Deshalb besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, daß als Angriffsfläche für den Kraftstoff im federseitigen Druckraum die Stirnseite wenigstens eines dicht geführten Kolbens dient, der an einem zwischen der Düsennadel und der Schließfeder angeordneten Federteller in Öffnungsrichtung der Ventilnadel angreift Hierdruch läßt sich eine Stufung der Düsennadel vermeiden, allerdings nunmehr unter Verwendung eines zusätzlichen Kolbens. Dieser ist jedoch insofern unproblematischer, als er im Gegensatz zu dem bekannten Voreinspritzkolben einen einfachen Aufbau hat und deshalb ggf. sogar ein handelsübliches Normteil sein kann.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoffeinspritzuüsc gemäß der Linie i-i in F i g. 2.

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kraftstoffeinspritzdüse gemäß der Linie ll-il in F i g. 1.

Ein Düsenkörper 1 mit einem Spritzloch 2 ist mittels einer Überwurfmutter 3 an einen Düsenhalter 4 festgespannt. Der Düsenhalter 4 ist durch einen Stopfen 6 verschlossen.

Im Düsenkörper I ist in einer Bohrung 23 eine Düsennadel 8 geführt, die unter Zwischenschaltung eines Druckbolzens 9 mit Federteller 9' durch eine Schließfeder 10 belastet ist, die sich mit ihrem dem Federteller 9 abgewandten Ende an dem Stopfen 6 abstützt.

Die Düsennadel 8 ist mit ihrem Schaft 11 im Düsenkörper 1 dicht geführt. Zwischen ihrem Abschnitt 12 und dem Düsenkörper 1 befindet sich ein einspritzseitiger Druckraum 13, in den ein zum Teil im Düsenkörper, zum Teil im Düsenhalter verlaufender Kraftstoffzufuhrkanal 14 mündet. Dieser geht von einer Anschlußbohrung 15 des Düsenhalters 4 aus, die über eine nicht dargestellte Druckleitung unmittelbar von der Einspritzpumpe mit Kraftstoff gespeist wird.

Der Schaft 11 der Düsennadel 8 hat eine Ringnut 22, deren einspritzseitige Begrenzung ein Schaftabschnitt 11a ist. Die Ringnut 22 stellt den federseitigen Druckraum 16 dar, der sich über Kanäle 17 in Nebenräume 16a verzweigt, die von zwei Kolben 18 begrenzt werden, die im Düsenhalter dicht geführt sind-Auf der der Stirnseite gegenüberliegenden Seite greifen die Kolben 18 über jeweils einen Stift 19 an dem Federteller 9¹ an.

Der Druckraum 16, 16a steht ausßerdem über einen Kanal 20 mit dem Kraftstoffzufuhrkanal 14 in Verbindung. Der Kanal 20 ist mittels eines Rückschlagventils 21 in Richtung Druckraum 16,16a gesperrt.

Solange, wie gezeichnet, die Kraftstoffeinspritzdüse geschlossen ist, steht die Ringnut 22 und damit der federseitige Druckraum mit dem einspritzseitigen Druckraum 13 in Verbindung. Durch den über den Kraftstoffzufuhrkanal 14 zuströmenden Kraftstoff wird die Düsennadel axial verschoben. Dabei greift der Kraftstoff an Druckschultern in Form von Ringflächen an der Düsennadel an und außerdem an den Stirnflächen der Kolben 18, die über die Stifte 19 auf die Schließfeder 10 wirken. Sobald sich die Düsennadel während der Voreinspritzung um den Hub Vh aufgehoben iiat, <aucht der Schaftschnitt 11 a vollständig in die Führungsbohrung für den N;..-^Ischaft 11 ein. Hierdurch wird der federseitige Druckrau;.i 16, 16a von dem einspritzseitigen Druckraum 13 getrennt. Von diesem Moment ab wirken in Öffnungsrichtung nur noch die Druckschultern im Bereich des einspritzseitigen Druc^raums 13 einschließlich der Fläche entsprechend dem durch die Sitzkante 12' begrenzten Querschnitt an der Düsennadel. Entsprechend dieser Verkleinerung der in Öffnungsrichtung wirkenden Fläche muß für die zur Haupteinspritzung erforderliche weitere Verschiebung der Düsennadel der Druck des zugefiihrten Kraftstoffes entsprechend steigen. Sobald dieser Druck erreicht ist, wird die Düsennadel zur maximalen Größe der Spritzöffnung 2 verschoben, bei der sie an der Stirnfläche des Düsenhalters 4 anliegt.

Bei dem auf den Einspritzvorgang folgenden Schließvorgang der Düsennadel 8 verdrängen die Kolben 18 so lange Kraftstoff aus dem Druckraum 16, 16a über die Kanäle 17 und den Kanal 20 in den Zufuhrkanai 14 zurück, bis die Ringnut 22 aus der Führungsbohrung austaucht und damit wieder mit dem einspritzseitigen DrucKraum 13 in Verbindung steht.

Der die Schließfeder 10 aufnehmende Raum im Düsenhalter 4 ist über eine im Stopfen 6 zentral angeordnete Bohrung 23 und eine nicht dargestellte im Tank zurückführende Leckleitung druckentlastet.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist der Düsenkörper gegenüber dem Düsenhalter durch zwei Stifte 24 fixiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kraftstoff einspritzdüse für die Vor- und Haupteinspritzung bei Brennkraftmaschinen, deren Düsennadel unter dem Druck des Einspritzkraftstoffs entgegen der Kraft einer Schließfeder verschiebbar ist und mit einem Abschnitt des in einer Bohrung im Düsenkörper geführten Nadelschafts die Verbindung eines schließfederseitig gelegenen Druckraumes mit einem einspritzseitig angeordneten, die Sitzfläche für die Düsennadel aufnehmenden Druckraum steuert, wobei zur Erzielung einer Öffnungsbewegung der Düsennadel für die Voreinspritzung Kraftstoff unter Druck gleichzeitig an Flächen in beiden Druckräumen angreift und nach Beendigung derVoreinspritzung zur Erzielung einer weiteren Öffnungsbewegung der Düsennadel für die Haupteinspritzung nur der Teil der Angriffsflächen vom Kraftstoffdruck beaufschlagt wird, der in dem an den Kraüstoffzufuhrkanal angeschlossenen Drücicraum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß während der Voreinspritzung die beiden Druckräume (13; 16; i6a) hydraulisch miteinander verbunden sind, und daß zur Beendigung der Voreinspritzung die Kraftstoffzufuhr über den an den Kraftstoffzufuhrkanal (14) angeschlossenen, einspritzseitig angeordneten Druckraum (13) zum schließfederseitig gelegenen Druckraum (16, 16a) nach einem bestimmten Hub (Vh) der Düsennadel (8) durch den Schaftabschnitt (Haider Düsennadel gesperrt wird.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nr'ch Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelschaft (11) mit einer Ringnut (22) versehen ist deren einspritzseitige Begrenzung der zur Steuerung des Voreinspritzendes mit der Führungsbohrung (23) des Nadelschafts (11) zusammenwirkende Schaftabschnitt (Maxist.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Angriffsfläche für den Kraftstoff im federseitigen Druckraum (16, t6a) die Stirnseite wenigstens eines dicht geführten Kolbens (18) dient, der an einem zwischen der Düsennadel (8) und der Schließfeder (10) angeordneten Federteller (9') in Öffnungsrichtung der Ventilnadel (8) angreift.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der federseitige Druckraum (16, 16a; mit dem Kraftstoffzufuhrkanal (14) über einen mit einem zum Kraftstoffzufuhrkanal (14) hin öffnenden Rückschlagventil (21) versehenen Kanal (20) verbunden ist.