DE1947673A1 - Mehrlochduese zur luftlosen Brennstoffeinspritzung - Google Patents

Description

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Beschreibung

zu der
Patentanmeldung

der Firma

KOIIATSU MANUFACTURING CO., LTD. 3*6» 2-Chome, Akasaka, Minato-ku Tokyo, Japan

betreffend

Hehrlochdüse zur luftlosen Brennstoffeinspritzung (Priorität vom 20. September 1968, Japan, Nr. 67594/1968)

der Zelchy»^1r>ff

Flg. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine konventionelle Drosselzapfendüse; ' Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung einer erfindungsgcaäßen Mehrlochdüse zur luftlosen Kraftstoffeinspritzung; und Fig. 3 ein Diagram des Durchflußquerschnitts als Funktion.des Hubs,

Beschreib¹**¹? der

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an luftlosen Einspritzdüsen für Dieselmotoren, insbesondere Düsen dieser Art alt mehreren radialen Einspritzlöchern.

Bei einem herkömmlichen Dieselmotor wird bei der Brennstoffeinspritzung Über die gesamte Sinspritzzelt gleichmäßig eine bestimmte Brennstoffmenge, eingespritzt? die Zündverzögerung ist lang; sobald ein Teil des Brennstoffe gezündet ist,

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verbrennt der Brennstoff momentan, und die Breniistoffkammer erfährt den abrupten Druckanstieg, der die sog. "Detonation¹¹ mit sich bringt.

Deshalb vird bei einen Dieselmotor zunächst eine kleine Brennstoffmenge in der ersten Einspritzstufe in feine Partikel zerstäubt und eingespritzt und dann eine groBe Brennstoffmenge kontinuierlich nachgespritzt. Vorzugsweise wird dabei der vorher eingespritzte Brennstoff, dessen Menge eingestellt ist, gezündet und gleichseitig der nachgespritzte Brennstoff 1 wngwarn verbrannt, um don Druck in der Verbrennungskammer progressiv zu erhöhen.

Als eine konventionelle Einspritzdüse 190t sich somit die in Flg. 1 gezeigte Drosselzapfendüse angeben.

Dabei 1st die Hantelfläche des Endabschnitts der Bohrung A untertassenartig geschnitten, der Sitz C der Nadel B wird von dem untertassenartigen Abschnitt gebildet, und am Ende dieses Abschnitts ist das Loch D mit kleinem Durchmesser vorgesehen.

Am Ende der Nadel mit der dem Sitz C angepaßten Stufenfläche E 1st ein Justierstift F vorgesehen, dessen Außendurchmesser kleiner 1st als der Durchmesser des lochs D und der seinerseits an seinem Ende einen Führungsstift Q trägt, dessen Durchmesser wiederum kleiner ist als der des Justierstifts F.

Auf diese Welse wird der eingespritzte Brennstoff in dem aingspalt zwischen dem Justierstift F und dem Loch D zu Beginn des Hubs gedrosselt und die DurehfltiBmenge beschränkt, während gleichzeitig die DurchfluSgeschwlndigkeit erhöht wlru, um den Brennstoff in feine Partikel zu zerstäuben.

Somit hat der zu Beginn des Hubs eisgeeprltze BrenBistoft •Ine groSe Strömungsgeschwindigkeit, und $%m (&$srt&ia& sind - *

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gleichzeitig sehr fein, weshalb der Brennstoff direkt nach der Einspritzung gezündet werden kann.

Die Düse des oben bezeichneten Aufbaus ist jedoch vom Einlochtyp, und es ist deshalb schwierig, den Brennstoff in eine bestimmte Zone der Verbrennungskammer einzuspritzen.

Man bevorzugt deshalb einen DUeenaufbau vom Typ der Mehrloch-EinspritzdUsen, die mehrere Löcher in radialer Richtung aufweisen; bei Verwendung dieses Aufbaus wird jedoch keine Zerstäubung des gedrosselten Brennstoffs erreicht, da die Strömungsgeschwindigkeit während der Zeit absinkt, die der Brennstoff braucht, um an die einzelnen Löchern zu gelangen.

Bei Mehrloch-Einsprltzdüsen ist also bisher keine leistungsfähige Bauweise zur Einstellung der Brennstoffmenge erreicht worden.

Ziel der Erfindung ist es, eine Hehrloch-EinspritzdUse zu schaffen, die. die Einspritzung eines einstellbaren an Brennstoff gestattet, ohne seine feine Zerstäubung in der Primärstufe der Brennstoffeinspritzung zu beeinträchtigen«

Erfindungsgemäe läßt sich dieses Ziel mittels einer Mehrloch-Einspritzdüse erreichen, bei der eine Führungs-Sackbohrung im Kopfteil der Düse vorgesehen und mit mehreren in radialer Richtung verlaufenden Einspritzlöchern verbunden ist. Der Stift zur Regulierung der Brennstoffmenge, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser der FUhrungsbohrung, kann in diese eintauchen und ist stromabwärts von der DUsenfläche der Nadel angeordnet, die mit dem stromaufwärts von dem FUhrungsloch ausgebildeten Sitz in Eingriff treten kann. Am Sockel des Brennstoffmengen-Einstelletifte sind Durchftüirungsbohrungen in radialer Richtung vorgesehen, die mit der Stirnfläche des Stift· über eine Bohrung verbunden sind, welche die Oberstromseite der FUhrungsbohrung mit dem unteren Abschnitt verbindet«

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Im folgenden ist ein Ausfttnrungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung erläutert.

Gemäß der in FIg 2 gezeigten Schnittdarstellung einer Mehrlochdüse zur luftlosen Brennstoffeinspritzung verjüngen sich die unteren Teile der Düse 1 über einen abgeschrägten Abschnitt 1b, wobei der abgeschrägte Teil 1b unten durch einen halbkugelförmigen Kopf 1c abgeschlossen wird.

Der abgeschrägte Teil 1b bildet einen Sitz 3 la unteren Teil der Führungsbohrung 2 der Düse 1, die an eine (nicht gezeigte) Brennstoff-Einspritzpumpe anzuschließen ist, während in dem Kopfteil 1c stromabwärts von dem Sitz 3 eine Führungsbohrung 4 in axialer Richtung verläuft, deren Unterteil 4b abgeschlossen ist. An der inneren Mantelfläche 4c der Führungsbohrung 4 sind in deren Mitte mehrere radial verlaufende Löcher 5 vorgesehen, die durch den Kopfteil 1c verlaufen.

Der Winkel cc, den die Löcher 5 mit der Fubrungsbohrung bilden, wird entsprechend der Form der Verbrennungskammer oder sonstigen Bedingungen bestimmt; er beschränkt sich nicht auf den in der schematischen Darstellung gezeigten Wert.

In die Düse 1 wird eine Nadel 7 eingesetzt, die an ihrem Endabschnitt eine mit dem Sitz 3 in Eingriff tretende Düsenfläche 6 aufweist und die sich durch einen entsprechenden (nicht gezeigten) Zeltsteuernocken heben läßt. An der stromabwärts gerichteten Fläche 7b der Düsenfläche 6 der Nadel 7 ist ein Brennstoffmengen-Elnetellstift 8 vorgesehen, dessen Außendurchmesser d kleiner ist als der Innendurchmesser D der FUhrungsbohrung .4.

Der Einstellstift 8 justiert die Menge des einzuspritzenden Brennstoffs durch den Hubweg h. Sm seinem Sockelteil ist eine In Radialrichtung verlaufende Durchfuhrung 9 vorgesehen Ferner weist der Stift 8 eine Verbindungsbohrung 10 auf, die

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die des Unterteil 4b der FUhrungsbohrung 4 zugewandte Stirnfläche β« ait der Durchführung 9 verbindet.

Die erflndungsgemäße Einspritzdüse hat den oben erwähnten Aufbau; deshalb wird beim Anheben der Nadel 7 mittels eines entsprechenden ZeitsteuermechanisBRis «a Ende des Korapreesionayorgangs eines Motors zwischen der DUsenfläche 6 und den Sitz... 3 ein Durchgang geschaffen, durch den der Brennstoff von Einlaß in den Raum um den Sockelteil des Sinatellstlfts 8 gelangt. Auf dies· Weise wird der hochkoaDpriaierte Brennstoff teilweise direkt in den zwischen der Funrungsbohrung 4 und den Elnstelletift 8 gebildeten Ringspalt eingeleitet und teilweise in die Durchführung 9 abgezweigt.

Somit strömt der Brennstoff mit erhöhter Strönungsgeechwlndigkeit in diesen Spalt und gelangt an den Einlaß der Dosenlocher 5.

Andererseits wird der durch die Durchführung 9 und die Verbindungsbohrung 10 strömende Brennstoff am Unterteil 4b de* Ftfiirungsbonrung 4 umgelenkt und fließt in den am Unterteil des Einlaßbereichs der Löcher 5 bestehenden Spalt, wobei sich die Strömungsgeschwindigkeit erhöht.

Auf diese Weise treffen am Einlad der Löcher 5 die schnellen Brennstoff strömungen aus einander, entgegengesetzten Richtungen aufeinander; durch diesen Auftreff effekt IMSt sich der Brennstoff in wirksamer Weise fein zerstäuben und nebelartig durch die Löcher 5 einspritzen.

Der beschriebene Auftreff effekt hält über die Dauer des Hubs h an; wird die Nadel 7 über diesen Hub h hinausgehoben, so wird der Brennstoff vom Einlaß 2 in die dann gegenüber der FÖhruagebohrung 4 offenen Löcher 9 gedruckt und von diesen ausgestoßen.

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Fig. 3 zeigt in ein·» Diagram einen Vergleich zwischen der Kennlinie der erfinaungegeaSeon Einspritzdüse (ausgezogene Kurve) und derjenigen eiser konventionellen Mehrlochdüse ohne effektive Brennstoffmengen-Justierung (gestrichelte Linie).

Vie aus den obigen Brliurterungen klar hervorgeht, lfißt sich erfindungsgemäß der eingespritzte Brennstoff In der primären Einspritzstuf· effektiv drosseln und gleichzeitig durch den Auftreffeffekt an Einlaß der Löcher in wirksamer Weise zerstäuben.

Auf diese Veise wird nur eine geringe Brennstoffmenge in dieser primären Einepritzstufe eingespritzt und fein zerstäubt, und daher kann die Zündung unmittelbar nach der Brennstoff einspritzung erfolgen. Eine "Detonation* läßt sich daher vermeiden, und der anschließend eingespritzte Brennstoff kann kontinuierlich und langsam der Verbrennung zugeführt werden. Infolgedessen lassen sich die Motorleistung verbessern, die Brennstoffkosten senken und ein weicher waf flexibler Motorantrieb erreichen.

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Claims (1)

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   PATENTANSPRUCH

   Mehrlochdüse zur luftlosen Brennstoffeinspritzung alt einer in Axialrichtung verlaufenden FUhrungsbohrung und mehreren radial zu dieser verlaufenden Einepritzlöchern, dadurch gekennzeichnet, daß die Fuhrungebohrung (4) am Kopfteil (1c) der Düse (1) geschlossen ist, daß in der FUhrungsbohrung ein Brennstoffmengen-Binstellstift (8) angeordnet ist, dessen Außendurchmesser (d) kleiner ist als deren Innendurchmesser (D) und der stromabwärts von einer DUsenf lache (6) der Nadel (7) angeordnet ist, wobei die Düsenfläche mit einem stromaufwärts von der FUhrungsbohrung vorgesehenen Sitz (3) zusammenwirkt, daß ferner im Sockelteil des*Einstellstifts radial verlaufende Durchführungen (9) vorgesehen sind, und daß eine in dem Einstellstift vorgesehene Verbindungsbohrung (10) die Durchführungen mit der Stirnfläche (8a) des Einstellstifts verbindet, um somit die Oberstromseite der FUhrungsbohrung mit deren Unterteil (4b) zu verbinden.

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   L e e r s e i t e