DE19744460A1 - Kraftstoffeinspritzdüse - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem Oberbe­ griff von Anspruch 1, die Kraftstoff durch eine Einspritzöffnung, die in einem Düsen­ körper ausgebildet ist, durch Druck von unter Druck zugeführtem Kraftstoff ein­ spritzt.

Eine bekannte Kraftstoffeinspritzdüse dieser Art umfaßt, wie in Fig. 5 dargestellt, eine Düsennadel 105 zum Öffnen und Schließen einer Einspritzöffnung 103, die in der Spitze eines Düsenkörpers 121 ausgebildet ist, und eine Feder 107, welche die Düsen­ nadel 105 in die Richtung zum Verschließen der Einspritzöffnung 103 vorspannt. Der Düsenkörper 121 ist an einem Hauptkörper 101 befestigt. In einem Kraftstoffdurchlaß, der in dem Hauptkörper 101 ausgebildet ist, sind neben der obengenannten Feder 107 Beilagscheiben 111, 113, ein Kolben 115, ein Federsitz 117 und ein Abstandshal­ ter 129 enthalten. Der Düsenkörper 121 ist an dem Hauptkörper 101 durch eine Befe­ stigungsmutter 123 befestigt. Weiter ist in dem Hauptkörper 101 und dem Düsenkör­ per 121 ein Kraftstoffdurchlaß 125 ausgebildet, und Kraftstoff wird der Einspritzöff­ nung 103 unter Druck zugeführt. Durch den Druck des Kraftstoffs in dem Kraftstoff­ durchlaß 125 wird die Düsennadel 105 unter Öffnen der Einspritzöffnung 103 und zum Einspritzen von Kraftstoff von der Einspritzöffnung 103 zurückgezogen.

Im allgemeinen ist es bei dieser Art von Kraftstoffeinspritzdüse effektiv, die Anfangs­ einspritzrate, wenn Kraftstoff in einen Zylinder eingespritzt wird, zu begrenzen bzw. zu verringern, um zum Beispiel NOx und Verbrennungsgeräusche eines Dieselmotors zu verringern. Daher ist, wie mit dem Bezugszeichen E in Fig. 5 dargestellt, ein Zwi­ schenraum für eine Vorhubstrecke L1 zwischen einem vorderen Abschnitt 127 des Kolbens 115, der einen Teil des Drucks (Staudrucks) in dem Kraftstoffdurchlaß 125 aufnimmt, und dem Federsitz 117 vorgesehen. Weiter ist zwischen der Düsennadel 105 und dem Abstandshalter 129 eine Nadelhubstrecke L2 (die größer als die Vor­ hubstrecke ist) eingerichtet. Aufgrund solcher Anordnungen bewegen sich die Dü­ sennadel 105 und der Federsitz 117 durch den Druck des Kraftstoffs, der dem Kraft­ stoffdurchlaß 125 zugeleitet wird, über die Vorhubstrecke L1 gegen die Spannkraft der Feder 107 und den Staudruck P, der auf den Kolben 115 ausgeübt wird, bzw. nur gegen die Spannkraft in die Richtung, die von dem Pfeil D1 dargestellt ist, so daß die Düsennadel 105 die Einspritzöffnung 103 öffnet (der Druck zu diesem Zeitpunkt wird als erster Ventilöffnungsdruck bezeichnet), um eine anfängliche Kraftstoffein­ spritzung bei einer geringen Einspritzrate zu verwirklichen. Es ist vorgesehen, daß sich danach die Düsennadel 105 und der Federsitz 117 weiter über die Nadelhubstrecke gegen die Spannkraft der Feder 107 und den Staudruck P, der auf den Kolben 115 ausgeübt wird, in die Richtung, die von dem Pfeil D1 dargestellt ist, bewegen, so daß die Düsennadel 105 die Einspritzöffnung 103 weiter öffnet (der Druck zu diesem Zeitpunkt wird als zweiter Ventilöffnungsdruck bezeichnet), um eine stationäre Kraftstoffeinspritzung (Haupteinspritzung) bei hoher Einspritzrate vorzunehmen.

Die zuvor beschriebene, bekannte Kraftstoffeinspritzdüse weist jedoch die folgenden Probleme auf:

• (1) Wenn die Düsennadel 105 und der Federsitz 117 sich weiter über die Nadelhubstrecke gegen den Staudruck P, der auf den Kolben 115 wirkt, in die Richtung, D1 gemäß Fig. 5 durch den großen Druck des Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffein­ spritzdurchlaß 125 strömt, bewegen, gibt der Kolben 115 die Beilagscheibe 111 beim zweiten Ventilöffnungsdruck frei. So wird die Beilagscheibe 111 aus dem feststehen­ den Zustand gelöst und aufgrund ihrer Eigenvibration mit hoher Wahrscheinlichkeit abgenutzt. Wenn die Beilagscheibe 111 abgenutzt ist, kommt der vordere Abschnitt 127 des Kolbens 115 mit dem Federsitz 117 in Kontakt, wodurch ein Zustand ent­ steht, in dem die Vorhubstrecke L1 nicht garantiert werden kann. Das heißt, der erste Ventilöffnungsdruck oder der anfängliche geringe Einspritzdruck geht verloren und ein Druck, der deutlich höher als der übliche zweite Ventilöffnungsdruck ist, wird zu einem ersten Ventilöffnungsdruck.

Folglich kommt es zu einer Verzögerung in der zeitlichen Steuerung der Kraftstoff­ einspritzung und zu einer Senkung der in einen Dieselmotor eingespritzten Kraft­ stoffmenge. Mit anderen Worten, es werden die Eigenschaften der Kraftstoffein­ spritzung geändert. Eine derartige Veränderung der Eigenschaften der Kraftstoffein­ spritzung stellt eine hohe Belastung für den Dieselmotor dar.

• (2) Da der Zustand der Beilagscheibe 111 instabil ist und da ferner der Kolben 115 nur an einer Seite von der Beilagscheibe 113 gehalten wird, neigt der Kolben 115 da­ zu, eine schräge Position bezüglich seiner Bewegungsachse einzunehmen. Hierdurch kann mit großer Wahrscheinlichkeit eine zyklische Schwankung in der Kraftstoffein­ spritzleistung auftreten, und deren Stabilität fehlt. Folglich kommt es zu dem Problem, daß eine Kontrolle der Eigenschaften der Kraftstoffeinspritzung schwierig ist.
• (3) Wenn die Beilagscheibe 111 abgenutzt ist und die Beilagscheibe 111 zur Einstel­ lung oder Änderung der Vorhubstrecke L1 ausgetauscht werden muß, müssen die Düse 121, die Befestigungsmutter 123, der Abstandshalter 129, der Federsitz 117, die Feder 107, die Beilagscheibe 113, der Kolben 115 und die Beilagscheibe 111 entfernt werden, wodurch die Einstellarbeit sehr mühsam ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritzdüse zu schaffen, bei der Änderungen der Eigenschaften der Kraftstoffeinspritzung vermieden werden können und eine Einstellung der Kraftstoffeinspritzcharakteristik einfach ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kraftstoffspritzdüse gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Insbesondere ist eine Kraftstoffeinspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff aus einer Einspritzöffnung durch Druck von Kraftstoff, der unter Druck durch einen Kraft­ stoffdurchlaß zugeführt wird, vorgesehen, wobei der Kraftstoffdurchlaß mit einer Staudruckkammer in Verbindung steht, die Druck von Kraftstoff in dem Kraftstoff­ durchlaß aufnimmt. Die Kraftstoffeinspritzdüse umfaßt: einen Düsenkörper mit einer Einspritzöffnung, die an dessen Spitze ausgebildet ist; eine Düsennadel, die ver­ schieblich in den Düsenkörper eingesetzt ist, wobei die Düsennadel einen vorderen Abschnitt zum Öffnen und Schließen der Einspritzöffnung durch ihre Verschiebung aufweist; eine Feder, die an einer Basisendteilseite bzw. einem dem vorderen Ab­ schnitt gegenüberliegenden Ende der Düsennadel angeordnet ist, wobei die Feder die Düsennadel in eine Richtung zum Verschließen der Einspritzöffnung preßt; einen Federsitz, der an der Basisendteilseite der Düsennadel angeordnet ist, wobei der Fe­ dersitz einen Endabschnitt der Feder aufnimmt und zu der Düsennadelseite bzw. der Einspritzöffnung gepreßt wird; ein Anhebestück, das zwischen dem Federsitz und ei­ nem Basisendteil der Düsennadel angeordnet ist; und eine Schubstange mit einem proximalen Endabschnitt, der den Druck von Kraftstoff in der Staudruckkammer aufnimmt, und einem distalen Endabschnitt, der mit einem federseitigen Ende des An­ hebestücks in Kontakt gelangen kann, wobei ein Vorhub-Zwischenraum zwischen dem federseitigen Ende des Anhebestücks und dem distalen Endabschnitt der Schub­ stange bei geschlossener Düse vorgesehen ist, um eine Vorhubstrecke für die Düsen­ nadel zur anfänglichen Kraftstoffeinspritzung mit niedriger Einspritzrate zu erhalten.

Da bei der zuvor beschriebenen Kraftstoffeinspritzdüse das federseitige Ende des Anhebestücks, das zwischen dem Federsitz und dem Basisendteil der Düsennadel angeordnet ist, und der distale Endabschnitt der Schubstange den Vorhub-Zwischen­ raum für den Vorhub der Düsennadel zwischen ihnen bilden, ist der Vorhub-Zwi­ schenraum an der Düsennadelseite definiert und der Einfluß, der direkt auf die Vor­ hubstrecke bzw. -höhe durch Abrieb des Anhebestücks ausgeübt wird, ist gering. Daher kann eine niedere anfängliche Kraftstoffeinspritzrate sichergestellt werden, und es kommt zu keiner Verzögerung in der zeitlichen Steuerung der Einspritzung und zu keiner Senkung der Kraftstoffeinspritzmenge. Obwohl zur Einstellung der Vorhubstrecke eine Demontage der Einspritzdüse notwendig ist, kann die Einstellung nur durch Entfernung der Bauteile an der Düsennadelseite durchgeführt werden, die leicht zu entfernen sind, und somit ist die Einstellarbeit einfach.

Es ist wünschenswert, daß der Federsitz ein Führungselement zum Führen der Bewe­ gung der Schubstange enthält. Der Grund ist, daß die Bewegung der Schubstange, welche das Anhebestück schiebt, von dem Führungselement geführt werden kann, so daß eine Schrägstellung der Achse der Schubstange verhindert werden und eine zyklische Schwankung in der Kraftstoffeinspritzleistung beseitigt werden kann, so daß die Kraftstoffeinspritzung stabil wird.

Es ist wünschenswert, daß das Führungselement eine zylindrische Öffnung aufweist und der distale Endabschnitt der Schubstange in die zylindrische Öffnung eingesetzt ist, so daß die Bewegung des distalen Endabschnitts geführt wird. Der Grund ist, daß so der distale Endabschnitt der Schubstange durch eine einfache Konstruktion sicher geführt werden kann.

Es ist wünschenswert, daß das Anhebestück einen Hauptkörper und einen Fortsatz, der von dem Hauptkörper als federseitiges Ende absteht, umfaßt und der Fortsatz in die zylindrische Öffnung des Führungselements eingreift, so daß der distale Endab­ schnitt der Schubstange und der Fortsatz des Anhebestücks in dem Führungselement einander gegenüberliegen. Der Grund ist, daß hierdurch die Montage durch Einset­ zen des Anhebestücks in das Führungselement einfach wird.

Es ist wünschenswert, daß das Führungselement einstückig mit dem Federsitz aus­ gebildet ist. Da der Federsitz den distalen Endabschnitt der Schubstange führt, kann die Ausrichtung der Schubstange verbessert und die zyklische Schwankung in der Kraftstoffeinspritzleistung eingeschränkt werden, so daß stabile Kraftstoffeinspritzei­ genschaften erhalten werden können. Ferner wird durch die einstückige Ausbildung des Führungsteils mit dem Federsitz die Konstruktion vereinfacht.

Es ist wünschenswert, daß die Schubstange bzw. Staudruckeinrichtung einen Kolben umfaßt, der den Staudruck des Kraftstoffs aufnimmt, und eine Stange, als getrennten Teil des Kolbens, die mit dem Kolben in Kontakt gelangt. Der distale Endabschnitt der Stange kann das federseitige Ende des Anhebestücks schieben. Da die Stange und der Kolben getrennt sind, können deren Längen kurz sein, so daß die Schrägstel­ lung sowohl des Kolbens als auch der Stange verringert werden kann und die zykli­ sche Schwankung in der Kraftstoffeinspritzleistung eingeschränkt ist. Folglich kön­ nen stabile Kraftstoffeinspritzeigenschaften erhalten werden. Da die Bauteile der Schubstange, also der Kolben und die Stange, getrennte Teile sind, ist ferner die Di­ mensionsanpassung jedes Teils einfach, und es besteht auch ein großes Maß an Fle­ xibilität.

Es ist wünschenswert, daß die Düsennadel ein Begrenzungselement zur Begrenzung einer Wegstrecke (der Nadelhubstrecke) der Düsennadel aus der Position zum Ver­ schließen der Einspritzöffnung zu der Federseite hin umfaßt und daß die Wegstrecke der Düsennadel eine Haupteinspritzmenge von Kraftstoff definiert. Der Grund ist, daß die Regulierung der Haupteinspritzmenge von Kraftstoff einfach durch Einstellen des Begrenzungselements durchgeführt werden kann.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht, die eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 2 eine Schnittansicht, die die in Fig. 1 dargestellte Kraftstoffeinspritzdüse zeigt,

Fig. 3A-D Schnittansichten, die jeweils die Funktionsweise der Kraftstoffeinspritz­ düse gemäß Fig. 2 veranschaulichen,

Fig. 4 ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Kraftstoffeinspritzrate und der Zeit bei Betrieb der Kraftstoffeinspritzdüse zeigt, und

Fig. 5 eine Kraftstoffeinspritzdüse gemäß dem Stand der Technik.

Bezugnehmend auf Fig. 1 bis Fig. 4 wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 gemäß dem Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für einen Dieselmotor verwendet. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 1 umfaßt im allgemeinen eine Plungerkolbenbüchse 2 und eine Kraftstoffeinspritzdüse 3. Der Plungerkolbenbüchse 2 wird Leichtöl von ei­ nem Kraftstoff-Druckzuleitungsteil (einer Förderpumpe) 60 zugeführt. In der Plun­ gerkolbenbüchse 2 ist eine Aufnahmeöffnung 2a ausgebildet. Ein Plungerkolben 25 zum Fördern von Kraftstoff ist derart in die Aufnahmeöffnung 2a eingesetzt, daß eine freie Hin- und Herbewegung des Plungerkolbens 25 in vertikaler Richtung in Fig. 1 möglich ist. Der Plungerkolben 25 wird von einer Plungerkolbenfeder 26 nach oben (in die Nicht-Zuleitungsrichtung D1) geschoben. Die Feder 26 ist zwischen einem Stößel 27, der sich an der Oberseite des Plungerkolbens 25 befindet, und einem feder­ aufnehmenden Stufenteil 29, das an dem unteren Teil eines zylindrischen Abschnitts 28 der Büchse 2 ausgebildet ist, angeordnet. An dem unteren Teil des zylindrischen Abschnitts 28 ist ein: Schutzelement 30 vorgesehen, das eine übermäßige Bewegung des Stößels 27 in die Nicht-Zuleitungsrichtung D1 verhindert. Wenn sich der Stößel 27 um mehr als eine vorbestimmte Strecke nach oben bewegt, kommt der Stößel 27 mit dem Schutzelement 30 in Kontakt.

Eine Nockenfläche einer drehbaren Nocke (nicht dargestellt) steht mit der oberen Oberfläche des Stößels 27 in Kontakt. Die Nocke ist gemeinsam mit der Kurbel- bzw. Abtriebswelle des Dieselmotors drehbar, so daß der Plungerkolben 25 durch Drehung der Nocke in die Nicht-Zuleitungsrichtung D1 und die Zuleitungsrichtung D2 hin- und herbewegbar ist.

Eine Kraftstoffversorgungsöffnung 31 des Kraftstoff-Druckzuleitungsteils 60 ist mit der Aufnahmeöffnung 2a bzw. einer inneren Druckbeaufschlagungskammer 2b der Plungerkolbenbüchse 2 durch Versorgungsdurchlässe 33 und 36 des zylindrischen Abschnitts 28 verbunden. Die Aufnahmeöffnung 2a ist über einen Auslaufdurchlaß 34 mit einem Kraftstofftank verbunden, und ein elektromagnetisches Ventil (nicht dargestellt) ist in den Auslaufdurchlaß 34 eingesetzt und öffnet und schließt den Auslaufdurchlaß 34. Ferner sind die Versorgungsdurchlässe 33, 36 bzw. die Kam­ mer 2b mit einem Überströmdurchlaß 37 der Kraftstoffeinspritzdüse 3 verbunden.

Nachfolgend wird der Aufbau der Kraftstoffeinspritzdüse 3 unter Bezugnahme auf Fig. 2 und Fig. 3 beschrieben. In Fig. 2 ist der innere Aufbau der Kraftstoffeinspritz­ düse 3 vergrößert dargestellt, und in Fig. 3A bis Fig. 3D ist die Funktionsweise der Kraftstoffeinspritzdüse 3 dargestellt.

Die Kraftstoffeinspritzdüse 3 umfaßt einen Düsenkörper 4, eine Befestigungsmutter 45 und einen Hauptkörper 5. Der Düsenkörper 4 ist in Längsrichtung durch die Be­ festigungsmutter 45 mit dem Hauptkörper 5 verbunden. In dem Düsenkörper 4 ist eine Düsennadel 9 derart angeordnet, daß sie in Richtung D1 (in die Richtung zum Öffnen der Einspritzöffnung 8) und Richtung D2 (in die Richtung zum Schließen der Einspritzöffnung 8) hin- und herbewegbar ist.

Ein dünner Basisabschnitt 15 der Düsennadel 9 am der Einspritzöffnung 8 abge­ wandten bzw. oberen Ende der Düsennadel 9 ist mit einem Anhebestück 40 verbun­ den, so daß sich das Anhebestück 40 bei Bewegung der Düsennadel 9 auch bewegt. Das Anhebestück 40 umfaßt einstückig einen Abschnitt 41 mit großem Durchmesser und einen Fortsatz 42 mit kleinem Durchmesser und weist einen annähernd T-förmi­ gen Querschnitt auf. In dem Abschnitt 41 mit großem Durchmesser ist der Basisab­ schnitt 15 der Düsennadel 9 eingesetzt, und der Fortsatz 42 ist in eine Führungsöff­ nung 59 eines Federsitzes 51 (der später beschrieben wird) in einer Federkammer 20 eingesetzt.

In der Federkammer 20 sind eine Feder 10, Federsitze 50 und 51, die sich an beiden Enden der Feder 10 befinden, und eine Staudruckeinrichtung bzw. Schubstange 57 angeordnet. Die Schubstange 57 umfaßt einen Kolben 24, der den Staudruck von Kraftstoff in einer Staudruckkammer 72 aufnimmt, und eine Stange 58, die sich von einem Ende des Kolbens 24 zu dem Anhebestück 40 erstreckt. Die Stange 58 ist ko­ axial mit dem Kolben 24 angeordnet, aber ein von dem Kolben 24 getrenntes Ele­ ment. Durch diese Teilung der Schubstange 57 in Stange 58 und Kolben 24 können deren Längen kurz sein und eine Schrägstellung ihrer Achsen verringert werden, so daß die zyklische Schwankung der Kraftstoffeinspritzleistung eingeschränkt wird. Ferner ist die Dimensionsanpassung jedes Teils einfach und die Flexibilität erhöht.

Die Feder 10 ist zwischen den beiden Federsitzen 50 und 51 angeordnet und preßt die beiden Federsitze 50, 51 in die Richtungen, die den Abstand zwischen ihnen ver­ größern. Ein Federsitz 50 ist an der Seite des Kolbens 24 der Schubstange 57 ange­ ordnet, und der andere Federsitz 51 ist an der Seite des Anhebestücks 40 angeordnet.

Die beiden Federsitze 50 und 51 haben dieselbe Form. Jeder der Federsitze 50 und 51 umfaßt einen Flanschteil 55, einen Zylinderteil 56 und eine Führungsöffnung 59, die axial in dem annähernd zentralen Teil des Flanschteils 55 und dem Zylinderteil 56 ausgebildet ist. Das heißt, da der Zylinderteil 56 zum Führen der Stange 58, die in sei­ ner Führungsöffnung in axialer Richtung eingesetzt ist, angeordnet ist, kann eine Schrägstellung der Achse der Stange 58 verhindert werden. Da ferner der Zylinderteil 56 als Führungsteil einstückig mit dem entsprechenden Federsitz ausgebildet ist, ist die Konstruktion einfach. Der Flanschteil 55 des Federsitzes 51 ist in axialer Richtung in der Federkammer 20 bewegbar.

Der Kolben 24 umfaßt einen Schaftabschnitt 61, einen Abschnitt 63 mit großem Durchmesser und einen Schiebeabschnitt 65, und diese sind einstückig ausgebildet.

Die Stange 58 ist zwischen dem Schiebeabschnitt 65 des Kolbens 24 und dem Fort­ satz 42 des Anhebestücks 40 angeordnet. Wie mit den Bezugszeichen F und G dar­ gestellt ist, ist ein Endabschnitt 67 der Stange 58 in die Führungsöffnung 59 des Fe­ dersitzes 50 eingesetzt, so daß dessen Bewegungsrichtung geführt wird, und der an­ dere Endabschnitt (distale Endabschnitt) 69 der Stange 58 wird in die Führungsöff­ nung 59 des Federsitzes 51 eingesetzt, so daß dessen Bewegungsrichtung geführt wird. Der proximale - der Düsennadel 9 abgewandte - Endabschnitt 67 und der dis­ tale - der Düsennadel 9 zugewandte - Abschnitt 69 der Schubstange 57 werden von den Öffnungen 59 der beiden Federsitze 50 und 51 gehalten. Ferner wirkt der Druck des Kraftstoffs in dem Überströmdurchlaß 37 als Staudruck über die Staudruckkam­ mer 72, die an der der Düsennadel 9 abgewandten Seite des Schaftabschnitts 61 des Kolbens 24 ausgebildet ist, auf den Kolben 24.

Im Ruhezustand der Kraftstoffeinspritzdüse 3 ist ein Abstand bzw. Zwischenraum L1 als Vorhubstrecke zwischen dem distalen Endabschnitt 69 der Stange 58 und dem Fortsatz 42 des Anhebestücks 40 sichergestellt, wie in Fig. 3A dargestellt. Der Zwi­ schenraum L1 ist ein Spalt zur Bewegung oder für den Vorhub der Düsennadel 9 in die Richtung D1. Der Vorhub L1 wird durch vorangehendes Einstellen der Länge des Fortsatzes 42 des Anhebestücks 40 bestimmt. Ferner ist an der Basisendseite bzw. der der Einspritzöffnung 8 abgewandten Seite der Düsennadel 9 der Zwischenraum für eine Nadelhubstrecke L2 der Düsennadel 9 zwischen einer Schulter bzw. einem Basisendteil 9a der Düsennadel 9 und dem Begrenzungselement 71 sichergestellt. Wie durch A-B in Fig. 4 dargestellt, gibt die Vorhubstrecke L1 eine anfängliche Ein­ spritzperiode an, in der Kraftstoff mit geringer Einspritzrate eingespritzt wird. Die Na­ delhubstrecke L2 bezeichnet, wie mit D in Fig. 4 dargestellt, eine stationäre Kraft­ stoffeinspritzperiode (Haupteinspritzperiode), in der Kraftstoff mit hoher Einspritzrate eingespritzt wird.

In der Folge wird die Funktionsweise der Kraftstoffeinspritzdüse 3 gemäß dem vor­ liegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Wenn eine zyklische Betätigungskraft durch die drehende Nocke, die sich gemeinsam mit der Kurbel- bzw. Abtriebswelle des Dieselmotors dreht, auf den Stößel 27 von Fig. 1 ausgeübt wird, bewegt sich der Plungerkolben 25 zur Kraftstoffzuleitung in vertikaler Richtung bei Fig. 1 in der Auf­ nahmeöffnung 2a mit Hilfe der Spannkraft der Plungerkolbenfeder 26 hin und her.

Während der Plungerkolben 25 in die Richtung D1 steigt, wird Kraftstoff von der Kraftstoffversorgungsöffnung 31 des Kraftstoff-Druckzuleitungsteils 60 durch die Versorgungsdurchlässe 33, 36 in die Druckbeaufschlagungskammer 2b geleitet. Da­ nach wird, während der Plungerkolben 25 in die Zuleitungsrichtung D2 fällt bzw. vorgeschoben wird, der Versorgungsdurchlaß 36 durch die Umfangsfläche des Plun­ gerkolbens 25 geschlossen, und das elektromagnetische Ventil des Auslaufdurchlas­ ses 34 wird geschlossen, so daß der eingeleitete Kraftstoff von dem Plungerkolben 25 auf einem hohen Druck komprimiert und an eine Ölkammer 11 (siehe Fig. 3A) über den Kraftstoffdurchlaß 37 der Kraftstoffeinspritzdüse 3 abgegeben wird.

Bei geschlossenem (Düsen-)Ventil, also im Ruhezustand, wie in Fig. 3A dargestellt, ist der Zwischenraum für die Vorhubstrecke L1 zwischen dem distalen Endabschnitt 69 der Stange 58 und dem Fortsatz 42 des Anhebestücks 40 sichergestellt, und der Zwi­ schenraum für die Nadelhubstrecke L2 zwischen dem Begrenzungselement 71 und dem Basisende 9a der Düsennadel 9 ist sichergestellt. Im Ruhezustand nimmt der Kolben 24 den Staudruck P von der in Fig. 1 dargestellten Druckbeaufschlagungs­ kammer 2b auf, und der Kolben 24, der von dem Staudruck vorgeschoben wird, kommt mit dem Federsitz 50 in Kontakt. Im Ruhezustand wird der Zwischenraum für die Vorhubstrecke L1 zwischen dem distalen Endabschnitt 69 der Schubstange 57 und dem Fortsatz 42 des Anhebestücks 40 aufrechtgehalten. Das Ende des Ruhezu­ standes (das Öffnen des Ventils) ist mit dem Bezugszeichen A im Diagramm gemäß Fig. 4 angedeutet, das den Zusammenhang zwischen der Kraftstoffeinspritzrate und der Zeit dargestellt.

Wenn der Druck in der Ölkammer 11 weiter steigt, wodurch eine auf die Düsennadel 9 in die Richtung dl wirkende Kraft erhöht wird, überwindet die Düsennadel 9 die Spannkraft der Feder 10 und bewegt sich über die Vorhubstrecke L1 in die Richtung D1 (die Richtung zum Öffnen der Einspritzöffnung 8), wie in Fig. 3B dargestellt, und die Düsennadel 9 öffnet die Einspritzöffnung 8. Die Änderung der Einspritzrate wäh­ rend der Bewegung der Düsennadel 9 aus dem Zustand von Fig. 3A in den Zustand von Fig. 3B, das heißt, während der Bewegung der Düsennadel 9 über die Vorhub­ strecke L1, ist in Fig. 4 durch A-B dargestellt. Nachdem die Düsennadel 9 die Vor­ hubstrecke L1 zurückgelegt hat, wird Kraftstoff von der Einspritzöffnung 8 in einem Zustand mit geringer, etwa konstanter Einspritzrate eingespritzt, wie in Fig. 4 durch B-C dargestellt.

Nach Beendigung der Anfangseinspritzung zur zweiten Ventilöffnungszeit C, wie in Fig. 4 dargestellt, bewegt sich dann die Düsennadel 9 weiter in die Richtung D1 und bewegt das Anhebestück 40 und den Federsitz 51 zu der Seite des Kolbens 24, wie in Fig. 3C dargestellt. Hierdurch wird der Kolben 24 zu der Staudruckseite bewegt und kommt schließlich mit dem Körper 5 in Kontakt, so daß die weitere Bewegung begrenzt ist. Die Düsennadel 9 zieht sich so weiter zurück und entfernt sich dabei von der Einspritzöffnung 8.

Ferner bewegt sich die Düsennadel 9 in der Periode D, die in Fig. 4 dargestellt ist, wei­ ter aus dem Zustand von Fig. 3C in den Zustand von Fig. 3D. Die Düsennadel 9 überwindet die Summe der Spannkraft der Feder 10 und des Staudrucks P und be­ wegt sich über die Nadelhubstrecke L2 in die Richtung D1. Während der in Fig. 4 dargestellten Periode D wird die Hauptkraftstoffeinspritzung von der Einspritzöff­ nung 8, das heißt, die restliche Kraftstoffeinspritzung bei hoher Einspritzrate durchge­ führt.

Bei der obengenannten Reihenfolge von Arbeitsabläufen kann durch Ausführung des Vorhubs L1 die anfängliche Kraftstoffeinspritzrate eingeschränkt bzw. begrenzt werden, um eine Verringerung von NOx (im Abgas) und von Verbrennungsge­ räuschen des Dieselmotors zu erreichen.

Bei der Kraftstoffeinspritzdüse 3 wird die Vorhubstrecke L1 durch den Zwischen­ raum zwischen dem distalen Endabschnitt 69 der Stange 58 und dem Fortsatz 42 des Anhebestücks 40 erreicht, das dauernd zwischen der Düsennadel 9 und dem Feder­ sitz 51 liegt bzw. eingeklemmt ist. Daher wird die Vorhubstrecke L1 im Gegensatz zum Stand der Technik nicht verringert, selbst wenn ein Abrieb des Fortsatzes 42 des Anhebestücks 40 voranschreitet. Da die Vorhubstrecke L1 aufgrund des Abriebs er­ höht werden kann, kann im Gegensatz zum Stand der Technik eine Verzögerung des zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung und eine Verringerung der in den Dieselmotor eingespritzten Kraftstoffmenge, die durch eine Verringerung oder Besei­ tigung der Vorhubstrecke verursacht werden, verhindert werden, und so kann ver­ mieden werden, daß eine große Last auf den Dieselmotor ausgeübt wird. Ferner ist als Vergleichsbeispiel in Fig. 4 in gestrichelten Linien auch ein Zustand einer Kraftstoff­ einspritzung für den Fall dargestellt, in dem keine Vorhubstrecke L1 vorhanden ist.

Bei der Einstellung oder Änderung der Vorhubstrecke L1 kann ferner die Einstellung nur durch Entfernen des Düsenkörpers 4, der Befestigungsmutter 45, der Feder 10, des Federsitzes 51 und des Anhebestücks 40 von Fig. 2 in der zuvor beschriebenen Reihenfolge durchgeführt werden, so daß die Einstellarbeit leicht ausgeführt werden kann.

Da beide Enden 67 und 69 der Stange 58 von den beiden Federsitzen 50 und 51 ge­ halten werden, kann die Ausrichtung der Schubstange 57 durch die Zweipunkthalte­ rung verbessert werden. Da der Kolben 24 und die Stange 58 getrennte Elemente sind, können ferner die Längen des Kolbens 24 und der Stange 58 kurz gewählt werden, und daher kann die Schrägstellung ihrer Achsen verringert werden, und die Schwankungen im Zyklus der Kraftstoffeinspritzung können eingeschränkt werden, so daß eine stabile Einspritzcharakteristik erhalten werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und es können zahlreiche Änderungen durchgeführt werden, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung Abstand zu nehmen. Zum Beispiel ist die zuvor beschriebene Kraftstoffeinspritzdüse an der Kraftstoffeinspritzvorrich­ tung eines Dieselmotors befestigt. Sie kann aber auch bei anderen Arten von Innen­ verbrennungsmotoren oder Geräten aus anderen Bereichen eingesetzt werden.

Ferner wird in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel die Vorhubstrecke L1 durch den Zwischenraum zwischen dem distalen Endabschnitt 69 der Stange 58 und dem Fortsatz 42 des Anhebestücks 40 an der Seite der Düsennadel 9 erhalten, aber es ist auch möglich, ohne sich darauf zu beschränken, daß ein Zwischenraum auch zwi­ schen dem Schiebeabschnitt 65 des Kolbens 24 und dem Endabschnitt 67 der Stange 58 definiert ist und die Summe der Zwischenräume als Vorhubstrecke L1 eingestellt wird.

Claims (7)

1. Kraftstoffeinspritzdüse mit einer Düsennadel (9), die verschieblich in einen Dü­ senkörper (4) eingebaut ist, wobei die Düsennadel (9) durch Verschiebung eine Einspritzöffnung (8), die an einer Spitze des Düsenkörpers (4) ausgebildet ist, öffnet und schließt, mit einer Feder (10) zum Vorspannen der Düsennadel (9) in eine Richtung (D2) zum Verschließen der Einspritzöffnung (8), mit einem Feder­ sitz (51), der an einer Basisendseite der Düsennadel (9) angeordnet ist, wobei der Federsitz (51) einen Endabschnitt der Feder (10) aufnimmt und zur Düsen­ nadelseite vorgespannt ist, mit einer Staudruckkammer (72), die mit einem Kraft­ stoffdurchlaß (37) in Verbindung steht und Druck des Kraftstoffs in dem Kraft­ stoffdurchlaß (37) aufnimmt, und mit einer Schubstange (57) mit einem proxima­ len Endabschnitt (67) zur Aufnahme des Staudrucks von unter Druck zugeleite­ tem Kraftstoff und einem distalen Endabschnitt (69), dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffeinspritzdüse (3) ferner ein Anhebestück (40) umfaßt, das zwi­ schen dem Federsitz (51) und einem Basisendabschnitt der Düsennadel (9) an­ geordnet ist und ein federseitiges Ende aufweist, das mit dem distalen Endab­ schnitt (69) in Kontakt bringbar ist, wobei das federseitige Ende des Anhebe­ stücks (40) und der distale Endabschnitt (69) der Schubstange (57) von dem Federsitz (51) mit einem Zwischenraum für eine Vorhubstrecke (L1) zwischen dem federseitigen Ende des Anhebestückes (40) und dem distalen Endabschnitt (69) insbesondere bei verschlossener Einspritzöffnung (8) gehalten werden.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fe­ dersitz (51) ein Führungselement (56) zur Führung der Bewegung des distalen Endabschnitts (69) der Schubstange (57) umfaßt.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (56) eine zylindrische Öffnung aufweist und der distale End­ abschnitt (69) der Schubstange (57) in die zylindrische Öffnung eingesetzt ist, so daß die Bewegung des distalen Endabschnitts (69) geführt ist.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das fe­ derseitige Ende des Anhebestücks (40) einen Fortsatz (42) umfaßt, der in die zylindrische Öffnung des Führungselements (56) eingesetzt ist, und daß der di­ stale Endabschnitt (69) der Schubstange (57) und der Fortsatz (42) des Anhe­ bestücks (40) einander in dem Führungselement (56) gegenüberliegen.

5. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Führungselement (56) einstückig mit dem Federsitz (51) aus­ gebildet ist.

6. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schubstange (57) einen Kolben (24) zur Aufnahme des Stau­ drucks und eine Stange (58) als vorn Kolben (24) getrenntes Element umfaßt, deren distaler Endabschnitt (69) mit dem federseitigen Ende des Anhebestücks (40) in Kontakt bringbar ist.

7. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ferner ein Begrenzungselement (71) zur Begrenzung der Bewe­ gung der Düsennadel (9) aus einer Position zum Verschließen der Einspritzöff­ nung (8) zu einer Federseite hin umfaßt, und der Abstand zwischen dem Be­ grenzungselement (71) und der Verschlußposition der Düsennadel (9) eine Na­ delhubstrecke (L2) bestimmt, welche die Haupteinspritzmenge angibt.