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Info

Publication number: DE2032484A1
Application number: DE19702032484
Authority: DE
Priority date: 1969-07-07
Filing date: 1970-06-23
Publication date: 1971-01-14
Also published as: US3669360A; ZA704459B; ES382122A1; CA926240A; FR2054289A5; GB1314017A

Description

C.A.V, Limited 30. Juni I97O

Well Street

Birmingham 19 / England

Brennstoffeinspritzdüse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer Einspritzöffnung, durch die der Brennstoff in einen Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, und mit einem federnd belasteten Ventilglied, das mit einem Ventilsitz zusammen wirkt, so daß ein Ausströmen von Brennstoff aus der Einspritzöffnung so lange verhindert wird, bis der Brennstoffdruck, der auf das Ventilglied wirkt, einen genügend hohen Wert erreicht und das Ventilglied vom Ventilsitz abhebt.

Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine Einspritzdüse in einer Form zu schaffen, bei der der anfängliche Fluß von Brennstoff durch die Einspritzöffnungen auf ein beschränktes Ausmaß begrenzt ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die mechanische Verbindung zwischen dem Ventilglied und der federnden Einrichtung derart unterteilt ist, daß eine Kammer mit einem veränderbaren Volumen gebildet wird, der der Brennstoff aus einem Einlaß zugeführt wird, und eine Einrichtung zum Begrenzen des maximalen Volumens der Kammer derart vorgesehen ist, daß der Brennstoff anfänglich durch die Einspritzöffnungen in einem begrenzten Ausmaß strömt und das Ventilglied angehoben wird, wenn die Kammer ihr maximales Volumen erreicht hat, so daß der Brennstoff ungedrosselt durch die Einspritzöffnungen ausströmt.

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Ausführungsbeispiele der Brennstoffeinspritzdüse gemäß der Erfindung sollen nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigen;

Fig. 1 einen Seitenschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Einspritzdüse gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine gleiche Ansicht wie Fig. 1, mit einer ersten Abänderung, und

~ Fig. 5 eine Ansicht wie Fig. 1, mit einem weiteren Ausführungs-™ beispiel.

In Fig. 1 besteht die Einspritzdüse aus einem Düsenkopf 10, der am Ende eines DUsenkörpers 9 ausgebildet ist. Das freie Ende des Düsenkopfes erstreckt sich in einen Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine und besitzt an ihrem freien Ende zwei Einspritzöffnungen 11, durch die flüssiger Brennstoff unter Druck in den Verbrennungsraum eingespritzt wird.

Innerhalb des Düsenkopfes 9 ist eine Bohrung 12 ausgebildet„ deren unteres Ende in Verbindung mit einer Brennstoffzuleitung 13 steht. Von der Brennstoffzuleitung erstreckt sich ein engerer Durchgang, ^ 'der in Verbindung mit den Einspritzöffnungen 11 steht. An dem ^ engeren Durchgang ist ein Ventilsitz 14 ausgebildet, der mit einem Ventilglied 15 zusammen wirkt* das gleitbar in der Bohrung 12 angeordnet ist. Es kann festgestellt werden, daß das Teil des Ventilgliedes, das mit dem Sitz 14 zusammen wirkt, einen geringeren Durchmesser besitzt als der Durchmesser der Bohrung 12.

Gleitbar innerhalb der Bohrung 12 ist ein Kolbenglied 16 angeordnet, das sich aus der Bohrung 12 hinauserstreckfc und an seinem freien Ende einen Anschlag 17 für eine gewendelte Druckfeder 18 trägt. An seinem anderen Ende besitzt das Kolbenjjlied 16 einen stumpf koni-

. 5 . .
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sehen Vorsprung 19, der teilweise In eine Aussparung 20 eintreten kann, die in dem Ventilglied 15 ausgebildet ist. In Abwesenheit von unter Druck stehendem Brennstoff wird ein Raum zwischen dem Kolbenglied und dem Ventilglied aufrechterhalten. Dieser Raum bildet eine Kammer, der Brennstoff unter Druck über eine Nut 21 zugeführt wird, die in dem Kolbenglied 16 ausgebildet ist, 0Ie lint 21 steht In Verbindung mit einer Umfangsnut 22, die ebenfalls in dem Kolbenglied 16 ausgebildet ist.

In Ruhestellung der Einspritzdüse steht die Umfangsnut 22 in Verbindung mit einer öffnung 23, die in dem Düsenkopf ausgebildet ist. Diese öffnung steht über eine Drossel 2k mit dem ürennstoffeinlaß in Form einer Ringnut 25 in Verbindung« Die Brennstoff-Zuleitung 13 steht ebenfalls mit der genannten Ringnut 25 in Verbindung, die während des Betriebes von einer Brennstoffpumpe 8 gespeist wird.

Wenn brennstoff unter Druck von der Brennstoffpumpe gefördert wird, erscheint der gleiche Brennstoffdruck in der Brennstoffzuleitung 13 und in der genannten Kammer. Die erste Wirkung besteht darin, daß das Kolbenglied Io gegen die Wirkung der Feder 1Π angehoben wird. Der Fluß von Brennstoff in die Kammer ergibt einen Druckabfall an der Drossel 24 mit dem Ergebnis, daß der höhere Brennstoffdruck, der auf das Ende des Ventilgliedes 15 wirkt, das Ventilglied leicht von dem Ventilsitz Ik abhebt und einen Fluß von Brennstoff mit einem begrenzten Ausmaß durch die Düsen 11 freigibt. Es fließt weiter Brennstoff in die Kammer, so daß das Kolbenglied 16 sich weiter gegen die Wirkung der Feder lB bewegt. Die relative Bewegung vom Kolbenglied 16 und Ventilglied 15 hört auf, wenn die öffnung 23 gegenüber der Umfangsnut 22 von dem Kolbenglied 16 geschlossen wird und hierauf sieh das Kolbenglied und das Ventilglied gemeinsam unter der Wirkung des Brennstoffdruokes in der Brennstoffzuleitung 13 gegen die Wirkung der Feder 18 nach oben bewegen, so daß der Brennstoff durch die Elnsprltz-

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öffnungen 11 jetzt in einem nicht gedrosselten Ausmaß ausgespritzt wird.

Wenn der Zufluß von Brennstoff aus der Brennstoffpumpe aufhört, entweicht der Brennstoff aus der Kammer über die Nuten 21, 22 durch eine weitere öffnung 26 zu der Ringnut 25 über ein Rückschlagventil 27, und das Kolbenglied bewegt sich mit dem Ventil-Glied nach unten, bis das Ventilglied sich auf den Sitz 1k aufsetzt .

Falls.es erforderlich ist, insbesondere urn die oben beschriebene Einspritzdüse bei hohen Drehzahlen wirksamer zu machen, wird die Drossel 2k ir.it der Drehzahl der Brennkraftmaschine veränderbar ausgebildet, so daß das Ausmaß der Drosselung mit der Erhöhung der Drehzahl verringert wird.

In dem ir Pic· 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind für Teile mit gleichen Funktionen wie bei Fig. 1 die gleiche Bezugszeichen verwendet. In der Anordnung nach Fig. 2 ist die Bohrung 12ει in eir.er abgestuften Form ausgebildet, deren Teil mit dem kleineren Durchmesser das Ventilglied 15 enthält, und deren Teil mit dem größeret. Durchmesser ein zylindrisches Abstandsglied 2fi und das Ilolbetiglied IG enthält. Das Kolbenglied l6 ist mit einem Vorsprung J5C ausgebildet, der zu dem Abstandsglied 2C einen Anschlag bildet, so daß die obengenannte Kammer bzw. der Raum an dem abgestuften Ende mit dem größeren Durchmesser der Bohrung 12a gebildet wird, der in Verbindung mit einem Uberlaufdurchgang 29 steht.

It. betrieb wird Erennstoff unter Druck der Kammer über eine Drossel ?Λ von einer Brennstoffpumpe zugeführt und außerdem direkt zu der ürennstoffzuleitung Ij.. Anfänglich wird das Kolbenglied 16 gegen die Wirkung der.Feder .18, wie in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, angehoben. Das Ventilglied 15 und das Abstandsglied 28 heben sich ebenfalls an, so daß Brennstoff mit einem beschränk-

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ten Ausmaß durch die Einspritsoffnungen 11 strömt. "Während des Abhebens des Abstandsgliedes und des Ventilgliedes strömt Brennstoff in den Raum, der zwischen der Stufe in der Bohrung 12a iind dem Abstandsglied 28 gebildet wird. An einem vorbestimmten Punkt bei seinem Durchgang gegen die Wirkung der Feder Io öffnet -das Kolbenglied 1β eine Öffnung 31 * die in den Überlaufdurchgang 29 mündet.

Der Überlaufdurchgang 29 steht in Verbindung mit einem Absperrventil yi, das aus einem federbelasteten Kolben 33 besteht, der dem Druck ausgesetzt ist, der in dem Überlaufdurchgang 29 herrscht und der beim Erhöhen dieses Druckes gegen die Wirkung einer Feder ä y\ in eine Stellung bewegbar ist, in der im wesentlichen eine Strömung durch die Leitung 25 gesperrt wird. Wenn die Öffnung geöffnet ist, wird Brennstoffdruck an den Kolben 33 angelegt, der sich bewegt, so daß das Ausmaß des Durchganges 25 soweit begrenzt wird, daß die Kammer zwischen dem Kolbenglied 15 und dem Abstandsglied 28· abgesperrt wird. Hierauf wird das Ventilglied 15 unter der Wirkung des Brennstoffdruckes in der Brennstoffzuleitung 13 soweit angehoben, daß ein im wesentlichen ungedrosselter Fluß von Brennstoff durch die Einspritzöffnungen 11 stattfindet. Wenn die Zufuhr von Brennstoff von der Pumpe aufhört, kehren die Bauteile in ihre Ruhestellung unter der Wirkung der Feder l8 zurück. Der Kolben 33 ist mit einer durchgehenden Drosselöffnung versehen, so daß sich der Kolben 33 unter der Wirkung der Feder J>h während tj der Perioden zwischen den Einspritzungen zurückbewegt.

In der Anordnung, die in Fig. 3 gezeigt ist, ist das Ventilglied

50 in einer abgestuften Form ausgebildet, wobei dessen äußeres und größeres Ende dem niedrigen Überlaufdruck ausgesetzt ist. Die Brennstoffzuleitung 13 ist an den Einlaß 25 über eine Drossel

51 angeschlossen, und eine mechanische Verbindung zwischen dem Ventilglied 50 und der Feder l8 besteht aus zwei zylindrischen Gliedern 52* 53 von gleichen Durchmessern, die innerhalb eines

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Zylinders 5^ gleitbar angeordnet sind. Zwischen seinen Ender, ist der Zylinder 5^ mit einem vergrößerten Durchmesser 56 ausgebildet, der direkt mit den Einlaß 25 in Verbindung.steht. Der vergrößerte Durchmesser 56 entspricht der Unterteilung zwischen den Gliedern 52, 53· Di© Glieder 52, 53 werden mittels eines Vorsprunges an dem Glied 52 voneinander in einem Abstand gehalten, -und dieses Glied 52 ist außerdem mit einer Umfangsnut 55 zwischen seinen Enden versehen. Die Umfangsnut 55 verbindet in einer vorbestimmten Stellung die Brennstoff zuleitung 13 direkt mit dem Einlaß 25.

Im Betrieb, wenn Brennstoff unter Druck dem Einlaß 25 zugeführt wird* hebt sich anfänglich das Ventilglied 50 ab und gibt einen Brennstofffluß mit einem begrenzten Ausmaß durch die Einspritzöffnungen 11 frei. Dieser Brennstofffluß erzeugt indessen einer. Druckabfall an der Drossel 5Ij so daß das Ventilglied nicht vollständig angehoben wird» Der Brennstoffdruck innerhalb des vergrößerten Durchmessers 56 bewegt indessen das zylindrische Glied 52 gegen die Wirkung der Feder 1-3, und in einer vorbestimmten Stellung bringt die Nut 55 die Brennstoffzuleitung 13 in direkter Verbindung mit dem Einlaß 25. Wenn dieses eintritt₉ wird das Ventilglied 50 durch den Brennstoffdruck in der Brennstoffzuleitung 13 vollständig angehoben, so daß Brennstoff in einem ungedrosselten Ausmaß der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Wenn der Brennstofffluß aus der Pumpe aufhört, kehren die Bauteile.in ihre Ruhestellung unter der Wirkung der Feder l8 zurück. Das Ausmaß der Bewegung des Gliedes 52 wird durch einen Ansehlag 57 begrenzt.

Falls es erforderlieh' ist, kann ein Rückschlagventil 58 in dem Durchgang von dem Einlaß 25 zur Kammer 56 zwisehengesehaltet werden, das in seinem Ventilteil einen begrenzten Durengang enthält. Die Anordnung dieses Rückschlagventiles hat keine wesentliche Wirkung während der Zufuhr von Brennstoff durch den Einlaß 25. Wenn indessen die Zufuhr von Brennstoff von der Pusipe aufhört, schließt das Ventil 5<?/ ^unö die gespeicherte Brennstoffmenge' in

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der Kanrner kannnur in einem begrenzten Ausmaß austreten. Auf diese Voise wird das Schließen des Ventilgliedes 50 auf dessen Sit;: Τ·Ί sichergestellt, und die Gefahr, daß gespeicherter Brennstoff in die Erennlcraftmaschine eingespritzt wird, wird verringert.

Un verschiene Einspritzkuryen zu erhalten, können beim AusfUhru ·..{-sb ei spiel nach Fig. J5 verschiedene änderungen durchgeführt werden. Tr elr.er-ersten Änderung wird die Drosselung, die durch die D'ossel 51 bewirkt wird, mit den Brennstoff veränderbar gemacht, der in dem vergrößerter. Durchmesser 56 gespeichert ist, und in eir.er zweiten Abänderung kann die Drosselung mit dem an ihr auftretenden Druckabfall veränderbar gemacht werden-. In einer dritten- Abänderung wird die Drossel 5I als Funktionen der !'enge λ vor. Brennstoff, die unter der Feder gespeichert 1st, veränderbar ausgeführt, d.h. in dem vergrößerter. Durchmesser 5·': kann die Nut 55 profiliert werden, so daß eine veränderbare Drossel gebildet wird, und in einer vierten Abänderung, die eine Variante der dritter Abänderung ist, kann eine weitere Drossel zwischen dem vergrößerten Durchmesser 56 und dem Einlaß 25 angeordnet werden. Diese Drossel kann feststehend oder entsprechend dem Druckabfall, der an ihr entsteht, veränderbar sein.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

Brennstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer Einspritzöffnung, durch die Brennstoff in einen Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, und mit einem federnd belasteten Ventilglied, das mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, so daß ein Ausströmen von Brennstoff aus der Einspritzöffnung verhindert wird bis der Brennstoffdruck, der auf das Ventilglied wirkt, einen genügend hohen Wert erreicht und das Ventilglied vom Ventilsitz abhebt, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung zwischen dem Ventilglied '15) und der .federnden Einrichtung (17* 18) so unterteilt ist, daß eine Kammer mit einem veränderbaren Volumen gebildet wird, der der Brennstoff aus einem Einlaß (25) zugeführt wird, und eine Einrichtung zum Begrenzen des maximalen Volumens der Kammer derart vorgesehen ist, daß der Brennstoff anfänglich durch die Einspritzöffnungen (11) in einem begrenzten Ausmaß strömt und das Ventilglied (15) angehoben wird, wenn die Kammer ihr maximales Volumen erreicht hat, so daß der Brennstoff ungedrosselt durch die Einspritzöffnungen (11) strömt.

2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

in der Zuleitung ^f2J) zur Kammer eine Drossel (24) angeordnet „ ist.

3. Einspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Begrenzen des maximalen Volumens der Kammer als ein Ventil (22, 23) ausgebildet ist, das die Zufuhr zur Kammer sperrt.

4. Einspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolbenglied (16) zwischen dem Ventilglied (15) und der federnden Einrichtung (l8) angeordnet ist und die genannte Kammer zwischen dem Kolbenglied (16) und dem Ventilglied (15)

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gebildet wird, daß it: dem Kolbenglied Ί5) eine Hut {21, 22) ausgebildet ist, die it. Verbindung mit der genannter- Kamnier steht und daß eine Öffnung (23) in der Wand des Zylinders '12), in dem das Kolbenglied -(lo) angeordnet ist, ausgebildet ist, die in Verbindung mit dein Einlaß (25) über die Drossel (?Λ) steht und die Anordnung derart ist, daß bei einer Bewegung des Kolbengliedes (l5) um einen vorbestimmten Abstand die Hut (22) sich nicht mehr in Verbindung mit der öffnung (23) befindet und hierdurch das Volumen der Kammer, begrenzt wird. .

5- Einspritzdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (22) über ein Rückschlagventil (27) in Verbindung mit dem Einlaß (25) steht, so daß .der Brennstoff aus der genannten Kammer ableitbar ist, wenn die Förderpumpe '3) keiner. Brennstoff fördert.

6. Einspritzdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel '24) so ausgebildet ist, daß sich die Drosselung mit der Erhöhung der Drehzahl der Brennkraftmaschine erhöht.

7· Einspritzdüse nach Anspruch 3.» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventilglied (15) und dem Kolbenglied (lo) ein Abstandsglied (23) angeordnet ist und die genannte Kammer zwischen dem Kolbenglied (lo) und dem Abstar.dsglied (2£) gebildet wird, sowie daß eine öffnung (22), die in der Wand der Bohrung (12ai) ausgebildet ist, in der das Kolbenglied (lo) angeordnet ist, geöffnet wird, wenn sich das Kolbenglied (15) um ein vorbestimmtes Ausmaß bewegt hat und die Öffnung (22) in Verbindung mit einem Ende eines Zylinders steht, das ein federbelastetes Ventilelement (33) enthält, und bei geöffnetem Durchgang Brennstoffdruck an das genannte

■ Ventilelement (33) anlegbar ist, so daß es gegen die Wirkung

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einer Feder derart bewegbar ist, daß es die Brennstoffzufuhr vorn Einlaß (25) zu der Kammer unterbricht.

?". Einspritzdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Veritileleinent [Jo) mit einer gedrosselten Öffnung versehen ist, durch die Brennstoff zu einem überlauf strömt, wenn der 3renristoffdruck aufhört zu wirket..

9. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung zwischen dem Ventilglied (50) und der federnden Einrichtung (17, Ic) durch zwei zylindrische Glieder (52, 55) gebildet wird und die genannte Kammer (56) zwischen den zylindrischen Gliedern (52, 55) gebildet wird und in einer dauernden Verbindung mit dem Einlaß (25) steht, wobei eine Drosselung (51) vorhanden ist, durch die der Brennstoff mit einem gedrosselten Ausmaß zu den Einspritzöffnungen (11) zuströmt, sowie eine Nebenschlußleitung freigegeben wird, durch die Brennstoff zu den genannten Einspritzöffnungen (11) mit einem ungedrosselten Ausmaß strömt, wenn, die Kammer ihr maximales Volumen erreicht hat.

10. Einspritzdüse nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (57) vorgesehen ist, der das Ausmaß der'Bewegung der zylindrischen Glieder (52,53) in der Nahe der federnden Einrichtung (17, 13) begrenzt.

11. Einspritzdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Hebenflußdurchgang von einem der genannten zylindrischen Glieder -(52) gesteuert wird und dieses Glied (52) eine Umfangsnut (55) besitst, die mit zwei öffnungen derart zusammen wirkt, da3 der genannte Nebenfltifldurchgang freigegeben wird.

12. Einspritzdüse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschlagventil (58) zwischen der Kammer (56) und dem

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Einlai? (25) angeordnet und dieses Rückschlagventil (5G) derart angeordnet ist, daß ein gedrosselter Durchgang vorgesehen ist, der das Rückschlagventil umgeht und Brennstoff r.it einem verringerten Ausmaß aus der Kammer (56) abfließt, wenn keine Brennstofrzufuhr vorhanden ist.

Ij?· Einspritzdüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Drosselung durch die Drossel (51) mit dein in der Kammer gespeicherten Volumen des Brennstoffs veränderbar i st.

Xh. Einspritzdüse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Λ das Ausmaß der Drosselung durch die Drossel 'Sl) ir.it dem Druckabfall an ier Drossel veränderbar ist.

V>. Einspritzdüse nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß Jie lint (?ίί) an dem genannten zylindrischen Glied (52) profiliert 1st, so da«3 eine veränderbare Drossel gebildet --wird,

I¹J. Einspritzdüse nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, da£ eine Drossel (5^) swlscheii der Kammer (56) und dem Einlaß (25) angeordnet ist«

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