DE2309134A1 - Brennstoff-einspritzduese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoff-Einspritzdüse, inabesondere einen Halter für eine Brennstoff-Einspritzdüse und eine Differential-Einstellschraube mit dichtenden und sperrenden Einrichtungen zum Aufrechterhalten eines konstanten Offnungsdrucks und Differential-Ventilhubs.

Bekannte Brennstoff-üinspritzdüsenanordnungen haben einen Itfisenhplter, der mit einer ein Differentalventil enthaltenden Düse verbunden ist. Der Düsenhalter ist an seiner inneren Peripherie mit Gewinde versehen, in welches eine Einstellschraube eingeschraubt ist. Eine Llicheruiigsmutter und eine Düsenhalterkappe greifen

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mittels Gewinde an der c.usaeren Peripherie der eingestellten Schraube an. Die übliche konstruktion hat an der äusseren Peripherie der Einstellschraube und in einern Abstand sowohl zwischen dem Düsenhalter und der Sicherungsmutter als auch zwischen der Sicherungsmutter und der Düsenkappe angeordnete Dichtung, um die Seite niedrigen Drucks der Düsenanordnung abzudichten, üblicherweise kann die Einstellschraube verstellt werden, um die Kraft der Feder zu variieren, welche den Schaft gegen das Differentialventil drückt um den Schließdruck des Differentialventils zu steuern.

Die Seite niedrigen Drucks oder die Ablaufseite der Düsenanordnung überträgt Fluid um den Schaft herum und durch die Feuerkammer zu einem Ablauf. Die Feder übt eine beachtliche Abwärtskraft gegen den auf der Düsennadel wirkenden hydraulischen Druck aus. Diese Kraft kann im Bereich von 36 kg (80 lbs.) oder mehr liegen. Die genaue !.!enge der Kraft wird durch eine Druck-Einstellschraube reguliert, die in den Düsenaufbau ein- und aus diesem herausgeschraubt werden kann, um den gleichen nominellen Düsenöffnungsdruck für alle Aufbauten eines gegebenen kodells zu erreichen.

Infolge des hohen Kontaktdrucks, der zwischen den äusseren Gewindegangen der Druck-Einstellschraube und den inneren Gewindegängen des Düsenhalterkörpers entsteht, werden wiederholt sehr kleine Flocken, Zäpfchen oder Späne beim Zusammenbau und während des Vorgangs der Schraubeneinstellung für den Enddruck erzeugt.

Beim normalen Betrieb dieser Anordnungen ist der Kaum, welcher den Schaft und die Feder umgibt, mit Brennstoff niedrigen Drucks gefüllt, der durch die Düsennadel leckt und durch die Düsen-Haltekoppe und geeignete Rohre zum tirerm-

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stofftank zurückfließt. Der Brennstoff spült üblicherweise die durch die SchraubeneinBtellung erzeugten kleinen Lietallpartikel von den Wänden ab und die Schwerkraft veranlaßt sie, sich am untersten Punkt des Düsen-• inneren abzusetzen. Beim überwiegenden Teil von kotoranbringungen ist die Düse abwärts gerichtet und folglich setzen sich die ketallpartikel oben auf der Nadelschulter ab.

Im Betrieb ist der Düsennadelhub durch den Abstand zwischen der Nadelschulter und der unteren Fläche des Halterkörpers, gegen welche sie anschlägt, begrenzt. Der Nadelhub kann typischerweise so klein wie 0,25 mm (0,01 inch) sein und eine kleine Flocke von beispielsweise 0,025 mm (0,001 inch) Dicke kann den effektiven Düsenhub um die Hälfte kürzen, was eine unangebrachte BeschränKung während des Einspritzens von Brennstoff verursacht und zu einer geringeren Leistung des entsprechenden liotorzylinders führt, was üblicherweise durch stärkeren Rauch begleitet wird.

Dementsprechend wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, die Möglichkeit der Beeinträchtigung des Düsenhubs durch ketallflocken zu beseitigen. Ein Dichtungsring wurde unter den Gewindegangen der Druck-Einstellschraube angeordnet. Die Druck-Einstellschraube hat einen verlängerten Teil unter den Gewindegängen, mit einem glatten Aussenumfang, der mit dem Dichtungsring zusammenwirkt.

Somit sind alle Partikel, die während des Druckeinstellvorgangs zwischen den Gewinden erzeugt werden, über dem Dichtungsring eingeschlossen und können sich nicht ihren .ier abwärts in Richtung auf die Düsennadel arbeiten. Diese Anordnung beseitigt zusätzlich die ifotwenigkeit von Dichtungsscheiben auf der Düsenhalterkepoe und der Mutter, die in den üblichen Düsenmiordnurigeu verwendet ist.

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Ziel der Erfindung ist das Schaffen einer Düsenhalteranordnung und einer Differential-Ventil-Einstellschraube für die Aufrechterhaltung eines konstanten üffnungsdrucks und effektiven Differential-Ventilhubs.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist das Schaffen einer Düsenhalterdichtung zwischen dem mit Gewinde versehenen Teil der eingestellten Schraube und dem inneren Leckablauf der Brennstoff-Einspritzdüse.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Schaffen einer Düsenhalterdichtung an der Innenseite des Halteraufbaus, um Fremdmaterial vom Stören des ordnungsgemäßen Betriebs des Differentialventils abzuhalten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Schaffen einer Dichtung zwischen dem mit Gewinde versehenen Einstellteil der Differentialventil-Einstellschraube und dem Differentialventil des Düsenaufbaus.

Die Ziele der Erfindung werden erreicht durch Vorsehen eines Düsenhalters mit einem Differentialventil in einem Düsenaufbau, das mit dem unteren Ende des Düsenhalters verbunden ist und eine Bohrung bildet, die sich für die Aufnahme eines Schafts zentral durch den Halter erstreckt. Eine vergrößerte Federkammer ist durch die Einstellschraube gebildet, die mittels Gewinde in einem vergrößerten Gegenbohrungsteil des Düsenhalters aufgenommen ist. Eine gleichartig mit Gewinde versehene Sicherungsmutter greift den äusseren Umfang der Einstellschraube an und sichert gegen die obere Fläche des Düsenhalters um den Dj»senaufbau und um die !''ederliinge und -kraft unter einem gewünschten Differentialventil-üffnungs·

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druck zu halten. Ein glatter zylindrischer Teil des Düsenhalters und der Einstellschraube, unmittelbar unter dem Gewindeteil greift eine Dichtung an, um die Federkammer gegen die Aussenseite des Düsenhalters abzudichten. Die Dichtung verhindert, daß Fremdmaterial von dem Gewindeteil der Einstellschraube in den Hück-Ablauf eintreten kann, der Brennstoff von dem Düsenaufbau zurückführt. Dies erlaubt das Beibehalten eines konstanten Differentialventilhubs und eines konstanten Schließdrucks.

Die Erfindung schafft einen Brennstoff-Einspr/itzdüsenaufbau und eine Differentialventil-Einstellschraube für ein genaues Aufrechterhalten des Differentialventil-Üffnungsdrucks.

Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft und unter Bezugsnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Brennstoff-Einspritzdüse;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Brennstoff-Einspritzdüse gem. Fig. 1;

Fig. 3 ein vergrößerter Schnitt durch den Einstellschrauben-, den Düsenhalter- und den Differentialventil-Schließfederaufbau; und

Fig. 4 ein vergrößerter Schnitt durch den unteren Teil des Düsenaufbaus mit dem Differentialventil.

Die Fig. 1 und 2 sind zwei Ansichten des Brennetoff-Einspritzdüsenauf baus. Der Düsenhalter 1 hat einen Einlaß 2,

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der mit einer Brennstoffversorgung verbunden werden kann. Der Ablauf 3 kann mit einer Leckleitung verbunden werden, um Brennstoff zum Brennstofftank zurückzuführen. Brennstoff mit niedrigem Druck v/ird durch die Einlasse 2 und 4 der Differentialkammer 5 zugeführt. Das Differentialventil 6 steuert die Abgabe von Fluid durch die Öffnungen 7 der Düsenspitze. Das Differentialventil 6 öffnet, um die Abgabe von Hochdruck-Brennstoff zu ermöglichen, wenn der Druck in der Kammer 5 einen vorbestimmten Wert erreicht. Der Düsenaufbau 8 ist durch eine Düsenhaltemutter 9 an dem unteren Teil des Düsenhalters 1 befestigt und durch den Paßstift 10 ausgerichtet.

Der Düsenhalter 1 ist mit einer zentralen Bohrung 11 versehen, welche den Schaft 12 aufnimmt, der auf dem oberen Ende der Differentialventilnadel 13 sitzt. Der Schaft 12 bildet einen Federsitz 14, der die Feder 15 abstützt. Eine Scheibe 16 greift am oberen Ende der Feder 15 der Einstellschraube 17 an. Die Einstellschraube 17 hat an ihrem Aussenumfang Gewinde und ist in dem Gewindeteil 18 des Düsenhalters in der vergrößerten öffnung 19 seines oberen Endes eingeschraubt.

Die vergrößerte Öffnung 19 des Düsenhalters hat auch eine zylindrische untere Fläche 20. Die Hingnut 21 nimmt die Dichtung 22 auf. Die Schraube 17 hat ebenfalls eine untere zylindrische Fläche, welche mit der Dichtung in Eingriff steht, um den Leck-Ausgang 3 und die Federkammer 24 abzudichten.

Die Einstellkammer 17 hat an ihrer inneren Peripherie Gewinde und steht damit mit dem Gewindeteil des Düsenhalters in Eingriff, um eine Verstellung der Länge der Feder 15 zum Steuern des Öffnungsdrucks des Differentialventils 6

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zu schaffen. Die Sicherungsmutter 25 steht ebenfalls durch Gewinde mit der Einstellschraube 17 in Eingriff und sperrt die Schraube 17 gegen dem Halter 1, um den Öffnungedruck des Differentialventils auf einem vorbestimmten Wert festzusetzen.

Niedrigdruck-Brennstoff wird durch den Einlaß 2 zugeführt, der dann wiederum zur Kammer 5 in dem Differentialventil 6 geführt wird. «Während der Phase des Brennstoff-Einspritzzyklus erhöht sich der Druck in der Kammer 5 drastisch und verursacht die Differentialventilnadel 13 zum Hub, womit die Abgabe von Hochdruck-Brennstoff durch die Öffnungen 7 des Düsenaufbaus 8 ermöglicht ist. Die Brennstoff-Einspritzung setzt sich nur über eine Zeitspanne fort, während der der Druck in der Kammer 5 ausreichend ist, um die Kraft der Feder 15 zu überwinden, die die Differentialventilnadel 13 in Richtung auf eine geschlossene Stellung drückt. Die Feder ist unter Kompression zwischen der Scheibe 16 in der Einstellschraube 17 und dem Schaft 12 angeordnet, um eine starke Kraft auf den Schaft zum Drücken des Differentialventils 6 in eine geschlossene Stellung zu erzeugen, wenn dort keine Brennstoff-Einspritzung vor sich geht.

Die Einstellschraube 17 erstreckt sich abwärts in die lloinmer 24 und kann durch einen Sechskantkopf 26 verstellend auf- und abgeschraubt werden. Wenn das Differentialventil durch Einstellung der Schraube 17 auf einem vorbestimmten Schließdruck kalibriert ist, wird die Sicherungsmutter 25 fest gegen die obere Fläche 27 des Halters 1 angezogen. Die öffnung des Differentialventils wird durch die Schulter 23 der Differentialventilnadel 13 beschränkt, die gegen die Anschlagfläche 29 des Nadelhaters anstößt. Die Toleranz zwischen der Schulter 28 und der Fläche 29 liegt im Bereich von 0,25 mm (0,01 inch). Demzufolge ist es erforder-

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lieh, daß Fremdmaterial wie Späne, Zapfen usw. am Fallen in den Leck-Ablauf 3 oder die Federkammer 24 und am Ablagern in dem unteren Teil der Bohrung 11 gehindert werden, Entsprechend hindert die Dichtung 22 unter den Gewindeteilen der Schraube 17 und dem Düsenhalter 1 Flocken, Zapfen und Späne, die durch die Gewindegänge der Schraube

entstehen, am Hineinfallen injdie Bohrung 11 und am Ablagern auf der Differentialventilschulter 28. Dies wiederum erlaubt der Einstellschraube beim Einstellen des Düsen-Schließdrucks wirksam zu sein und dem Differentialventil bis zu einer voreingestellten konstanten Distanz voll zu öffnen.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Brennstoff-Einspritzdüsenhalteraufbau, gekennzeichnet durch einen Düsenhalter, der eine zentrale Bohrung mit einem inneren Gewindeteil an seinem oberen Ende bestimmt; durch eine Düse mit einem Differentialventil, das mit dem unteren Ende des Düsenhalters verbunden ist, wobei das Differentialventil mit der Bohrung in Verbindung steht; durch eine Differentialventil-Üffnungsdruck-Einstelischraube mit einem zylindrischen unteren Teil und einem oberen Gewindeteil, der mittels Gewindes mit dem Gewindeteil des Halters in Eingriff steht; durch einen Schaft und eine Differentialventil-Druckeinstellfeder, die unter Kompression zwischen der Einstellschraube und dem Differentialventil angeordnet ist; durch eine Dichtung, die innen von dem Gewindeteil der Einstellschraube, der mit der Bohrung des Halters in Eingriff steht, und der zylindrischen Fläche der Einstellschraube angeordnet ist, um eine Fluiddichtung für den Brennstoff-Einspritzdüsenhalteraufbau zu schaffen; und durch eine Sicherungsmutter zum einstellbaren Sperren der Einstellschraube zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Öffnungsdrucks des Differentialventils.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter eine Anschlagfläche bestimmt und daß die Differentialventilnadel eine Schulter definiert, die zwischen einer geschlossenen Stellung, bei der die Schulter in einem Abstand zu der Anschlagfläche ist, und einer offenen Stellung, in der die Schulter an der Anschlag-

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   fläche anstößt, betrieben werden kann.

   Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung in dem Düsenhalter einen Leck-Ablauf bestimmt, und daß eine Zuführung definierende Einrichtung vorgesehen ist, die mit dem Differentialventil für die Zufuhr von Brennstoff für die Brennstoff-Einspritzung verbunden ist.

   Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung in dem Düsenhalter eine Einrichtung zum Bestimmen einer vergrößerten öffnung im oberen Ende der Bohrung aufweist, und daß die Einstellschraube und die vergrößerte Öffnung in dem Düsenhalter eine Federkammer für die Aufnahme der Differentialventil-Schließfeder bestimmen.

   Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse eine Differentialventilkammer bestimmt und durch eine Differentialventilnadel, die sich in die Kammer erstreckt und in Abhängigkeit von druckbeaufschlagtem Fluid eines vorbestimmten Wertes in der Differentialventilkammer öffnen kann, wobei die Bohrung in dem Düsenhalter einen Leck-Ablauf bestimmt, der Leckbrennstoff von dem Differentialventil zu einem Brennstofftank zurückführt.

   Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter am oberen Ende der Bohrung eine vergrößerte Öffnung bestimmt; daß die Einstellschraube und der Düsenhalter eine Federkammer für die Aufnahme der Differentialventil-Schließfeder bestimmen; daß eine Einrichtung zum Bestimmen einer ringförmigen Nut in dem Düsenhalter vorhanden ist; und daß eine Dichtung zum

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   gleitbaren Eingriff mit den zylindrischen Teil der Einstellschraube von der ringförmigen Nut aufgenommen ist.

   7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellschraube einen unteren zylindrischen Teil reduzierten Durchmessers bestimmt, und daß eine ringförmige Nut in der Bohrung des Düsenhalters vorhanden ist, welche die Dichtung aufnehmen und gleitbar mit der zylindrischen Fläche der Einstellschraube in Eingriff kommen kann.

   8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft einen Federsitz definiert, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die in der Einstellschraube eine Federöffnung bestimmt, wobei die Differentialventil-Schließfeder unter Kompression zwischen der Einstellschraube und dem Federsitz angeordnet ist, um das Differentialventil drückend in Richtung auf die geschlossene Stellung vorzuspannen.

   9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellschraube eine zylindrische öffnung für die Aufnahme der Differentialventil-Schließfeder bestimmt, und daß der Düsenhalter in Verbindung mit der Bohrung eine vergrößerte zylindrische öffnung aufweist, wodurch eine Pederkammer für das komprimierte Anordnen der Differentialventil-Schließfeder in dem Düsenaufbau bestimmt ist.

   10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter an seinem oberen Ende einen radialen Flansch bestimmt, daß die Einstellschraube in ihrem

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   Oberteil eine mit Gewinde versehene äussere Peripherie definiert, und daß eine Sicherungsmutter durch Aufschrauben von der äusseren Peripherie der Einstellschraube aufgenommen ist, um dadurch die Einstellschraube in dem Düsenhalter zu sperren, wenn die Sicherungsmutter gegen die radiale Fläche des Düsenhalters angezogen ist, um dadurch eine konstante Schließkraft auf dem Differentialventil beizubehalten.

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