DE2407856B2 - Einspritzduese fuer fluessige medien, insbesondere kraftstoff - Google Patents
Einspritzduese fuer fluessige medien, insbesondere kraftstoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für flüssige
Medien, insbesondere Kraftstoff, bestehend aus einem Düsenkörper mit einem Einlaßkanal und daran anschließenden, tangential in einen Drallraum gerichteten
Drallkanälen, wobei der Drallraum im wesentlichen aus einer ringförmigen Ausnehmung im Düsenkörper und
einem hierauf befestigten, mit einer Auslaßöffnung versehenen flachen Abdeckelement gebildet ist.
Durch die DT-PS 3 60 136 ist eine Einspritzdüse der vorgenannten Art bekannt, die aus einem Düsenkörper
mit Kraftstoffzulauf besteht, an den Drallkanäle angeschlossen sind. Der Drallraum ist durch eine
ringförmige Ausnehmung im Düsenkörper gebildet, die von einer mit einer Auslaßöffnung versehenen Abdeckplatte verschlossen ist. Diese als »Membran« bezeichnete Abdeckplatte liegt im Ruhezustand dicht am
Düsenkörper an und hebt sich im Betrieb unter der Wirkung des Verdichtungsdruckes vom Düsenkörper
ab. Dabei bildet sie einen scheibenförmigen Spalt, dessen Höhe eine Funktion des Verdichtungsdruckes
der abgespritzten Kraftstoffmenge bzw. der Kraftstoffmenge selbst ist.
Hierdurch ändert sich der Abspritzwinkel, d. h. der
öffnungswinkel des Kraftoffstrahles in Abhängigkeit von der Kraftstoffmenge. Würde man diese Düse in
einer Brennkraftmaschine verwenden, so würden diese Eigenschaften die Verbrennung stark beeinflussen.
Hinzu kommt, daß die Arbeitsbewegung der federnden Abdeckplatte auch unerwünschte Schwingungen im
Abspritzsystem und damit Störungen in der Regelung verursacht. Infolgedessen eignet sich die bekannte
Einspritzdüse bauartbedingt nicht zum Zerstäuben sehr kleiner Kraftstoffmengen, so daß sich auch ein großes
Abspritzverhältnis erzielen läßt. Hierunter versteht man das Verhältnis der kleinsten zur größten Abspritzmenge, die mit einer Düse erzielbar ist. Das Abspritzverhältnis liegt bei bekannten Düsen bei 1:15, so daß sich ein
begrenzter Regelbereich ergibt.
zugrunde, eine Einspritzdüse zu schaffen, die in der Lage
ist, auch extrem kleine Flüssigkeitsmengen mit mög
liehst konstantem öffnungswinkel des Spritzstrahles zu
spritzen.
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß das flache Abdeckelement eine Platte ist, daß
die Abdeckplatte mit der Stirnfläche des vom Drallraum
ίο begrenzten Kernes des Düsenkörpers auch im Ruhezustand einen scheibenförmigen Spalt bildet, durch den die
Auslaßöffnung der Abdeckplatte mit der Drallkammer in Verbindung steht, und daß der Querschnitt der
Auslaßöffnung um ein Mehrfaches größer ist als die
Gegenüber der bekannten Einspritzdüse bildet hierbei die Abdeckplatte mit dem Düsenkörper auch im
Ruhezustand einen definierten scheibenförmigen Spalt und liegt nicht dicht am Düsenkörper an. Hierdurch
wird der Vorteil erzielt, daß bereits geringe Flüssigkeitsmengen gespritzt werden können, so daß sich ein sehr
großes Abspritzverhältnis von mehr als 1:100 ergibt. Darüber hinaus wird ein Strahl mit über weite Bereiche
konstantem öffnungswinkel unabhängig von der Menge
oder dem Verdichtungsdruck der zugeführten Flüssigkeit erzielt. Die erfindungsgemäße Einspritzdüse vermag sich daher weiten Lastunterschieden anzupassen
und kann z. B. für Brennkraftmaschinen benutzt werden, die mit unterschiedlichen Kraftstoffen betrieben wer
den, sogenannten Allstoff-Motoren.
Eine beträchtliche Vergrößerung des Abspritzverhältnisses wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt, daß im Kern des Düsenkörpers
eine mit der Auslaßöffnung fluchtende, in Strömungs
richtung hinter dem scheibenförmigen Spalt und vor der
Auslaßöffnung angeordnete, einen Rücklaufkanal bildende Durchgangsbohrung vorgesehen ist.
Wenn die im Rücklaufkanal aufgenommene gleich der zugeführlen Flüssigkeitsmenge ist, ist die abge
spritzte Flüssigkeitsmenge gleich Null. Trotzdem
herrscht in dem scheibenförmigen Spalt bereits eine so hohe Strömungsgeschwindigkeit, daß schon eine für die
Zerstäubung erforderliche Energie vorhanden ist. Wird nun die rückgeführte Flüssigkeitsmenge geringfügig
vermindert, bzw. die zugeführte Flüssigkeitsmenge geringfügig vergrößert, so tritt die geringe Überschußmenge bereits infolge der vorhandenen Energie
einwandfrei zerstäubt aus der AusiriUsöffnung aus. Hierdurch wird eine Übergangsphase zwischen der
Flüssigkeitsmenge Null und einer abspritzfähigen Flüssigkeitsmenge vermieden.
Es ergeben sich extrem hohe, bisher noch nicht erreichte Abspritzverhältnisse bei weitgehend konstanten Öffnungswinkeln des Flüssigkeitsstrahles, so daß
diese Einspritzdüse insbesondere für Brennkraftmaschinen, aber auch bei verfahrenstechnischen Brennkammern und vor allem auch bei Heizungen für kleine
Heizleistungen gut geeignet ist.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung
an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert und
zwar zeigen:
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine im Düsenhalter angeoro.iete Einspritzdüse;
F i g. 2 einen vergrößerten Längsschnitt einer ande-
hr) ren Ausführungsform einer Einspritzdüse;
F i g. 3 einen vergrößerten Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Einspritzdüse;
F i g. 4 einen Querschnitt durch eine Einspritzdüse
nach der Linie IV-IV in Fig. 5 und
Fig.5 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte
Ausführungsform einer Einspritzdüse.
Fig. 1 zeigt einen Düsenhalter 1, mit einer, zu einer
darin gehaltenen Einspritzdüse 2 führenden Zuleitung 3 für das zu spritzende Medium und einem zentralen
Rückfuhrkanal 4.
Die Einspritzdüse 2 besteht im einzelnen aus einem Düsenkörper 5, in dessen einer Stirnfläche 2 konzentrische
Nuten 6,7 vorgesehen sind. Auf der Stirnfläche des Düsenkörpers 5 ist eine Abdeckplatte 8 befestigt, die
eine zentrale Auslaßöffnung 9 aufweist.
Die von der Nut 6 und der Abdeckplatte 8 gebildete ringförmige Aufnahmekammer 11 ist durch eine im
Düsenkörper 5 vorgesehene Bohrung 10, die als Einlaßkanal dient, mit der Zuleitung 3 verbunden.
Wie F i g. 4 zeigt, sind zwischen der Aufnahmekammer
11 und einem Drallraum 12, der von der inneren ringförmigen Nut 7 und der Abdeckplatte 8 gebildet ist,
tangential Drallkanäle 13 vorgesehen.
Die Stirnfläche des vom Drallraum 12 umgebenen Kernes 14 des Düsenkörpers 5 bildet mit der
Abdeckplatte 8 einen Scheibenspalt 15, dessen Mantelfläche um ein vielfaches kleiner ist, als der Querschnitt
der Auslaßöffnung 9 in der Abdeckplatte 8.
Es kann sogar vorgesehen sein, daß sich die Abdeckplatte elastisch an die Stirnfläche des Kernes 14
anlegt und der Scheibenspalt IS somit im Ruhezustand
praktisch gleich Null ist und sich erst bei entsprechendem Spritzdruck um ein geringes vergrößert.
In ihrer einfachsten Form kann die Einspritzdüse gemäß F i g. 3 ausgebildet sein. Die beiden ringförmigen
Nuten 6, 7 haben einen rechteckigen Querschnitt. Ein Rückführkanal ist hierbei weder im Düsenkörper 5 noch
im Düsenhalter 1 vorgesehen.
Um zwecks besserer Zerstäubung im Bereich der Auslaßöffnung 9 eine scharfe Kante zu haben ist im
Kern 14 des Düsenkörpers 5 wie F i g. 2 bei einer weiteren Ausführungsform zeigt eine Sacklochbohrung
16 vorgesehen, die mit der Auslaßöffnung 9 fluchtet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einspritzdüse zeigt Fig. 1. Hier ist die in Fig.2 vorgesehene
Sacklochbohrung 16 als Durchgangsbohrung 17 ausgebildet und an den Rückführkanal 4 angeschlossen, der
bei den Ausführungen nach den F i g. 2 und 3 nicht nötig ist.
F i g. 5 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung der Einspritzdüse nach Fig. 1. Wie die Zeichnung deutlich
erkennen läßt, ist die im Kern 14 des Düsenkörpers 5 vorgesehene, zum Rückführkanal 4 führende Durchgangsbohrung
17 in zwei Abschnitte 18, 19 unterteilt. Der von der Stirnfläche des Kernes 14 ausgehende
Abschnitt 18 hat einen Querschnitt etwa in der Größenordnung oder etwas größer als der Querschnitt
der Auslaßöffnung 9, während der obere Abschnitt 19 einen größeren Querschnitt aufweist. Hierdurch wird
ein besonders günstiger Rücklauf des Spritzgutes ermöglicht.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Einspritzdüse für flüssige Medien, insbesondere
Kraftstoff, bestehend aus einem Düsenkörper mit einem Einlaßkanal und daran anschließenden,
tangential in einen Drallraum gerichteten Drallkanälen, wobei der Drallraum im wesentlichen aus einer
ringförmigen Ausnehmung im Düsenkörper und einem hierauf befestigten, mit einer Auslaßöffnung
versehenen flachen Abdeckelement gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das flache
Abdeckelement eine Platte (8) ist, daß die Abdeckplatte (8) mit der Stirnfläche des vom Drallraum (12)
begrenzten Kernes (14) des Düsenkörpers (5) auch im Ruhezustand einen scheibenförmigen Spalt (IS)
bildet, durch den die Auslaßöffnung (9) der Abdeckpiatte (8) mit der Drallkammer (12) in
Verbindung steht, und daß der Querschnitt der Auslaßöffnung (9) um ein Mehrfaches größer ist als
die Mantelfläche des scheibenförmigen Spaltes (15).
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kern (14) des Düsenkörpers
(5) eine mit der Auslaßöffnung (9) fluchtende, in Strömungsrichtung hinter dem scheibenförmigen
Spalt (15) und vor der Auslaßöffnung (9) angeordnete, einen Rücklaufkanal bildende Durchgangsbohrung (17) vorgesehen ist.
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