DE2441841A1

DE2441841A1 - Kraftstoffeinspritzduese fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2441841A1
Application number: DE2441841A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl Ing Thoma
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1974-08-31
Filing date: 1974-08-31
Publication date: 1976-03-18
Also published as: US4006859A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 10

Stuttgart-Untertürkheim 26.8.7^

"Kraftstoffeinspritzdüse für Drennkraftmaschinen"

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer in einem Düsenkörper beweglich geführten Düsennadel, die über mindestens eine Einspritzbohrung den von einer Dosiereinrichtung zugemessenen Kraftstoff unter Druck dem Brennraum zuführt.

Bei herkömmlichen Kraftstoffeinspritzdüsen ergeben sich Nachteile dadurch, daß beim Öffnen und Schließen der Düse, d.h. bei geringem Abstand der Düsennadel vom Dichtsitz, die Strömung zwischen Nadel und Sitz gedrosselt wird und nur noch mit geringer Geschwindigkeit die Einspritzbohrungen verläßt. Als Folge tritt schlechte Zerstäubung des Kraftstoffs und dadurch ungünstige Verbrennung mit erhöhtem Verbrauch und Schadstoffanteil im Abgas auf. Die Sitzdrosselphase beim Schließen der Düse wird noch verlängert durch das Nachpumpen der Düsennadel, welches infolge der Verdrängungswirkung der Düsennadel beim Schließhub auftritt.

Es ist bereits versucht worden, die genannten Nachteile dadurch zu vermeiden, daß die Düsennadel derart zwangsgesteuert wurde, daß sie sich durch einen von der Motornockenwelle angetriebenen Kipphebel gegen die Kraft einer Rückholfeder be-

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vregt. Während des Korapressionshubes wird die Düsennadel angehoben und dabei über eine Dosiereinrichtung die einzuspritzende Kraftstoffraenge dem Druckraura zwischen angehobener Nadel und Einspritzbohrung im Düsenkörper zugeführt. Die gleichzeitig infolge des Kompressionsvorganges durch die Einspritzbohrung bei Einlochdüsen bzw. Einspritzbohrungen bei Mehrlochdüsen in den Druckraum eintretende Luft verhindert ein vorzeitiges Austreten von Kraftstoff in den Drennraum. Bei Einspritzbeginn wird die Düsennadel nach unten bewegt, wobei sie noch einen derart großen Abstand vom Dichtsitz hat, daß keine Sitzdrosselung auftritt. Dagegen tritt Sitzdrosselung jedoch noch bei Einspritzende auf, da hier die Düsennadel die Einspritzbohrungen nur langsam verschließt. Dies insbesondere dadurch, weil die Fördergeschwindigkeit vor Einspritzende gering ist, da entsprechend den Gesetzmäßigkeiten eines Nockentriebs die Fördergeschwindigkeit vor Ilubende nur begrenzt schnell gegen Null gehen kann.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzdüse mit baulich und herstellungsmäßig einfachen Mitteln zu schaffen, wobei gleichzeitig die genannten Nachteile verhindert werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Düsennadel antriebsseitig einen Servokolben aufweist, der gegen die Kraft einer Feder in Einspritzrichtung von einem Druckmittel intermittierend beaufschlagbar und verschiebbar geführt ist.

Um einen bestimmten, für die Verbrennung günstigen Verlauf der Geschwindigkeit des Servokolbens und damit der Einspritzgeschwindigkeit zu erreichen, ist der Boden des Ser-

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vokolbens mit einer Profilnadel versehen, die zumindest zu Deginn des Arbeitshubes in den Auslauf der Druckmittelzuführungsleitung eintaucht.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn als Druckmittel Kraftstoff verwendet wird, wobei als Druckerzeuger eine Pumpe vor gesehen ist, die in einen Druckspeicher fördert, dem ein Steuerventil nachgeschaltet ist.

Zur schnellen Druckmittelabfuhr nach dem Einspritzende, führt vom Druckraum oberhalb des Servokolbenbodens eine Leitung in einen drucklosen Behälter, wobei in der Leitung' ein den Rückflußbeginn steuerndes Ventil angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei die Einspritzdüse geschnitten wiedergegeben ist.

In einem Düsenkörper 1 ist eine Düsennadel 2 beweglich angeordnet , die antriebsseitig einen Servokolben 3 aufweist, der unter Einwirkung einer Feder 4 steht. Die Kraftstoffzumessung für die Verbrennung erfolgt durch eine nicht dargestellte Dosiereinrichtung über eine Leitung 5 in den Druckraum 6 zwischen der Düsennadel 2 und den Einspritzbohrungen 7, wobei durch den sich aufbauenden Kompressionsdruck ein vorzeitiger Kraftstoffausfluß verhindert wird.

In der Ausgangslage liegt die Bodenfläche des Servokolbens unter Einwirkung der Feder k im Düsenkörper 1 an der oberen Stirnfläche an. Für den hydraulischen Antrieb kann als Druckmittel Kraftstoff verwendet werden.

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Das Druckmittel wird von einem Druckerzeuger 8 in einen Druckspeicher 9 gepumpt, dem ein hydraulisch, elektrisch oder mechanisch betätigtes Steuerventil 10 nachgeschaltet ist. Durch dieses Steuerventil 10 x<rird auch der Einspritzbeginn - bezogen auf den oberen Totpunkt des Motorkolbens durch die Festlegung des Betätigungszeitpunktes bestimmt.

Der Boden des Servokolbens 3 ist mit einer Profilnadel 11 versehen, die mindestens zu Beginn des Arbeitshubes in den Auslauf 12 der Druckmittelzuführungsleitung 13 eintaucht, wodurch der Geschwindigkeit des Servokolbens 3 und damit auch der Einspritzgeschwindigkeit ein bestimmter für die Verbrennung günstiger Verlauf aufgeprägt werden kann. Die Nadel 11 drosselt dabei entsprechend ihrem Profil den Druckmittelzufluß und bestimmt damit den Verlauf der Abwärtsgeschwindigkeit des Servokolbens 3 und der Düsennadel 2 während des Einspritzhubes.

Bei Einspritzende erfolgt die Rückführung der Düsennadel 2 zusammen mit dem Servokolben 3 durch die Feder 4, wobei das Druckmittel von oberhalb des Bodens des Servokolbens 3 über eine Leitung Ik mit einem nachgeschalteten Ventil 151 welches den Rückflußbeginn steuert, in einen drucklosen Behälter l6 zurückgeführt wird.

Durch diese erfindungsgemäße Ausführung wird insgesamt erreicht, daß die Düsennadel 2 mit voller Geschwindigkeit auf den Dichtsitz aufsetzen kann, so daß sich am Ende des Einspritzvorganges eine sehr kurze Sitzdrosselphase bei großer Fördergeschwindigkeit ergibt.

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Claims

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Ansprüche

Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer in einem Düsenkörper beweglich geführten Düsennadel, die über mindestens eine Einspritzbohrung den von einer Dosiereinrichtung zugemessenen Kraftstoff unter Druck dem Brennraum zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (2) antriebsseitig einen Servokolben (3) aufweist, der gegen die Kraft einer Feder ('; ) in Einspritzrichtung von einem Druckmittel intermittierend beaufschlagbar und verschiebbar geführt ist.
2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Servokolbens mit einer Profilnadel (ll) versehen ist, die mindestens zu Beginn des Arbeitshubes in den Auslauf (12) der Druckmittelzuführungsleitung (13) eintaucht.

3· Kraftstoffeinspritzdüse nach den Ansprüchen 1 und 2, da- ' durch gekennzeichnet, daß als Druckmittel Kraftstoff verwendet wird und eine Pumpe (8) als Druckerzeuger vorgesehen ist, die in einen Druckspeicher (9) fördert, dem ein Steuerventil (10) nachgeschaltet ist.

k. Kraftstoffeinspritzdüse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vom Druckraum oberhalb des Bodens des Servokolbens (3) eine Leitung (l4) in einen drucklosen Behälter (l6) führt und in der Leitung (lA) ein den Rückflußbeginn steuerndes Ventil (15) angeordnet ist.

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