DE2602435A1 - Kraftstoffeinspritzduese - Google Patents

Description

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european office (Case No. 10790)

Kraftstoffeinspritzdüse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einer axial verstellbaren Düsennadel, die in einer Richtung mittels einer in einer Federkammer angeordneten Feder und in die entgegengesetzte Richtung mittels Druckmittel verstellbar ist, das über eine Einlaßbohrung zur Düsennadel geleitet wird, wobei die Federkammer über eine Abflußbohrung, in der ein sich nur in Abflußrichtung öffnendes Rückschlagventil vorgesehen ist, mit der Einlaßbohrung verbunden ist.

Aus der GB-PS 544,384 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bekannt, deren Federkammer zur Aufnahme einer Druckfeder über eine Bohrung mit einer Akkumulatorkammer in Verbindung steht. Die Bohrung kann über ein Kugelventil gegen die Ablaufrichtung abgedichtet werden. Hierzu wirkt zwischen Kugelventil und dem einen Ende der Akkumulatorkammer eine Druckfeder. Die Akkumulatorkammer steht über eine zweite Abflußbohrung mit einem kleinen Druckraum in Verbindung, der zur Aufnahme einer Druckfeder dient, die eine Ventilkugel gegen das Auslaßende der Abflußbohrung drückt. Bei niedrigen Drücken in der Akkumulatorkammer können die in der Feuerkammer angesammelten Leckverluste des Druckmittels abfliessen. Ein Rückfluß des Druckmittels aus der Akkumulatorkammer ist durch das Kugelventil nicht möglich. Das zweite Kugelrückschlagventil ist notwendig, um einen Druckmittelfluß zwischen der Akkumulatorkammer und dem kleinen Druckraum zu gestatten, sobald ein bestimmter, niedriger Druck sich im Hydrauliksystem eingestellt hat. Das zweite Rückschlagventil verhindert einen Rückfluß des

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Druckmittels aus der Zulaufleitung, die über eine Abzweigleitung mit der kleinen Druckkammer verbunden ist. Diese Anordnung ist wegen der vielen Einzelteile und der relativ teueren Rückschlagventile aufwendig und teuer. Außerdem verzögern die beiden Druckkammern den Abfluß des Druckmittels aus der Federkammer.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verbindung zwischen der Federkammer und der Einlaßbohrung sowie das Verhältnis zwischen dem Federkammervolumen und dem Verdrängervolumen der Düsennadel so zu gestalten, daß ein einwandfreies Verstellen bzw. Schließen der Kraftstoffeinspritzdüse in kürzester Zeit möglich ist. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Durch die Erfindung, wird gewährleistet, daß bei niedrigem Druck in der Einlaßbohrung die Kugel des Rückschlagventilen von ihrem Ventilsitz abgehoben wird, so daß Druckmittel aus der Federkammer auf kürzestem Weg in die Einlaßbohrung gelangen kann. Auf diese Weise kann ein Druckstau innerhalb der Federkammer vermieden werden, so daß die Ventilnadel in allerkürzester Zeit von ihrem Ventilsitz abgehoben werden kann. Dadurch ist ein einwandfreies Öffnen und Schließen der Kraftstoffeinspritzdüse in jeder Arbeitsphase gewährleistet. Durch die innerhalb der Federkammer vorgesehene Druckfeder wird ein ausreichendes Druckniveau aufrechterhalten, das ein schnelles Verstellen der Düsennadel in ihre Schließstellung gewährleistet. Dadurch kann die normalerweise bei Kraftstoffeinspritzdüsen auftretende Rußentwicklung bzw. Raucherscheinung ausgeschaltet werden. Durch das günstige Verhältnis des.Federkaitimervolumens zum Verdrängervolumen der Düsennadel werden nachteilige Auswirkungen auf die Verstellung der Düsennadel während des Arbeitsprozesses vermieden. Außerdem wird durch dieses Verhältnis gewährleistet, daß sich einerseits kein ölrückstau in der Feder-

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kammer bildet, andererseits der sich bis zu einem bestimmten Druckniveau aufbauende Druck den Öffnungsvorgang der Düsennadel vorteilhaft unterstützt. Das letztere Merkmal der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 2.

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

In der Zeichnung ist in Fig. 1 mit 10 ein Ventilgehäuse gekennzeichnet, das ein Düsenende 12 und einen Einlaßstutzen 14 aufweist. Das Düsenende 12 ist mit einer Düsennadelbohrung 16 ausgerüstet, die zur Aufnahme einer Düsennadel 18 dient. Eine Federkammer 20 ist im Ventilgehäuse 10 vorgesehen und mittels eines Distanzringes 22 von der Düsennadelbohrung 16 getrennt. Das Düsenende 12 des Ventilgehäuses 10 und der Distanzring 22 sind in einer Ventilhülse 26 angeordnet und mittels eines Bolzens 24 in ihrer Lage gesichert. Die Düsennadelbohrung 16 des Düsenendes 12 ist mit einem Düsennadelsitz 28 ausgerüstet, gegen den eine Kegelspitze 30 der Düsennadel 18 zur Anlage gebracht werden kann, wenn die sich hin und her bewegende Düsennadel 18 in Richtung des Düsennadelsitzes 28 bewegt wird. Der Düsennadelsitz 28 und die Kegelspitze 30 wirken zusammen, um einen Druckmittelfluß zwischen der Venti.lbohrung 16 und der Düsenauslaßbohrung'32 unterbrechen zu können.

Ein Zapfen 34 am inneren Ende der Düsennadel 18 erstreckt sich durch eine im Distanzring 22 vorgesehene Bohrung und in die Federkammer 20, wo er von einer Federanlagescheibe 36 aufgenommen wird. Eine Druckfeder 38 wirkt zwischen dem einen Ende der Federkammer 20 und der Federanlagescheibe 36, um die Düsennadel normalerweise in ihrer Schließstellung zu halten. Eine Einlaß-

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bohrung 40 erstreckt sich durch das Ventilgehäuse 10 zu einer Kammer 42, die als vergrößerter Raum hinter der Düsennadelbohrung 16 ausgebildet ist, so daß Druckmittel mit hohem Druck auf eine Differenzfläche 44 der Düsennadel 18 wirken kann, um sie entgegen der Wirkung der Feder 38 verstellen zu können.

Zwischen der Federkammer 20 und der Einlaßbohrung 40 besteht eine Druckmxttelverbindung, die durch eine erste Bohrung oder Abflußbohrung 46 gebildet wird, die mit einer in einem Stopfen 50 vorgesehenen zweiten Bohrung 48 in Verbindung steht". Die zweite Bohrung 48 steht mit einer Ventilkammer 52 in Verbindung, die über eine dritte Bohrung 54 mit der Einlaßbohrung 40 in Verbindung steht. Eine Feder 56 in der Ventilkammer 52 hält normalerweise eine Kugel 58 eines Ruckschlagventiles auf dem Ventilsitz, der durch das Auslaßende der Bohrung 48 im Stopfen 50 gebildet wird. Der Ventilsitz befindet sich an der Übergangsstelle zwischen der zweiten Bohrung 48 und der Ventilkammer 52. Die Feder 56 und die Kugel 58 bilden somit das Rückschlagventil 56/58, das den Druckmittelfluß aus der Einlaßbohrung 40 zur Federkammer 20 unterbindet .

Während des Arbeitseinsatzes wird Druckmedium von einer in der Zeichnung nicht dargestellten Pumpe über die Einlaßbohrung 40 zur Kammer 42 gefördert, in der das Druckmedium auf die Differenzfläche 44 der Düsennadel 18 wirkt. Wenn der Druck ein bestimmtes Druckniveau überschreitet, bewegt sich die Düsennadel nach innen, so daß die Kegelspitze 30 sich von ihrem Düsennadelsitz 28 fortbewegt. Daraufhin kann das Druckmedium bzw. der Kraftstoff über ,die Düsennadelbohrung 16 zwischen der Kegelspitze 30 und dem Düsennadelsitz 28 aus der Düsenauslaßbohrung 32 heraustreten und in den Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine

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gelangen. Die Verstellung nach innen der Düsennadel 18 wird durch die Anlage der Düsennadel 18 gegen den Distanzring 22 begrenzt. Wenn die Düsennadel 18 nach innen bewegt worden ist, können Druckverluste zwischen dem inneren Ende der Düsennadel 18 und der Düsennadelbohrung 16 zur Federkammer 20 gelangen.

Wenn der Einspritzvorgang abgeschlossen ist, sinkt der Druck des Brennstoffmediums innerhalb der Kammer 42 und der Einlaßbohrung 40 auf einen extrem niedrigen Wert. Nach einer Anzahl von Einspritzvorgängen füllt sich die Federkammer 20 mit Brennstoff, der aus den Leckverlusten stammt. Jedoch wird zwischen den Einspritzvorgängen, wenn der Druck an der Einlaßbohrung niedrig ist,.die Kugel 58 von ihrem Ventilsitz abgehoben und gestattet einen Rückfluß des Brennstoffes aus der Federkammer zur Einlaßbohrung 40. Die Feder 56 hält ein bestimmtes Druckniveau in der Federkammer 20 auf, das dazu beiträgt, daß die Düsennadel 18 am Ende des Einspritzvorganges sehr schnell geschlossen wird. Somit können Rußerscheinungen bzw. Rauchentwicklungen in dem Verbrennungsmotor bzw. der Dieselmaschine auf ein Minimum herabgesetzt werden. Eingehende Versuche haben gezeigt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn die Federkammer 20 einhundertfünfzigmal größer ist als das Verdrängervolumen der Düsennadel 18, das heißt, als das Volumen, das durch Verstellung der Düsennadel .18 verdrängt wird. Der Druck in der Federkammer 20 hat keine nachteilige Auswirkung auf die Arbeitsweise der Düsennadel 18.

Patentansprüche

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Claims (2)

DEERE & COMPANY european office (Case No. 10790) Patentansprüche

1.jKraftstoffeinspritzdüse mit einer axial verstellbaren \S Düsennadel, die in einer Richtung mittels einer in einer Federkammer angeordneten Feder und in die entgegengesetzte Richtung mittels Druckmittel verstellbar ist, das über eine Einlaßbohrung zur Düsennadel geleitet wird, wobei die Federkammer über eine Abflußbohrung, in der ein sich nur in Abflußrichtung öffnendes Rückschlagventil vorgesehen ist, mit der Einlaßbohrung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußbohrung (46) direkt über ein einziges Rückschlagventil (56, 58) mit der Einlaßbohrung (40) verbunden ist, und das Fassungsvermögen der Federkammer (20) in etwa einhundertfünfzigmal größer als das Verdrängervolumen der Düsennadel (18) ist.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fassungsvermögen der Federkammer (20) in etwa einhundertfünfzigmal größer ist als das Volumen, das durch die Düsennadel verdrängt wird, wenn die Düsennadel (18) in eine vollständig geöffnete Stellung gebracht wird.

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