DE2710004C2

DE2710004C2 -

Info

Publication number: DE2710004C2
Application number: DE2710004A
Authority: DE
Inventors: Ewald Dipl.-Ing. Dr. 7000 Stuttgart De Eblen; Karl 7141 Neckarrems De Hofmann; Richard Dipl.-Ing. 7257 Ditzingen De Kinzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-03-08
Filing date: 1977-03-08
Publication date: 1988-12-22
Also published as: IT7820654A0; SE7802574L; FR2383323A1; JPS53110719A; SE417630B; FR2383323B1; DE2710004A1; IT1093124B; GB1598721A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Einspritzdüsen dieser Gat tung (DE-OS 15 76 533, Fig. 2) werden zum Zweck der Kraftstoff mengenaufteilung auf die verschiedenen Spritzbohrungen deren Längen unterschiedlich ausgeführt. Das ist bei einer Einspritzdüse mit ei nem bezüglich seiner Außenform rotationssymmetrischen Düsenkörper dadurch erreicht, daß die Achse des stromab der Ventilnadel liegen den Sacklochs in Richtung der Spritzbohrung mit dem größten Nei gungswinkel gegenüber der Symmetrieachse des Düsenkörpers seitlich versetzt angeordnet ist. Diese Maßnahme erschwert die Fertigung und ist außerdem bei Düsenausführungen mit mehr als zwei Spritzbohrungen unterschiedlicher Neigung praktisch nicht mehr realisierbar. Bei ei ner anderen bekannten Ausführung einer Einspritzdüse (CH-PS 4 89 708), die für eine koaxial zur Zylinderachse der Maschine ausgerichtete Einbaulage bestimmt ist, sind zwei Reihen von Spritz bohrungen vorgesehen, wobei die Achsen der Spritzbohrungen der einen Reihe einen größeren Winkel mit der Sacklochachse einschließen als die Achsen der Spritzbohrungen der anderen Reihe. Die mit der Sack lochachse einen kleineren Winkel einschließenden Spritzbohrungen ha ben einen größeren Bohrungsdurchmesser als die Spritzbohrungen der anderen Reihe und sind auch länger als diese ausgeführt. Über die längeren und im Durchmesser größeren Spritzbohrungen wird der Kraft stoff in von der Einspritzdüse weiter abliegende Bereiche des Brenn raumes eingespritzt. Damit die Kuppe des Düsenkörpers eine festig keitsmäßig günstige Form erhält, sind die längeren und im Durchmes ser größeren Spritzbohrungen weiter vom Sacklochgrund entfernt ange ordnet als die kürzeren und im Durchmesser kleineren Spritzboh rungen. Eine Kraftstoffmengenaufteilung zwischen den beiden Reihen von unterschiedlich zur Sacklochachse geneigten Spritzbohrungen wird offenbar wie bei der eingangs aufgeführten bekannten Einspritzdüse der gattungsmäßigen Art (DE-OS 15 76 533) nur durch Variieren von Spritzlochlänge und -durchmesser erzielt. Das Herstellen von im Durchmesser unterschiedlich großen Spritzbohrungen bedingt jedoch ebenfalls einen erhöhten Fertigungsaufwand, insbesondere wenn es ei ne unsymmetrische Einbaulage der Einspritzdüse erfordert, auch in nerhalb einer Lochreihe Spritzbohrungen mit unterschiedlich großem Durchmesser herzustellen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einspritzdüse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Durchsatzmenge der ein zelnen Spritzbohrungen mit fertigungsgerechten Mitteln gezielt variiert und den Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsfalles, auch und insbesondere bei Schrägeinbau der Einspritzdüse, angepaßt werden können. Dabei sind die Durchsatzmengen der einzelnen Spritz bohrungen auch abhängig vom Neigungswinkel der Düsenachse. Je nach Lage der Düsenkuppe zur Brennraummitte ergeben sich unterschiedliche Sektoren für die Spritzstrahlen und unterschiedliche Luftanteile. Mit der axialen Verschiebung der Spritzbohrungen kann entsprechend korrigiert, d. h., die Durchsatzmenge angepaßt werden. Die erfin dungsgemäße Anordnung kann aber auch dazu dienen, die Durchsatzmenge der einzelnen Spritzlöcher einander mindestens annähernd anzu gleichen. Die Aufteilung bzw. Angleichung der Durchsatzmengen ge schieht einfach dadurch, daß einer vorgegebenen Winkellage der Spritzbohrung eine entsprechende axiale Lage zugeordnet wird.

Die Anordnung nach dem Anspruch erlaubt es, das Sackloch zu ver kürzen und dadurch die schädliche HC-Emission herabzusetzen, weil die mit einer Verkürzung des Sacklochs an sich verursachte Ver größerung der Durchsatzmengenunterschiede zwischen unterschiedlich weit vom Sacklochgrund ausmündenden Spritzbohrungen durch eine ent sprechende Zuordnung von Winkellage und Ausmündungsstelle der Spritzbohrungen kompensiert werden kann.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung verein facht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigen

Fig. 1 und 3 bekannte Kraftstoff-Einspritzdüsen,

Fig. 2 und 4 die entsprechenden Funktionsdiagramme dieser be kannten Einspritzdüsen und

Fig. 5 das Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Fig. 1, 3 und 5 zeigen je einen Längsschnitt durch den die Einspritzbohrungen enthaltenden Teil einer Kraftstoff-Einspritzdüse. Bei allen drei Figuren ist in einem Düsenkörper 1 ein Ventilsitz 2 angeordnet, auf dem der Schließkegel 3 einer Ventilnadel 4 aufliegt. Von einer nicht dargestellten Kraftstoff-Einspritzpumpe gelangt der Kraftstoff unter Druck in einen nicht dargestellten, zwischen Ven tilnadel 4 und Düsenkörper 1 angeordneten Druckraum und beaufschlagt dort in Öffnungsrichtung wirkende, an der Ventilnadel 4 angeordnete, nur teilweise dargestellte Druckschultern 5. Im Düsenkörper 1 ist weiterhin ein Sackloch 6 angeordnet, von dem Spritzbohrungen 7, 8 abzweigen, und das durch den Schließkegel 3 abgedeckt ist. Bei aus reichendem Druck des zugeführten Kraftstoffs wird die Ventilnadel 4 entgegen einer nicht dargestellten Schließfeder verschoben, so daß der Kraftstoff aus dem Druckraum am Ventilsitz 2 vorbei in das Sack loch 6 gelangen kann und von diesem über die Spritzbohrungen 7, 8 in den Brennraum.

Da Spritzbohrungen als Drosselstellen wirken, haben ihre Durchmesser und ihre Längen einen unmittelbaren Einfluß auf die durchströmende Menge. Bei mehreren Spritzbohrungen wirkt sich auf die Aufteilung der Gesamteinspritzmenge auf die einzelnen Spritzbohrungen deren Durchmesser und Längen unmittelbar aus. Des weiteren beeinflussen nachfolgende Faktoren die Aufteilung:

1. an welcher Stelle die Spritzbohrungen im Sackloch beginnen und
2. welchen Winkel ihre Achse mit der Sacklochachse einschließt.

Je größer der Winkel zwischen diesen Achsen ist, desto größer ist der durch Stromumlenkung gebildete Widerstand. Gemessen wird der Winkel von der Mittelachse unten rechts oder links nach oben hin. Die Druckverteilung im Sackloch ist ungleichmäßig, im Sacklochgrund ist der höchste Druck, in der Nähe des Ventilsitzes der niedrigste.

Dadurch hat die Stelle des Beginns einer Spritzbohrung im Sackloch 6 einen unmittelbaren Einfluß auf die Aufteilung der die Spritzboh rungen durchströmenden Menge.

In Fig. 1 ist eine übliche Einspritzdüse dargestellt, bei der die Achse 7 a der Spritzbohrung 7 einen großen Winkel α 1 mit der Sack lochachse 6 a einschließt und die zweite Spritzbohrung 8 einen ver hältnismäßig kleinen Winkel α 2. Wie üblich ausgeführt, haben die Achsen 7 a, 8 a, 6 a der zwei Spritzbohrungen 7, 8 sowie des Sacklochs 6 einen gemeinsamen Schnittpunkt M. Da die Spritzbohrung 8 weit gehend im Sacklochgrund 6 b abzweigt, ist der vor ihrem Eingang herrschende Druck verhältnismäßig groß, während vor der Spritz öffnung 7 ein geringerer Druck herrscht, abgesehen davon, daß die Spritzbohrungsrichtung einen zusätzlichen Strömungswiderstand dar stellt. Bedingt durch diese Anordnung der Spritzbohrungen 7, 8 ergibt sich eine Mengenverteilung gemäß Fig. 2. Es sind jeweils zwei Spritzbohrungen 7 und zwei Spritzbohrungen 8 vorhanden. Die durch die Spritzbohrungen 8 ausströmende Kraftstoffmenge ist 5% größer als ein Viertel der Gesamtmenge, währen die durch die Spritzboh rungen 7 strömende Menge um 5% kleiner als der Durchschnitt ist. Diese Mengenaufteilung entspricht etwa den Erfordernissen des Mo tors, da die Einspritzdüse zum Brennraum außermittig angeordnet ist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Einspritzdüse ist gegenüber der in Fig. 1 dargestellten das Sackloch 6 etwa um die Hälfte verkürzt. Die Verkleinerung des Sackloches ist eine grundsätzliche Tendenz im Bau der Einspritzdüsen, um dadurch das unterhalb des Ventilsitzes 2 ver bleibende Restvolumen auf ein Minimum zu verringern. Dieses Restvo lumen wirkt sich als schädlicher Raum aus, da es über die Spritzboh rungen 7, 8 mit dem Brennraum verbunden ist. Erfahrungsgemäß ist dieses schädliche Volumen (einschließlich Volumen der Spritz bohrungen) annähernd proportional der Kohlenwasserstoffemission. In Fig. 4 ist ein bei dieser Einspritzdüse ausgeführtes Meßdiagramm dargestellt, aus dem ersichtlich ist, daß bei Verkleinerungen des Sackloches 6 die Verteilung der Fördermenge auf die einzelnen Spritzbohrungen 7, 8 noch ungünstiger wird, und zwar in einem stär keren Verhältnis als der schädliche Raum verkleinert wird. Bei extrem kleinem schädlichen Raum tritt somit durch die Spritzbohrung 7 eine nicht zu vertretend geringe Menge aus.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Sackloch 6 in einer der Fig. 3 entsprechenden redu zierten Größe gewählt wurde, ist der Durchmesser der Spritzbohrungen 7, 8 gleich.

Die Spritzbohrungen 7 sind jedoch parallel nach unten verschoben, wo ihre Achsen 7 a die Sacklochachse 6 a in dem nahe des Sacklochgrundes 6 b liegenden Punkt N schneiden. Die Spritzbohrungen 8 dagegen sind parallel nach oben verschoben, wo ihre Achsen 8 a die Sacklochachse 6 a im Punkt O schneiden. Durch diese Anordnung der Spritzbohrungen 7, 8 ergibt sich trotz Sacklochverkürzung wiederum in etwa die dem Be darf des Motors entsprechende Mengenverteilung gemäß Fig. 2.

Die Erfindung ist nicht nur auf dieses Beispiel eingeschränkt, son dern betrifft auch Zuordnungen von Spritzbohrungen zum Sackloch, mit denen eine gezielte Kraftstoffaufteilung bei entsprechender Kraft stoffaufbereitung erfolgen soll. Maßgebend für die Erfindung ist, daß zum Zweck der Mengenaufteilung die mit der Sacklochachse 6 a ei nen großen Winkel (α 1) einschließenden Spritzbohrungen (7) mehr zum Sacklochgrund, hingegen die einen kleineren Winkel (α 2) ein schließenden Spritzbohrungen 8 mehr zum Ventilsitz hin verschoben werden.

Claims

Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einem eine Ventilnadel aufnehmenden, mit dieser einen Druckraum sowie ein Sack loch begrenzenden Düsenkörper, welcher einen zwischen Druckraum und Sackloch angeordneten, mit einem Dichtkegel der Ventilnadel zusam menwirkenden Ventilsitz aufweist, und mit im Düsenkörper angeordne ten, im Durchmesser untereinander gleich großen Spritzbohrungen, die vom Sackloch abzweigen und unterschiedliche, für eine schräge Einbaulage der Kraftstoff-Einspritzdüse bestimmte Spritzrichtungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die bezüglich der Spritzrich tung einen mehr Strömungswiderstand bewirkenden größeren Winkel (α 1) mit der Sacklochachse (6 a) einschließenden Spritzbohrungen (7) mit ihrer Achse (7 a) die Sacklochachse (6 a) an einen Punkt (N) schnei den, der dem Sacklochgrund (6 b) näher liegt, als der Schnittpunkt (O) zwischen Sacklochachse (6 a) und der Achse (8 a) der Spritz bohrungen (8), die einen kleineren Winkel (α 2) mit der Sacklochachse (6 a) einschließen.