DE2825982A1

DE2825982A1 - Kraftstoffeinspritzduese fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2825982A1
Application number: DE19782825982
Authority: DE
Inventors: Kurt Seifert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-06-14
Filing date: 1978-06-14
Publication date: 1980-01-03
Also published as: US4344575A; IT7923439A0; GB2023228A; JPS551496A; US4442978A; IT1121368B; GB2023228B

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Durch die Drosselstelle im Kraftstoffstrom wird bei kleinen Einspritzmengen eine Spritzzeitverlängerung und dadurch ein leiserer Lauf der Brennkraftmaschine erreicht. Außerdem wird der Kraftstoff bei diesen kleinen Mengen besser aufbereitet, was einen Rückgang des spezifischen Kraftstoffverbrauchs sowie eine wesentliche Abnahme der Giftbestandteile im Abgas mit sich bringt. Bei größeren Einspritzmengen, also im Teillast- und Vollastbereich, wird dann die Drosselstelle ausgeschaltet, wobei dann trotz des größeren Durchgangsquerschnitts eine ausreichende Kraftstoffaufbereitung erfolgt, ohne daß dabei Drosselverluste entstehen. Entsprechende Forderungen werden von den Motorherstellern an den Entwickler von derartigen Einspritzanlagen gestellt und sind in vielfältigen Lösungen bekannt. Diese bekannten Kraftstoffeinspritzdüsen haben aber den Nachteil, daß das Ausschalten der Drosselstelle während des Öffnungshubs mehr oder weniger lediglich von der geförderten Kraftstoffmenge abhängt. Schon geringe Unterschiede in der Kraft der Schließfeder, beispielsweise Erlahmungen nach einiger Benutzung, bewirken, daß sich der mengenabhängige Zeitpunkt der Ausschaltung der Drosselstelle verschiebt. Dies bringt erhebliche Nachteile bezüglich der Kraftstoffaufbereitung sowie des Verbrauchs und auch des Leiselaufs mit sich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoff einspritzdüse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß zur Ausschaltung der Drosselstelle ein deutlicher Drucksprung im Druck des geförderten Kraftstoffes er-

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forderlich ist. Diese Druckschwelle verhindert, daß schon bei geringen Ungleichmäßigkeiten in der Kraftstofförderung pro Zeiteinheit bzw. des Pörderdrueks oder bei Veränderung der Schließfederkraft die Drosselstelle zu früh ausgeschaltet wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Kraftstoffeinspritzdüse möglich.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 den grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse, Figur 2, 3 und 4 drei verschiedene Ausführungsbeispiele.

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Wie in Figur 1 dargestellt, wird ein Düsenkörper 1 durch eine Überwurfmutter 2 an einen Düsenhalter 3 gespannt. Der Düsenhalter weist auf der dem Düsenkörper 1 abgewandten Seite ein Gewinde k auf, an das die nicht dargestellte Kraftstoff druckleitung über einen Nippel schraubbar ist. Die überwurfmutter 2 weist ein Außengewinde 5 auf, mit dem sie in eine Bohrung der Brennkraftmaschine schraubb.ar ist, zur Befestigung der Kraftstoffeinspritzdüse an der Brennkraftmas chine.

In Figur 2.ist das erste Ausführungsbeispiel als Schnitt durch den Düsenkörper 1 dargestellt. Wie ersichtlich, ist durch eine Hohlschraube 6 ein Einsatz 7 in diesem Düsenkörper 1 festgespannt. Der Einsatz 7 ist Teil einer nun näher

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zu beschreibenden Ventilgruppe, welche für sich vormontiert eingebaut wird. Zu dieser Ventilgruppe gehört eine Ventilnadel 8, zwei Schließfedern 9 und 10, Federteller 11 und 12 sowie ein an der Ventilnadel 8 angreifendes Widerlager 13 für die Schließfeder. Die Ventilnadel 8 weist einen Kopf 14 auf, der zum Nadelschaft hin in einen Konus 15 übergeht, welcher mit einem Ventilsitz 16 am Einsatz 7 zusammenwirkt, welcher als Übergang zwischen einer Spritzöffnung 17 und einer Führungsbohrung 18 im Einsatz 7 angeordnet ist. Das Widerlager 13 ist auf dem dem Kopf 14 abgewandten Ende der Ventilnadel 8 in bekannter Weise zur Aufnahme und Übertragung der Federkräfte auf die Ventilnadel 8 an dieser befestigt. Der unter Druck zuströmende Kraftstoff beaufschlagt die Ventilnadel 8 und verschiebt diese entgegen der Kraft der Feder 9 bzw. 10, so daß der Konus 15 vom Ventilsitz 16 abhebt und über die Bohrung 17 die Einspritzung erfolgt. Nach Beendigung der Zuführung des unter Druck stehenden Kraftstoffes wird durch die Feder 9 bzw. 10 der Konus 15 wieder auf den Sitz 16 gepreßt. Der Kraftstoff strömt während der Einspritzung über eine Bohrung 19 des Einsatzes 7 zu dessen Führungsbohrung 18, um, wie schon beschrieben, von dort zwischen Ventilnadelkonus 15 und Ventilsitz 16 zur Spritzöffnung 17 zu gelangen.

Auf der Ventilnadel 8 befindet sich im Anschluß an den Konus 15 ein Bund 20, der mit der Bohrung 18 einen Ringspalt begrenzt. Der über die Bohrung 19 zuströmende Kraftstoff muß also, um zur Spritzöffnung 17 zu gelangen, diesen als Drosselstelle wirkenden Ringspalt passieren. Durch diese Drosselstelle wird also der bei jeder Kraftstoffeinspritzdüse zur Aufbereitung, also Zerstäubung des Kraftstoffes, erforderliche Drosselvorgang verstärkt. Diese Drosselstelle ist immer dann von Vorteil, wenn die pro Zeiteinheit geförderte Kraftstoffmenge verhältnismäßig gering ist, wie es beispielsweise beim Leerlauf und bei niederer Teillast der Fall ist. Wenn nun die Ventilnadel 8 den Hub Hl zurückgelegt hat, taucht der Bund 20 aus der Bohrung 18 aus, was

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eine Abschaltung dieser zusätzlichen Drosselwirkung bzw. eine Ausschaltung der Drossel zur Folge hat. Dies tritt immer dann ein, wenn aufgrund der größeren geförderten Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit z.B. bei Teillast und Volllast die Drosselstelle eine ungewünscht starke Drosselung zur Folge hätte. Die Erfindung ist hierbei nicht eingeschränkt auf Drosselstellen, die unmittelbar stromauf des Ventilsitzes angeordnet sind. Das dargestellte Beispiel ist jedoch günstig, weil die Drossel stromauf des Sitzes nicht verschmutzt.

Um die Ausschaltung der Drosselstelle eindeutig druckabhängig zu steuern, um damit einen klaren Drucksprung zwischen niederen und höheren Kraftstoffmengen zu erhalten, sind zwei Federn 9 und 10 gewählt, die nacheinander zum Eingriff gelangen. Die Feder 9 stützt sich an einer Hülse 21 ab, über die der Einsatz 7 durch die Hohlschraube 6 fest in den Düsenkörper 1 gespannt ist. Der Federteller 11 der Schließfeder 9 hat wiederum eine Anschlaghülse 22, welche nach Zurücklegung des Hubes Hl auf den Federteller 12 der Schließfeder 10 stößt. Erst wenn bei weiter steigendem Druck des zugeführten Kraftstoffes die Ventilnadel 8 weiter verschoben wird, wird die Feder 10 durch den Federteller 12 zusammengeschoben. Da sich die Feder 9 ortsfest abstützt, wirken nun beide Federn in Schließrichtung nach dem gewünschten Drucksprung. Nach Zurücklegung des Weges H„ stößt dann der Federteller 12 auf einen Anschlag 23 des Einsatzes 7· Hierdurch ist die maximale Öffnung des Einspritzventils bestimmt, so daß stets der für die Begrenzung der Einspritzpumpe erforderliche Drosselquerschnitt erhalten bleibt.

Bei dem in Figur 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel sind die Schließfedern 9 und 10 koaxial zueinander angeordnet. Sie stützen sich beide am Einsatz 7 ab. Während des Drosselöffnungshubes H₁ wirkt wiederum lediglich die Feder 9· Bei weiterem Öffnungshub wird dann durch den Federteller 11 der Feder 9 der Federteller 12 der Feder 10 mitgenommen,

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was den gewünschten Drucksprung bringt. Nach Zurücklegung des Gesamthubes IL plus Hp stößt dann der Federteller 11 auf den Anschlag 23, damit den maximalen Öffnungshub bestimmend.

Bei dem in Figur k dargestellten dritten Ausführungsbeispiel liegt die Feder 9 auf der ihrem Federteller 11 abgewandten Seite auf dem Federteller 12 auf. Die Feder 9 ist jedoch weicher ausgebildet als die Feder 10, so daß der Federteller 12 erst dann entgegen der Kraft der Feder 10 verschoben wird, wenn die Anschlaghülse 22 nach Zurücklegung des Drosselhubes H₁ auf diesen Federteller 12 stößt. Im Prinzip arbeitet dieses Beispiel jedoch wie das in Figur 2 dargestellte.

Die Erfindung ist nicht nur eingeschränkt auf Kraftstoffeinspritzdüsen· mit nach außen öffnenden Ventilnadeln, sondern gilt generell für in Strömungsrichtung öffnende Nadeln, bei denen beispielsweise spritzseitig stromab des Nadelkopfes eine eine Spritzöffnung aufnehmende Vorsatzplatte angeordnet ist·. Ebenfalls betrifft die Erfindung auch Kraftstoffeinspritzdüsen, bei denen die Ventilnadel lediglich schaftförmig ausgebildet ist.

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Claims

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6.6.1978 Su/Kö

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ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Ansprüche

(T) Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit in Strömungsrichtung des Kraftstoffes entgegen Federkraft öffnender Ventilnadel und mit einer endseitig an einer der Führung der Ventilnadel dienenden Bohrung eines Düsenkörpers bzw. Einsatzes desselben angeordneten Steuerstelle für den Kraftstoffdurchgang, sowie mit einer von der Ventilnadel hubabhängig gesteuerten, während eines als Vorhub dienenden ersten Abschnitts des Öffnungshubs wirksamen und danach ausgeschalteten Drosselstelle im Kraftstoffstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (8) durch mindestens zwei einander zugeordnete Federn (9, 10) belastbar ist, welche eine sprunghafte Schließkraftzunähme nach dem Vorhub (H₁) bewirken.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (8) einspritzseitig einen mit einem ortsfesten Sitz (16) zusammenwirkenden Kopf (14) auf-

weist, dessen Sitzauflage (15) die Ausgangslage der als Druckfedern ausgebildeten Schließfedern (9_S 10) bestimmt, welche achsgleich zur Ventilnadel (8) räumlich zwischen dem den Sitz tragenden Teil (7) und einem am anderen Ende der

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Ventilnadel (8) befestigten Anschlag (13) angeordnet sind.

3· Kraftstoffexnspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schließfedern (9> 1°) parallel geschaltet sind und beim Vorhub (H₁) nur eine erste Feder (9) wirkt und für den weiteren Hub (Hp) die zweite Feder (10) zugeschaltet wird (Figur 2 und 3).

4. Kraftstoffexnspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Schließfedern (9, 10) hintereinander geschaltet sind und beim Vorhub (H.) die erste weichere Feder (9) zusammengeschoben wird.

5. Kraftstoffexnspritzdüse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung der zweiten Feder (10) über ein Mitnahmeteil (11, 22) erfolgt, das beim Nadelhub nach dem Vorhub (H₁) einen Federteller (12) der zweiten Feder erfaßt.

6. Kraftstoffexnspritzdüse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federn (9, 10) mindestens einseitig ortsfest abstützen.

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