DE3009219A1

DE3009219A1 - Einspritzduese fuer luftverdichtende brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3009219A1
Application number: DE19803009219
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr.-Ing. 7053 Kernen Obländer; Frank Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Thoma
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1980-03-11
Filing date: 1980-03-11
Publication date: 1981-09-24
Also published as: GB2072262A; DE3009219C2; FR2478208A1; FR2478208B1; US4382553A; IT1170759B; IT8147898A0; IT8147898A1; GB2072262B

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 12 005/4

Stuttgart-Untertürkheim 10. März I98O

"Einspritzdüse für luftverdichtende
Brennkraftmaschinen"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzdüse für luftverdichtende Brennkraftmaschinen, insbesondere auf eine
Drosselzapfendüse, bei der die durch eine Druckfeder gegen einen konischen Ventilsitz gedrückte Düsennadel durch den
Förderdruck im Kraftstoff gegen die Druckfeder angehoben
wird und bei der eine Einrichtung zum Verdrehen der Düsennadel um deren Längsachse vorgesehen ist.

Bei bekannten Einspritzdüsen, z.B. bei solchen nach der
DE-AS 1 252 968, wird eine Verdrehung der Düsennadel lastabhängig durch Koppelung eines Verste Llhebels mit dem Gasgestänge der Brennkraftmaschine oder durch einen Temperaturfühler vorgenommen, um die Spritzrichtung der Einspritzdüse zu verändern und dadurch unterschiedliche Brennverfahren
durchführen zu können. Die Verdrehung ist nur innerhalb
eines bestimmten Umfangswinkels möglich.

Demgegenüber macht es sich die Erfindung zur Aufgabe, eine Düsennadel zur Erhöhung der Lebensdauer der Einspritzdüse
während des Betriebes fortlaufend schrittweise zu verdrehen .

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Bei Einspritzdüsen mit einem zylindrischen, in die Düsenbohrung eintauchenden Ansatz am brennraumseitigen Ende der Düsennadel, sogenannten Drosselzapfendüsen, wird in der ersten Phase des Anhebens der Düsennadel durch den engen Ringspalt zwischen Drosselzapfen und Düsenbohrung abgespritzt und dadurch eine Steuerung des Einspritzverlaufes erzielt. Die Weite des Ringspaltes liegt in der Größenordnung von 10 - 20 y£* .

Im Betrieb einer Brennkraftmaschine verkoken die Innenflächen des Ringspaltes. Wegen der engen Spaltweite werden dabei Größe und Form des Spaltquerschnitts stark verändert.

Die Größe des Querschnittes verringert sich im allgemeinen mit zunehmender Laufzeit, wobei es bei einzelnen Einspritzdüsen einer Brennkraftmaschine zum völligen Zukoken kommen kann. Beim völligen Zukoken geht die Steuerfunktion des Drosselzapfens verloren. Dies hat einen ungünstigen Einfluß auf das Verbrennungsgeräusch. Eine Formveränderung des Spaltes tritt durch die naturgemäß unregelmäßige Oberfläche und durch gelegentliches und stellenweises Ausbröckeln des Koksbelages auf. Dies wirkt sich nachteilig auf die Strahlform und Zerstäubung und damit auf die Verbrennung aus.

Zur Beseitigung dieser Mangel macht es sich die Erfindung zur Aufgabe, die Drehbewegung einer Düsennadel dazu zu benutzen, um trotz Koksbelag einen gleichmäßigen Restringspalt zwischen dem Ansatz an der Düsennadel und der Düsenbohrung sicherzustellen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung zum Verdrehen zwischen der Düsennadel und einem Federteller angeordnet und derart ausgebildet und durch die Hubbewegungen der Düsennadel gesteuert ist, daß die Düsen-

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nadel bei jedem Schließhub um einen bestimmten Umfangswinkel in einer Richtung schrittweise weitergedreht wird.

Durch das schrittweise fortlaufende Drehen der Düsennadel um ihre Achse werden die ineinandergreifenden Teile des Koksbelages an dem Ansatz der Düsennadel und des Koksbelages an der Mantelfläche der Düsenbohrung gebrochen. Außerdem reiben sich beim Drehen der Düsennadel der Düsenbohrungsbelag und der Belag am Ansatz der Düsennadel aneinander ab, da aufgrund von Fertigungstoleranzen der Ansatz an der Düsennadel meist etwas exzentrisch zur Düsenbohrung liegt.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann die Einrichtung zum Verdrehen aus einer auf der Düsennadel aufsitzenden und sich verdrehbar am Federteller abstützenden Hülse, die mit einander gegenüberliegenden,jeweils entgegengesetzt schraubenlinienförmig verlaufenden Kulissen versehen ist, und aus einem in die Kulissen eingelegten Drehbolzen bestehen, der beiderseits aus der Hülse herausragt und sich mit seinen Enden in Schließlage der Düsennadel an einem Klemmkonus abstützt.

Über dem Drehbolzen kann ein Anschlagring angeordnet sein, an dem die aus der Hülse herausragenden Enden des Drehbolzens nach einem bestimmten Öffnungshub der Düsennadel anschlagen.

Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen kann der Anschlagring gegen eine Druckfeder verschiebbar angeordnet sein.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Einspritzdüse mit Drosselzapfen und mit Verdreheinrichtung und

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Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II aus Fig. 1.

Nach Fig. 1 ist bei der gezeigten Drosselzapfendu.se zwischen der Düsennadel 1 und dem durch eine Druckfeder 2 belasteten Federteller 3 eine Verdreheinrichtung 4 angeordnet, mit welcher die Düsennadel 1 während des Betriebes fortlaufend schrittweise in einer Umfangsrichtung gedreht wird.

Die Verdreheinrichtung 4 besteht aus einer auf die Düsennadel 1 aufgesetzten Hülse 5* die sich am Federteller 3 abstützt und diesem gegenüber verdrehbar ist. Ferner besteht die Verdreheinrichtung aus einem Drehbolzen 6, aus einem Klemmkonus 7 und aus einem über dem Klemmkonus angeordneten Anschlagring 8, der durch eine Druckfeder 9 belastet ist.

Der Drehbolzen 6 liegt in schraubenlinienförmig verlaufenden Kulissen 10, die, wie auch aus Fig. 2 hervorgeht, einander gegenüberliegend mit entgegengesetzter Steigung in der Hülse 5 vorgesehen sind, und er ragt beiderseits aus der Hülse hervor, wobei sich seine Enden bei Schließlage der Düsennadel an dem Klemmkonus 7 abstützen.

In der ersten Phase der Einspritzung wird die Düsennadel 1 angehoben. Dabei wird der im oberen Teil der Kulissen 10 liegende und sich am Klemmkonus 7 abstützende Drehbolzen 6 aus dem Klemmkonus 7 herausgedrückt und ebenfalls angehoben. Nach kurzem Weg läuft der Drehbolzen 6 an den Anschlagring 8 an. Da sich die Düsennadel 1 weiterbewegt, muß sich jetzt der Drehbolzen 6 um die Nadelachse drehen. Beim Schließen der Düsennadel läuft der Drehbolzen 6 mit der Düsennadel 1 nach unten bis er wieder im Klemmkonus 7 aufliegt. Durch die von den Kulissen 10 auf den Drehbolzen 6 wirkende Reibkraft wird der Drehbolzen 6 im Klemmkonus 7 verkeilt. Die Steigung

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der Kulissen 10 ist so gewählt, daß das für die Verdrehung der Düsennadel 1 erforderliche Drehmoment kleiner ist als das zum Drehen des Drehbolzens 6 um die Düsenachse erforderliche Drehmoment. Deshalb dreht sich nach dem Verkeilen des Drehbolzens 6 die Düsennadel 1 auf dem restlichen Rücklaufweg um den durch die Kulissen 10 vorgegebenen Winkel. Bei der nächsten Einspritzung wiederholt sich der ganze Vorgang, so daß die Düsennadel 1 bei jeder Einspritzung um den eben genannten Winkelschritt weitergedreht wird.

Die Druckfeder 9 hat die Aufgabe, ein Abheben des Anschlagringes 8 zu ermöglichen, wenn aufgrund von Fertigungstoleranzen oder sonstigen Gründen der Drehbolzen 6 zu weit angehoben wird.

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e e r s e i t e

Claims

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Ansprüche

Einspritzdüse für luftverdichtende Brennkraftmaschinen, insbesondere Drosselzapfendüse, bei der die durch eine Druckfeder gegen einen konischen Ventilsitz gedrückte Düsennadel durch den Förderdruck im Kraftstoff gegen die Druckfeder angehoben wird und bei der eine Einrichtung zum Verdrehen der Düsennadel um deren Längsachse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verdrehen (k) zwischen der Düsennadel (1) und einem Federteller (3) angeordnet und derart ausgebildet und durch die Hubbewegungen der Düsennadel gesteuert ist, daß die Düsennadel bei jedem Schließhub um einen bestimmten Umfangswinkel in einer Richtung schrittweise weitergedreht wird.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verdrehen (k) aus einer auf der Düsennadel (1) aufsitzenden und sich verdrehbar am Federteller (3) abstützenden Hülse (5)» die mit einander gegenüberliegenden, jeweils entgegengesetzt schraubenlinienförmig verlaufenden Kulissen (10)

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versehen ist, und aus einem in die Kulissen eingelegten Drehbolzen (6) besteht, der beiderseits aus der Hülse herausragt und sich mit seinen Enden in Schließlage der Düsennadel an einem Klemmkonus (7) abstützt.

3· Einspritzdüse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennze ichne t, daß über dem Drehbolzen (6) ein Anschlagring (8) angeordnet ist, an dem die aus der Hülse (5) herausragenden Enden des Drehbolzens (6) nach einem bestimmten Offnungshub der Düsennadel anschlagen.

k. Einspritzdüse nach den Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring (8) gegen eine Druckfeder (9) verschiebbar angeordnet ist.

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