DE3031298A1

DE3031298A1 - Einspritzvorrichtung fuer die brennstoffversorgung eines dieselmotors

Info

Publication number: DE3031298A1
Application number: DE19803031298
Authority: DE
Inventors: Masayuki Yokohama Tamura; Toshiaki Fujisawa Tanaka; Shoji Yokosuka Ushimura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-08-23
Filing date: 1980-08-19
Publication date: 1981-03-26
Also published as: FR2463861A1; JPS5634060U; JPS601266Y2; FR2463861B1; GB2057057A

Description

D-8000 München 80 Sckellstrasse 1

Telefon «09)U 4S24p6Z <J O

Telex 5 215 935

Telegramme patemus münchen

Patentanwalt Dr.-Ing. R. Liesegang

zugelassen beim Europäischen Patentamt — admitted to the European Patent Office — Mandataire agrSS aupres Γ Office Europien des Brevets

Die Erfindung betrifft eine Einspritzvorrichtung für die Brennstoffversorgung eines Dieselmotors und insbesondere eine Einspritzvorrichtung mit einer Haupt-Einspritzöffnung, durch welche hindurch eine Haupteinspritzung stattfindet, sowie mindestens einerHilfs-Einspritzöffnung, durch welche eine Voreinspritzung vor der Haupteinspritzung stattfindet.

In Fig. 1 ist eine typische Brennstoff-Einspritzvorrichtung für DieselmoT-toren gezeigt. Die gezeigte Vorrichtung wird als "Drosseldüse" oder "Zapfendüse"bezeichnet und weithin bei Wirbelkammer-Dieselmotoren eingesetzt. Bei dieser Einspritzvorrichtung wird Brennstoff unter Druck durch eine Zulaufbohrung 1 in eine Druckkammer 2 während des Speisehubes einer nicht gezeigten Einspritzpumpe zugeführt. Der in der Druckkammer 2 aufgebaute Druck wirkt auf den kegel stumpfförmigen Abschnitt 3a einerDüsennandel 3 und drängt diese in der Zeichnung gesehen nach oben. Wenn der Druck in der Druckkammer 2 einen vorbestimmten Wert, d.h. den Einspritz-Öffnungsdruck, überschreitet, wird die Düsennadel 3 von ihrem Sitz 3b (s. Fig. 2B oder 3) abgehoben,und Brennstoff wird durch eine Einspritzöffnung 4 in den Brennraum des Motors eingespritzt.

In den Fig. 2A und 2B sind andere Bauarten von Einspritzvorrichtungen gezeigt, welche so konstruiert sind, daß sie eine Voreinspritzung vor der Haupteinspritzung bewirken. Diese Einspritzvorrichtungen werden als Düsen der "Pintaux"-Bauart oder der geschlossenen Bauart bezeichnet und umfassen Vorspritzlöcher 5, durch welche vor der Haupteinspritzung durch eine Haupteinspritzöffnung 4 eine Voreinspritzung stattfindet. Insbesondere im Fall der Einspritzvorrichtung nachFig. 2B wird eine Voreinspritzung aktiv oder zwangsläufig aufgrund der Wirkung des Flansches 6 an der Spitze derDüsennacfel 3 in

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ORIGINAL INSPECTED

einer Weise bewirkt, daß die Haupteinspritzöffnung 4 im Anfangsstadium der Öffnungsbewegung der Düsennadel bzw. der Brennstoff-Einspritzung geschlossen bleibt. HiIfs- oder Voreinspritzöffnungen sind als wirksam zur Verringerung des Diesel klopfens und der Verbesserung des Kaltstart-Verhaltens des Dieselmotors bekannt, v/eil dadurch die Luftausnützung im Brennraum nahe der Haupteinspritzöffnung zur Atomisierung eingespritzten Brennstoffes verbessert wird.

^O Da jedoch die Hilfseinspritzöffnung(en) einer Einspritzvorrichtung nachjdem Stand der Technik lediglich ein einfaches kreisförmiges Loch darstellt, wird der während der Voreinspritzung eingespritzte Brennstoff nicht vollständig atomisiert sondern tendiert dazu, in Strahl form oder in Tröpfchenform erhalten zu bleiben. Somit lassen sich hinsichtlich der Luftausnützung und damit hinsichtlich der optimalen Atomisierung des eingespritzten Brennstoffes mit den r.ekannten Einspritzvorrichtungen nicht wesentliche Verbesserungen erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Dieselrauch-Em=ssion und das Motorgeräusch verringert und gleichzeitig ein verbessertes Startverhalten, insbesondere Kaltstartverhalten, des Dieselmotors erreicht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Einspritzvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß die folgenden Merkmale vorgesehen: eine Nut, in welche die Hilfseinspritzöffnung mündet und einen in der Nut aufgenommenen Atomisierer, über welchen der durch die Hilfseinspritzöffnung eingespritzte Brennstoff in den Brennraum gelangt. Dadurch, daß der über die HilfseinspritzS)ffnung(en) voreingespritzte Brennstoff über den Atomisierer und die Nut in den Brennraum(bzw.

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eine Vorkammer oder dgl. ) gelangt, wird ein vollständig atomisierter Strahl in der Gestalt eines Hohl kegeis geschaffen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten und ihren Vorteilen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Einspritzvorrichtung der Brennstoffversorgung für einen Dieselmotor nach dem Stand der Technik;

Fig. 2A und 2B in Teilschnitten ähnlich Fig. 1 andere Bauarten von

Einspritzvorrichtungen nach dem Stand der Technik; Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Einspritzvorrichtung der Brennstoffversorgung eines Dieselmotors gemäß der Erfindung; Fig. 4A, 4B und 4C Ansichten von unten der Einspritzvorrichtung nach Fig. 3, wobei verschiedene Ausführungen der Erfindung dargestellt sind, und

Fig. 5 einen Teilschnitt durch einen Dieselmotor mit einer Einspritzvorrichtung gemäß der Erfindung. 20

Die in Fig. 3 dargestellte Einspritzvorrichtung gemäß der Erfindung weist eine Nut 7 auf, welche in dem freien Ende des Düsenkörpers (nicht bezeichnet) ausgebildet ist und in welche ein Atomis.ierer eingesetzt ist. Konstruktion und Anordnung der Nut 7 ergeben sich deutlich aus den Fig. 4A bis 4C , in denen verschiedene Ausführungsformen gezeigt sind. Mehrere HiIfsspritzlöcher 5 münden nahe einer Haupteinspritzöffnung 4 in die Nut 7. Der Atomisierer 8 ist aus einem Siebmaterial, wie aus einem Metallschaum oder Stahlwolle oder auch aus einem porösen Material wie einer Sinterlegierung oder einem Keramikwerkstoff hergestellt.

Gemäß den Fig. 4A, 4B und 4C kann die Nut 7 des Atomisierers 8 unterschiedlich in Abstimmung auf die gewünschte Anordnung der Hilfsspritzlöcher 5 ausgebildet sein. Gemäß Fig. 4A bildet die Nut 7 einen geschlossenen Kreisring, der konzentrisch bezüglich der Achse der Haupteinspritzöffnung 4 angeordnet ist.Alternativ

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kann die Nut 7 gemäß Fig. 4B halbkreisförmig oder gemäß Fig. 4C geradlinig gestaltet sein. Die Wahl der Nutengestalt richtet sich nach den gewünschten Leistungseigenschaften des Dieselmotors.

Fig. 5 zeigt die Einspritzvorrichtung gemäß der Erfindung im in den Motor eingebauten Zustand. In der Figur bezeichnet die Bezugszahl 11 einen Zylinderkopf ,12 eine Wirbelkammer, 13 eine Glühkerze zum Starten des Motors, 14 einenZylinderblock, 15 einen Kolben und 16 einen Hauptbrennraum.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 5 wird im Betrieb während des Speisehubes der Brennstoffeinspritzpumpe (nicht gezeigt) Brennstoff unter Druck durch die ZuIaufbohrung 1 in die Druckkammer 2 getrieben, wo er die Düsennadel 3 in Offnungsrichtung von ihrem Sitz 3 abhebt.Wenn der in der Druckkammer 2 aufgebaute Druck , welcher auf den kegelstumpfförmigen Abschnitt 3a der Düsennadel drückt, einen vorbestimmten "Einspritz-Üffnungsdruck" überschreitet, wird die Düsennadel 3 von ihrem Sitz abgehoben, und eine Voreinspritzung findet über die HiIfsspritzlöcher 5 statt. Da an den Auslaßenden dieser Hilfsspritzlöcher 5 die Nut 7 mit dem darin aufgenommenen Atomisierer 8 vorgesehen ist, erzeugt der voreingespritzte Brennstoff ϊ\. einen vollständig atomisierten, hohl kegelförmigen Strahl. Da der Atomisierer 8 auch die Kraft der direkten Strömung des Brennstoffstromes in den Brennraum unterbricht, bleibt der voreingespritzte Brennstoff im oberen Bereich des Brennraumes in atomisierter Form und,füllt somit diesen oberen Bereich nahe der Haupteinspritzöffnung 4, weil der in der Druckkammer 2 im Anfangsstadium der Einspritzung entwickelte Druck relativ klein ist, was zu einer erhöhten Wirksamkeit bei der Ausnutzung der Luft führt. .

Wenn die Düsennadel 3 weiter angehoben wird, gibt der Flansch 6 die Haupteinspritzöffnung 4 frei. Dann findet die Haupteinspritzung über den durch die Düsennadel 3 und die Haupteinspritzöffnung 4 begrenzten kreisringförmigen Querschnitt statt, über die Haupteinspritzöffnung 4 eingespritzter Brennstoff 1B bildet somit einen Hohl kegel strahl und füllt den zentralen Abschnitt des Brennraumes zur weiteren Mischung mit der darin enthaltenen Luft.

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Der Fachmann erkennt, daß die Einspritzvorrichtung nach der Erfindung optimal hinsichtlich einer Verbesserung der LuftausnUtzung durch vollständiges Atornisieren des Brennstoffes im oberen Bereich des Brennraumes und durch wirksameres Füllen des oberen Bereiches mit atcrnisiertem Brennstoff gestaltet ist und somit eine vollständige Verbrennung gewährleistet. Daraus folgen verringerte Rauch-Emission und verringertes Motorgeräusch sowie verbessertes Startverhai ten, insbesondere Kaltstartverhalten.

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Claims

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Telefon (089) 4 48 24 96 Telex 5 215 935

Telegramme patemus manchen Postscheck München 39418-802 Reuschelbank München 2603007

Patentanwalt Dr.-Ing. R. Liesegang

zugelassen beim Europäischen Patentamt — admitted to the European Patent Office — Mandataire agree aupres Γ Office Europeen des Brevets

NISSAN MOTOR CO. LTD
Yokohama City, Japan
P 098 36

Einspritzvorrichtung für die Brennstoffversorgung eines Dieselmotors

Ansprüche

Einspritzvorrichtung für die Brennstoffversorgung eines Dieselmotors mit einer . Haupteinspritzöffnung, durch welche hindurch eine Haupteinspritzung stattfindet, und mindestens einer Hilfseinspritzöffnung, durch welche eine Voreinspritzung vor der Haupteinspritzung stattfindet, gekennzeichnet durch

eine Nut (7), in welche die Hilfseinspritzöffnung (5) mündet, und
einen in der Nut (7) aufgenommenen Atomisierer (8), über welchen der durch die Hilfseinspritzöffnung (5) eingespritzte Brennstoff in den Brennraum (14,16) des Dieselmotors gelangt.
2. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfseinspritzöffnung (5) mit ihrem Auslaßende in die Nut (7) mündet.

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3. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der mehrere Hi-I fsei nspri tzöf f nungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (7) als geschlossener Kreisring ausgebildet ist(Fig.4A).
4. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der mehrere HiIfseinspritzöffnungen vorgesehen sind, dadurch g e k e η η ζ e i c hn et, daß die Nut (7) halbkreisförmig gestaltet ist (Fig. 4B).
5. Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der mehrere HiIfseinspritzöffnungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (7) geradlinig ausgebildet ist (Fig. 4C).
6. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Atomisierer (8) aus einem Siebmaterial wie einem Metallschaum oder Stahlwolle besteht.
7. Einspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzei chnet, daß der Atomisierer (8) aus einem porösen Material wie einer Sinterlegierung oder einem Keramikwerkstoff besteht.

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