DE3201044A1

DE3201044A1 - "kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen"

Info

Publication number: DE3201044A1
Application number: DE19823201044
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Ing. 7032 Sindelfingen Füßner; Karl 7148 Remseck Hofmann; Iwan 8400 Regensburg Komaroff; Kurt 7300 Esslingen Seifert; Dietrich Dipl.-Ing. 7014 Kornwestheim Trachte; Wilhelm Dipl.-Ing. Dr. 7000 Stuttgart Vogel; Hans-Jörg Dipl.-Ing. 7145 Markgröningen Vogtmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-01-15
Filing date: 1982-01-15
Publication date: 1983-07-28
Also published as: JPS58132166U

Description

Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer derartigen Einspritzdüse ist bei Leerlauf und niederer Teillast der Brennkraftmaschine der Öffnungsquerschnitt des Ventils kleiner als bei höheren Lasten. Das ist dadurch erreicht, daß der jeweils größtmögliche Öffnungshub der Ventilnadel durch den Druck des zugeführten Kraftstoffs gesteuert ist.
Dieser Druck hängt von der Einspritzmenge und der Einspritzfrequenz ab, so daß die Steuerung des Öffnungsquerschnitts tatsächlich im Sinn einer optimalen Verbrennung und Geräuschminderung erfolgt. Bei höherer Last und Drehzahl wird sehr schnell nach Einspritzbeginn der größtmögliche bzw. maximale Öffnungsquerschnitt der Einspritzdüse freigegeben, so daß auch für moderne, schnell-laufende Dieselmotoren der Zeitauerschnitt mit vertretbaren Abmessungen ausreichend groß gehalten werden kann.
Bei einer bekannten Einspritzdüse der eingangs genannten Art (DE-OS 25 58 766) ist der verschiebbare Anschlagkörper durch einen hydraulischen Kolben gebildet, welcher quer zur Ventilnadel im Düsengehäuse gelagert ist. Der hydraulische Kolben ist auf der einen Seite von einem Steuerdruck beaufschlagt, der entweder über eine gesonderte Leitung zugeführt wird oder vom Druck des zulaufenden Kraftstoffs über eine Drosselbohrung abgeleitet ist. Diese Ausführung bedingt eine Vergrößerung der Baulänge der Einspritzdüse, die zwar etwa nur dem Durchmesser des hydraulischen Kolbens entspricht, in manchen Fällen aber doch störend sein kann. Außerdem ist es wegen der Kleinheit der Teile schwierig, die Hubbegrenzung bzw. die Stellung des hydraulischen Kolbens dem Kraftstoffdruck exakt zuzuordnen.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Baulänge der Einspritzdüse durch den Anschlagkörper nicht beeinflußt wird und daß besondere Mittel zur Erzeugung eines Steuerdruckes nicht erforderlich sind. Der Druck des zugeführten Kraftstoffs wirkt unmittelbar und ungedrosselt auf eine definierte größere Ringfläche des Anschlagkörpers ein, so daß sich der Hubverlauf des Anschlagkörpers leichter und genauer an den Kraftstoffdruckverlauf anpassen läßt, als dies bei der bekannten Einspritzdüse möglich ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.
Eine besonders einfache Ausführung ergibt sich, wenn der Anschlagkörper auf einem Ringkörper aus einem elastisch zusammendrückbaren Stoff aufliegt, der eine steilere Federkennlinie als die Schließfeder der Ventilnadel hat und unmittelbar an einer gehäusefesten Schulter abgestützt ist. In diesem Fall bringt der Ringkörper die Rückführkraft für den Anschlagkörper auf, so daß ein weiteres Federelement für diesen Zweck entfällt. Eine verschleißfeste Anordnung ergibt sich, wenn der Anschlagkörper mit dem Ringkörper fest und unlösbar, z. B. durch Vulkanisieren, verbunde.n ist.
Bei Einspritzdüsen mit nach außen öffnender Ventilnadel (A-Düsen) ergibt sich eine kompakte Ausführung, wenn der Anschlagkörper die Schließfeder der Ventilnadel umgibt und mit einer Stützscheibe für die Schließfeder zusammenarbeitet.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 im Schnitt und vergrößert einen Teil einer Einspritzdüse für eine Dieselbrennkraftmaschine und Figur 2 das Funktionsdiagramm der Einspritzdüse nach Figur 1. In den Figuren 3 und 4 sind Diagramme von Funktionsvarianten dargestellt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Einspritzdüse hat einen Düsenkörper 10, der zusammen mit einer Buchse 12 durch eine Überwurfmutter 14 an einem Düsenhalter 16 festgespannt ist. Im Düsenkörper 10 ist ein Ventilsitz 18 vor einer Ausspritzöffnung 19 gebildet und eine Ventilnadel 20 verschiebbar geführt, welche einen mit dem Ventilsitz 18 zusammenarbeitenden Dichtkegel 22 hat. Der Düsenkörper 10 hat einen Ansatz 24, der mit Querbohrungen 26 versehen ist, die in einen Ringraum 28 zwischen der Bohrungswand des Düsenkörpers 10 und einem im Durchmesser geschwächten Abschnitt 30 der Ventilnadel 20 einmünden. Der Ringraum 28 ist über Schrägnuten 32 in einem ungeschwächten Abschnitt 34 der Ventilnadel 20 mit einem Ringraum 36 verbunden, welcher bis zum Ventilsitz 18 des Düsenkörpers 10 reicht.
Im Düsenhalter 16 ist eine Zulaufbohrung 38 enthalten, welche von einem nicht dargestellten Anschlußstutzen in eine Kammer ko führt, deren oberer Teil von einem Ringkragen 42 des Düsenhalters 16 umgeben ist. In dem unteren, von der Buchse 12 umgebenen und vom Düsenkörper 10 nach unten abgeschlossenen Teil der Kammer 40 ist eine Schließfeder 44 angeordnet, welche sich über eine Scheibe 46 an einer Schulter 48 des Düsenkörpers 10 abstützt und huber eine Ringscheibe 50 sowie eine mit einer schlüssellochartigen Aussparung 52 versehene Scheibe 54 an einer Schulter 56 der Ventilnadel 20 angreift. Die Ringscheibe 50 ist mit mehreren, über den Umfang gleichmäßig verteilten Bohrungen 57 versehen, welche den oberen Teil der Kammer 40 mit deren unteren Teil verbinden.
Zwischen der Stirnseite des Ringkragens k2 am Düsenhalter 16 und einer Ringschulter 58 der Buchse 12 ist ein Ringkörper 60 eingespannt, welcher die Schließfeder 44 mit ausreichend großem Bewegungsspiel umgibt. Der Ringkörper 60 besteht aus einem Federkörper 62 aus elastisch zusammendrückbarem Stoff, z.B. aus einem geeigneten Kunststoff mit Lufteinschlüssen, und aus einer metallischen Anschlagscheibe 6h, welche an der der Kammer 40 zugekehrten Stirnseite des Federkörpers 62 befestigt ist. Der Federkörper 62 ist in der gezeigten Grundstellung vorgespannt und hat eine Federkennlinie, die wesentlich steiler als die enclinie der Schließfeder 44 ist. Bei geschlossenem Ventil 18, 22 ist die Ringscheibe 50 von der Ansch'agscheibe 64 um den Abstand h und von der oberen StIrnseite des Ansatzes v 24 des Düsenkörpers 10 um den Abstand h entfernt.
max Die Wirkungsweise der beschriebenen Einspritzdüse ist nachstehend anhand des Diagramms nach Figur 2 beschrieben, in welchem der Druck p des zugeführten Kraftstoffs in der Kammer 40 über dem Hub h der Ventilnadel 20 aufgetragen ist.
Wenn zu Beginn des Einspritzvorganges der ansteigende Kraftstoffdruck den Wert Pl erreicht, überwindet er die Vorspannung der Schließfeder 44, worauf die Ventilnadel 20 den Vorhub h zurücklegt und danach zur Anv lage am Ringkörper 60 bzw. an der Anschlagscheibe 64 kommt. Der Durchgang am Ventil 18, 22 ist dann auf einen der Voreinspritzmenge entsprechenden Wert geöffnet und der zugeführte Kraftstoff gelangt über die Bohrungen 58, 26 und die Ringräume 28, 36 zur Ausspritzöffnung 19. en der Kraftstoffirllek auf den Wert p2 angestiegen ist, überwindet er zusätzlich die Vorspannung des Federkörpers 62, worauf dieser zusammengedrückt und die Ventilnadel 20 weiter in Öffnungsrichtung verschoben wird. Der Hubverlauf folgt dann der strichpunktiert dargestellten Kennlinie 66 des Federkörpers 62.
Die Federkennlinie 66 kann so ausgelegt werden, daß nur der bei höchster Drehzahl und größter Last auftretende maximale Kraftstoff-Enddru.ck p den Federkörper 62 max um den Wert h - ~ h zusammenzudrücken vermag und max v danach der Ansatz 24 des Düsenkörpers 10 den weiteren Nadelhub begrenzt. Bei allen anderen Betriebspunkten des Motorkennfelds erreicht der Kraftstoff-Enddruck p3 diesen Maximalwert nicht, so daß die Zusammendrückung des Federkörpers 62 und der Gesamthub h der Ventilnadel g 22 wie gewünscht eine Funktion des jeweils von der Einspritzpumpe gelieferten Kraftstoffdruckes ist.
Bei den Funktionsvarianten nach den Figuren 3 und 4 erzwingt der Federkörper 62 am Ende des Vorhubs h keine v Stufe, sondern nur einen Knick im Öffnungsdruckverlauf.
Das wird dadurch erreicht, daß der Federkörper 62 entweder überhaupt nicht vorgespannt ist (Fig. 3), oder daß seine Vorspannung kleiner als die Kraft ist, welche der Kraftstoff beim Auftreffen der Ventilnadel auf den Federkörper 62 auf diesen ausübt (Fig. k). In beiden Fäller hat beim Auftreffen der Ventilnade auch der Federkörper 62 chon eine gewisse Zusammendrückung erfahren, so daß sich der Vorhub hv auf den Hub h nv' bzw.
v v h " vergrcßert. Durch entsprechende Wahl der Federkennv linie 66' bzw. (6'' und der Vorspannung des Federkörpers 62 kann daher auch der Einspritzverlauf bei sonst gleichbleibenden Teilen in gewissen Grenzen variiert werden.
Leerseite

Claims

Ansprüche Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einem Düsenkörper, in welchem ein Ventilsitz.gebildet und eine Ventilnadel verschiebbar geführt ist, welche von einer Schließfeder und entgegengesetzt dazu vom zugeführten Kraftstoffdruck belastet ist und welche mit zunehmendem Öffnungshub einen größer werdenden Ventilquerschnitt freigibt, und ferner mit einem den Öffnungshub der Ventilnadel begrenzenden Anschlagkörper, der ebenfalls verschiebbar gelagert sowie vom Kraftstoffdruck entgegen einer Rückführkraft beaufschlagt ist, und dessen Stellung die Größe des Öffnungshubes bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (64) ein die Ventilnadel (20) umgebender Ringkörper ist, welcher mit einer Ringschulter der Ventilnadel (20) bzw. eines mit der Ventilnadel bewegten Teils (50) zusammenarbeitet.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkkrper (64) auf einem Ringkörper (62) aus einem elastisch zusammendrückbaren Stoff aufliegt, der eine steilere Federkennlinie als die Schließfeder (44) der Ventilnadel (20) hat und unmittelbar an einer gehäusefesten Schulter (59) abgestützt ist.
3. Einspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (64) mit dem federnden Ringkörper (62) fest und unlösbar verbunden ist.
4. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer nach außen öffnenden Ventilnadel, dadurchgekennzeichnet, daß der Ringkörper (62 bzw. 64) die Schließfeder (44) der Ventilnadel (20) umgibt und mit einer Stützscheibe (50) für die Schließfeder zusammenarbeitet.