-
Kraftstoff-Einspritzdüse für
-
Brennkraftmaschinen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer
Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer bekannten
Einspritzdüse dieser Gattung (FR-PS 1 035 972) sind die Filterelemente durch ein
Maschensieb gebildet, welches als gesonderter Körper in eine Ringnut in der einen
Stirnseite der Zwischenscheibe eingesetzt und darin durch einen zusätzlichen Haltekörper
festgelegt ist. Das Maschensieb hat jedoch nur eine begrenzte Druckfestigireit,
so daß es nicht in allen Fällen einsetzbar ist. Bei Brennkraftmaschinen mit hohen
Sinspritzdrücken, z.B. bei Direkteinspritzmotoren, besteht die Gefahr, daß ein Maschensieb
nach längerer Betriebszeit verformt oder durch Maschendrahtbruch sogar zerstört
wird. Das kann den vollständigen Ausfall der Einspritzdüse zur Folge haben.
-
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Filterelemente
druckfest ausgebildet sein können und ein besonderer Filterkörper überhaupt entfällt.
Eine derart ausgebildete Einspritzdüse ist daher besonders für die Anwendung in
Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung und Einspritzdrücken bis 800 bar geeignet.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.
-
Die Ausbildung des Kraftstoffkanals in der Zwischenscheibe kann erleichtert
werden, wenn gemäß Anspruch 2 die Zwischenscheibe aus mindestens zwei Rinkörpern
zusammengesetzt ist, die sowohl axial als auch radial spiellos zwischen Düsenhalter
und Düsenkörper festgelegt sind.
-
Die die Filterwirkung hervorrufende Profilierung der den Kraftstoffkanal
umgebenden Wandung der Zwischenscheibe läßt sich fertigungsgerecht herstellen, wenn
gemäß Anspruch 3 mindestens ein Abschnitt des Kraftstoffkanales in einer als Spaltfilter
wirkenden Trennfuge zwischen den Ringkörpern verläuft. In diesem Fall lassen sich
auch engste Spalte im Kraftstoffkanal mit Werkzeugen von hoher Standfestigkeit wirtschaftlich
fertigen.
-
Die Zwischenscheibe kann gemäß Anspruch 4 radial oder gemäß Anspruch
5 auch axial geteilt sein. Letzeres erscheint besonders vorteilhaft, weil sich dadurch
eine Vielzahl von Möglichkeiten zu Verengung und mehrfachen Umlenkung des Kraftstoffkanals
eröffnet.
-
Bei axialer Teilung der Zwischenscheibe wird gemäß Anspruch 6 vorgeschlagen,
daß ein Ringkörper als ebene, mit einer Vielzahl von engen Bohrungen versehene Filterscheibe
ausgebildet ist, die vorzugsweise mindestens an der einen Stirnseite eine sich über
sämtliche Bohrungen erstreckende Wandvertiefung hat. In diesem Fall bildet die Wandvertiefung
einen in der Trennfuge zwischen zwei benachbarten Ringkörpern sich radial oder in
Umfangsrichtung erstreckenden Abschnitt des Kraftstoffkanals, in welchen die axial
in den Ringkörpern verlaufenden Kanalabschnitte einmünden. Bei gegenseitiger Versetzung
der axialen Kanalabschnitte in den beiden Ringkörpern läßt sich mit einfachen Mitteln
eine zweimalige Umlenkung der Kraftstoffströmung erzwingen und eine auf mindestens
zwei Dimensionen der auszufilternden Fremdkörper ansprechende Filterwirkung erzielen.
-
Die erfindungsgemäße Anordnung hat ferner den Vorteil, daß die Filterelemente
nahe bei den Spritzöffnungen angeordnet sind, so daß nahezu alle der Einspritzdüse
zugeführten oder in dieser selbst entstehenden Fremdkörper ausgefiltert werden.
-
Zeichnung Fünf Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur
1 das erste Ausführungsbeispiel in einem Teil-Längsschnitt, Figur 2 einen Querschnitt
nach der Linie II - II in Figur 1 Figur 3 das zweite und die Figuren 4 bis 6 das
dritte, vierte und fünfte Ausführungsbeispiel jeweils im Teil-Längsschnitt.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Einspritzdüse nach Figur
1 hat einen Düsenkörper 10, in welchem ein Ventilsitz 12 gebildet und eine Ventilnadel
14 verschiebbar gelagert ist. Der Düsenkörper 10 und eine Zwischenscheibe 16 sind
durch eine Überwurfmutter 18 wie üblich an einem Düsenhalter 20 festgespannt. An
der Ventilnadel 14 ist ein Zapfen 22 gebildet, welcher in eine zentrale Bohrung
24 in der Zwischenscheibe 16 hineinragt und ein Druckstück 26 trägt, an dem eine
Schließfeder 28 angreift, die in einer Kammer 30 des Düsenhalters 20 angeordnet
ist.
-
Dem Ventilsitz 12 ist ein Druckraum 32 im Düsenkörper 10 vorgelagert,
der von einer Schulter 34 der Ventilnadel begrenzt ist und über eine Bohrung 36
mit einer Ringnut 38 in der oberen Stirnseite des Düsenkörpers 10 verbunden ist.
Im Düsenhalter 20 ist eine Bohrung 40 vorgesehen, die von einem nicht dargestellten
Kraftstoff-Anschlußstutzen des Düsenhalters 20 zu dessen unterer Stirnseite führt.
In der Zwischenscheibe 16 sind im nachstehenden noch näher beschriebene Kanäle vorgesehen,
welche die Bohrung 40 im Düsenhalter 20 mit der Ringnut 38 im Düsenkörper 10 verbinden.
Der über diese
Bohrungen und Kanäle in den Druckraum 32 gelangende
Kraftstoff wirkt über die Schulter 34 an der Ventilnadel 14 der Schließfeder 28
entgegen und hebt die Ventilnadel 14 vom Ventilsitz 12 ab, wenn der Kraftstoffdruck
am Beginn eines Einspritzvorganges einen vorgegebenen Wert überschreitet.
-
Die Zwischenscheibe 16 ist aus zwei konzentrisch ineinandergefügten
Ringkörpern 42 und 44 gebildet, welche die gleiche Höhe haben, und sowohl axial
als auch radial spiellos zwischen Düsenkörper 10, Düsenhalter 20 und Überwurfmutter
18 festgehalten sind. Die dem Düsenhalter 20 zugekehrte Stirnseite des äußeren Ringkörpers
42 ist mit einer Vertiefung 46 versehen, wodurch ein Ringraum 48 gebildet ist, in
welchen die Bohrung 40 einmündet. Der innere Ringkörper 44 hat eine Schulter 50,
welche zusammen mit einer Gegenschulter 52 an der Ventilnadel 14 deren Öffnungshub
begrenzt.
-
Am Außenumfang ist der innere Ringkörper 44 mit einer Ringnut 54 geringer
Tiefe und begrenzter Höhe sowie mit zwei Gruppen von Längsnuten 56 und 58 versehen,
die um eine halbe Nutteilung zueinander versetzt sind, so daß in Umfangsrichtung
gesehen jeweils eine Nut 56 einer Nut 58 folgt und umgekehrt. Die Längsnuten 56
sind in axialer Richtung des Ringkörpers 44 so angeordnet, daß sie oben in den Ringraum
48 einmünden und nach unten hin durch den anderen Ringkörper 42 geschlossen sind.
Die Längsnuten 58 sind in axialer Richtung des Ringkörpers 44 so angeordnet, daß
sie oben durch den anderen Ringkörper 42 geschlossen sind und unten in einen Ringraum
60 einmünden, welcher durch eine Andrehung des Ringkörpers 44 gebildet ist und in
die Ringnut 38 im Düsenkörper
10 einmündet. Die Längsnuten 56 und
58 schneiden die Ringnut 54, wodurch sich einzelne Spalte s (Figur 2) zwischen den
Längsnuten 56 und 58 ergeben.
-
Der über die Bohrung 40 zulaufende Kraftstoff gelangt in den Ringraum
48 und von dort weiter in die Längsnuten 56, wobei die Kraftstoffströmung bereits
eine erste scharfe Umlenkung durch einen engen, der Überdeckung der Längsnuten 56
mit dem Ringraum 48 entsprechenden Spalt in radialer Richtung erfährt. Aus den Längsnuten
56 tritt der Kraftstoff durch die engen Spalten s in die Längsnuten 58 über, von
wo er in den Ringraum 60, die Ringnut 38 und die Bohrung 36 in den Druckraum 32
der Einspritzdüse gelangt. Die Kraftstoffströmung erfährt dabei in den Längsnuten
56 und 58 weitere scharfkantige Umlenkungen, die im Zusammenwirken mit den engen
Spalten s eine sehr wirksame Filterung des Kraftstoffes ergibt.
-
Die Einspritzdüse nach Figur 3 ist bis auf die Zwischenscheibe 16
gleich wie die Einspritzdüse nach Figur 1 aufbaut, so daß gleiche Teile auch mit
den gleichen Bezugszahlen versehen sind. Die Zwischenscheibe 16 ist bei dieser Ausführung
durch zwei axial hintereinander angeordnete Ringkörper 64 und 66 gebildet, welche
unmittelbar aufeinanderliegen und durch die Überwurfmutter 18 aneinander angepresst
sind. In der oberen Stirnseite des Ringkörpers 64 ist eine Ringnut 68 vorgesehen,
welche mit der Bohrung 40 im Düsenhalter 20 korrespondiert und aus welcher eine
Bohrung 70 nach unten ausmündet Diese führt in eine Ringnut 72 in der oberen Stirnseite
des Ringkörpers 66,
welcher eine Ringnut 74 in dessen unterer Stirnseite
gegenüberliegt. Zwischen den beiden Ringnuten 72 und 74 ist ein Ringsteg 76 gebildet,
der eine Vielzahl von gegebenenfalls gruppenweise zusammengefaßten engen Bohrungen
78 enthält, die als Filter für den durchströmenden Kraftstoff dienen.
-
Die Einspritzdüse nach Figur 4 hat eine Zwischenscheibe 16, die aus
zwei axial hintereinander angeordneten Ringkörpern 80, 82 gebildet ist. Die Bohrung
40 im Düsenhalter 20 mündet in eine Ringnut 84, von welcher Bohrungen 85 und 86
verschiedener Winkelneigungen zur unteren Stirnseite des Ringkörpers 80 führen.
Der Ringkörper 82 ist auf der oberen Stirnseite mit einer Ringnut 87 versehen, deren
Boden so profiliert ist, daß sich drei tiefere Ringnutabschnitte 88, 89, 90 ergeben,
die über einen engen Radialspalt s miteinander verbunden sind. In den Ringnutabschnitt
88 mündet die Bohrung 85 und in den Ringnutabschnitt 90 die Bohrung 86 ein. Der
mittlere Ringnutabschnitt 89 ist über eine Bohrung 92 mit der Ringnut 38 im Düsenkörper
10 verbunden.
-
Der über die Bohrung 40 zufließende Kraftstoff gelangt in die Ringnutabschnitte
88 und 90 und von dort über den engen Spalt s und die Bohrung 92 in die Ringnut
38.
-
Bei der Einspritzdüse nach Figur 5 wird vom gleichen Prinzip wie beim
vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel Gebrauch gemacht. Jedoch sind bei dieser Ausführung
durch entsprechende Anordnung und Ausbildung von zwei Ringkörpern 94 und 96 zwei
radiale
Spalte 1 und s2 gebildet und damit die Filterspaltfläche
gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4 verdoppelt. Dadurch sind kleinere
S-palte zulässig und eine noch bessere Filterwirkung möglich.
-
Die Einspritzdüse nach Figur 6 entspricht im Prinzip der Ausführung
nach Figur 3, jedoch ist hier die Zwischenscheibe 16 durch drei axial hintereinanderliegende
Ringkörper 64, 98 und 100 gebildet, wobei der Ringkörper 64 bezüglich seiner Gestalt
und der Ausbildung des durch ihn hindurchgehenden Kraftstoffkanales mit dem entsprechenden
Teil der Figur 3 übereinstimmt. Die Bohrung 70 im Ringkörper 64 mündet in eine Ringnut
102 im Ringkörper 98 ein, von welcher eine Vielzahl von gegebenenfalls gruppenweise
zusammengefaßten engen Bohrungen 104 in einen Radialspalt s in der Trennfuge zwischen
den Ringkörpern 98 und 100 einmünden. Von dort führen enge Bohrungen 106 im Ringkörper
100 in die Ringnut 38 im Düsenkörper 10 und weiter zum Druckraum 32. Die Bohrungen
106 sind gegenüber den Bohrungen 104 versetzt angeordnet. Bei dieser Ausführung
ist die Filterwirkung gegenüber der Ausführung nach Figur'3 wesentlich erhöht, weil
der Kraftstoff zweimal hintereinander durch enge Bohrungen treten und dazwischen
unter zweimaliger scharfkantiger Umlenkung auch noch den engen Spalt s passieren
muß.
-
Leerseite