-
Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen
-
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse
nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei Einspritzdüsen dieser Gattung, die in Verbindung
mit Gleichruckventilen an der Einspritzpumpe Verwendung finden, entfallen die außermittigen,
schrägen Kraftstoff-Zufuhrkanäle im Düsenhalter und Düsenkörper, sowie die als Anschlag
für die Öffnungshubbegrenzung dienende Zwischenscheibe, so daß diese Einspritzdüsen
kostengünstiger gefertigt und im Durchmesser kleiner gehalten werden können als
die bekannten Einspritzdüsen mit seitlicher Kraftstoffzufuhr.
-
Bei einer bekannten Einspritzdüse der genannten Gattung (US-3,387,790)
ist das Druckstück fest mit der Ventilnadel verbunden und dicht im Zufuhrkanal des
Düsenhalters geführt. Das bedingt einen erhöhten Fertigungsaufwand, weil die Führungsbohrungen
für die Ventilnadel und das Druckstück im Düsenkörper bzw. Düsenhalter möglichst
genau fluchten müssen. Um diesen Nachteil zu beheben, ist es aus der genannten Literaturstelle
(Fig. 6) auch schon bekannt, zwischen Druckstück und Ventilnadel ein Zwischenstück
anzuordnen, welches pfannengelenkartig sowohl mit dem Druckstück als auch mit der
Ventilnadel verbunden ist. Zur Abführung des I-ecköls aus der Federkammer und Rückführung
ist in beiden Fällen ein besonderer Kanal
vorgesehen, der seitlich
aus dem Düsenhalter herausgeführt ist und eine zusätzliche äußere Leckölleitung
bedingt.
-
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß besondere Mittel
zum Abführen des in die Federkammer eingedrungenen Lecköls entfallen, weil sich
der Lecköldruck in der Federkammer in den relativ langen Pausen zwischen zwei aufeinander
folgenden Einspritzvorgängen über den Drosselspalt im Zufuhrkanal abbauen kann.
-
Deshalb ist es auch unschädlich, daß während des Öffnungshubes der
Ventilnadel eine gewisse Leckölmenge unmittelbar aus dem Zufuhrkanal in die Federkammer
gelangt, zumal diese Menge durch den Ventilabschluß am Ende des Öffnungs-.
-
hubes begrenzt ist. Durch den Drosselspalt im Zufuhrkanal können auch
die Toleranzen für den Mittenversatz und die Schragstellung von Ventilnadelbohrung
und Zufuhrkanal entfeinert werden. Durch die Hubbewegungen des Druckstücks im Zufuhrkanal
wird eine Verstopfung des Drosselspalts wirkungsvoll vermieden.
-
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.
-
Eine einfache Anordnung ergibt sich, wenn der Ventilsitz am Düsenhalter
starr ausgeführt ist und mit der ebenfalls starr ausgeführten Ventilfläche am Druckstück
den Öffnungshub der Ventilnadel begrenzt. Zur Einstellung des Nadelhubes kann der
Ventilsitz beispielsweise auch an einer Gewindebuchse gebildet sein, die in den
Düsenhalter eingeschraubt ist und den Kraftstoff-Zufuhrkanal enthält.
-
Eine einseitig wirkende hydraulische Dämpfung der Ventilnadelbevegung
beim Öffnungshub läßt sich erzielen, wenn das Druckstück einen Flansch mit einer
ebenen Sitzfläche für die Schließfeder hat, dessen Außendurchmesser sich gegen die
Ventilnadel konisch verjüngt und so gegenüber dem Innendurchmesser der Federkammer
abgestimmt ist, das beim Öffnungshub der Ventilnadel der Übertritt des in der Federkammer
befindlichen Lecköls von der einen zur anderen Seite des Flansches gedrosselt erfolgt.
-
Größere Winkelabweichungen und ein größerer Mittenversatz zwischen
der Ventilnadelbohrung und dem Zulaufkanal können zugelassen werden, wenn der in
den Zufuhrkanal hineinragende Ansatz des Druckstücks im Bereich des Drosselspalts
ballig ausgeführt ist.
-
Die erfindungsgemäße Anordnung kann mit besonderem Vorteil bei solchen
Einspritzdüsen vorgesehen werden, bei denen die Öffnungsbewegung der Ventilnadel
entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffs erfolgt (I-Düse).
-
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur
1 einen vergrößerten Längsschnitt durch eine Einspritzdüse für Dieselbrennkraftmaschinen,
und Figur 2 das Druckstück der Einspritzdüse nach Figur 1.
-
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Einspritzdüse hat einen
Düsenkörper 10, der durch eine Uberwurfmutter 12 an einem Düsenhalter 14 festgespannt
ist.
-
Im Düsenkörper 10 ist ein Ventilsitz 16 stromauf von Ausspritöffnungen
13
gebildet und eine Ventilnadel 20 verschiebbar gelagert, die mit einer Druckschulter
22 im Bereich eines Druckraumes 24 im Düsenkörper 10 versehen ist.
-
Am stromauf liegenden Ende ist im Düsenkörper 10 eine Federkammer
26 zur Aufnahme einer Schließfeder 28 für die Ventilnadel 2C gebildet. Die Schließfeder
28 stützt sich an einer in den Düsenhalter 14 eingeschraubten Gewindebuchse 30,
sowie an dem Flansch 32 eines als ganzes mit der Bezugszahl 34 versehenen Druckstückes
ab, welches ofannengelenkartig mit einem Zapfen 36 der Ventilnadel 20 gekoppelt
ist. Das Druckstück 34 hat einen Ansatz 38, welcher mit radialem, einen Drosselspalt
40 bildenden Spiel in die zentrale Bohrung 42 der Gewindebuchse 33 hineinragt.
-
Im Düsenhalter 14 ist ein Zulaufkanal LL für den Kraftstoff vorgesehen,
der sich in der Bohrung 42 der Gewindebuchse 30, in einer das Druckstück 34 längsdurchsetzenden
Bohrung 46 und in einer Bohrung 48 in der Ventl2nadel 20 fortsetzt, welche über
eine Querbohrung 5 mit dem Druckraum '4 verbunden ist. Die sphärisch gewölbten Berührungsflächen
am Druckstück 34 und dem zapfen 36 der Ventilnadel 12 dichten diesen Zulaufkanal
gegenüber der Federkammer 26 ab, welche über Durchbrüche 52 in der die Federkammer
begrenzenden Wand des Düsenkörpers 10 mit einem ringförmigen Speicherraum 54 zwischen
dem Düsenkörper 10 und dem Düsenhalter 14 verbunden ist.
-
An der die Federkammer 26 begrenzenden Stirnseite der Gewindebuchse
30 ist ein konischer Ventilsitz 56 gebildet, welcher mit einer ebenso konischen
Ventilfläche 58 am Druckstück 34 zusammenarbeitet, derart, daß am Ende des Offnungshubes
20 die Ventilfläche 58 am Ventilsitz 56 zur
Anlage kommt und eine
weitere Bewegung der Ventlnadel 2D verhindert. GleichzeitIg wird die Federkammer
26 gegenüber dem Zulaufkanal 44 bzw. dessen Fortsetzung )t2 in der ewindebuchse
30 abgedichtet, so daß Kraftstoff aus dem Zulaufkanal 44 nicht in die Federkammer
26 gelangen kann.
-
Zum Einstellen des Öffnungshubes der Ventilnadel 20 wird die Getrindebuchse
30 entsprechend gedreht, welche zu diesem Zweck mit Schlüsselflächen 60 für einen
Steckschlüssel versehen ist.
-
Der Flansch 32 des Druckstücks 34 hat eine ebene St:itze~che 62 für
die Schließfeder 28, und eie Mantelfläche o, welche sich konisch zur Ventilnadel
20 hin verjüngt. Der größte Durchmesser D des Flansches 32 ist so bemessen, a sich
ein enger Spalt 66 zur Wand der Federkammer 26 ergibt, durch welchen beim Öffnungshub
der Ventilnadel 20 das in der Federkammer'26 befindliche Lecköl nur gedrosselt hindurchtreten
kann. Beim Schließhub der Ventilnadel 20 ist die Drosselung des übertretenden Lecköls
wegen der konisch zulaufenden Mantelfläche 64 vernachläßigbar klein.
-
Die dargestellte Einsprit=düse arbeitet in einer vorzugsweise mit
Gleichdruckventilen an der Einspritzpumpe versehenen Anlage wie folgt: Der zu Beginn
eines Einspritzvorgangs einsetzende Anstieg des Kraftstoffdrucks im Zulaufkanal
44 pflanzt sich durch die Bahrungen 45, 46, 48 und 50 in den Druckraum 214 des Düsenkörpers
10 fort, wo er auf die Ventilnadel 20 eine er Schließfeder 28 entgegenwirkende Kraft
ausübt und die Ventilnadel 20 bei Erreichen des Öffnungshubes vom Ventilsitz 6 abhebt.
-
Während dieser ersten Phase des Einspritzvorgangs und während des
folgenden Öffnungshubes der Ventilnadel 20 tritt eine geringe Kraftstoffmenge über
den Drosselspalt 14o in die Federkammer 26 bzw. den Speicherraum 54 üt£r, bzw. es
kann in diesen Räumen ein entsprechender Druckanstieg
erfolgen.
Am Ende des Öffnungshubes schlägt die Ventilfläche 58 des Druckstücks 34 am Ventilsitz
56 der Gewindebuchse 30 an, wodurch sowohl eine weitere Öffnungsbewegung der Ventilnadel
20 verhindert als auch die Federkammer 26 gegenüber dem Zulaufkanal 44 abgedichtet
wird.
-
Von diesem Zeitpunkt an kann weiterer Kraftstoff nicht mehr in die
Federkammer 56 fließen bzw. der noch weiter ansteigende Zulaufdruck kann sich nicht
mehr in die Federkammer 26 und den Speicherraum 54 fortpflanzen. Der Öffnungshub
wird durch die Drosselwirkung im Spalt 66 in gewünschter Weise gedämpft.
-
xewm ungedämpft verlaufenden Schließhub der Ventilnadel 20 hebt die
Ventilfläche 58 vom Ventilsitz 56 ab, wonach die Verbindung der Federkammer 26 mit
dem Zulaufkanal 44 über den Drosselspalt 40 wieder hergestellt ist. In der folgenden
Arbeitspause kann sich daher der Druck in der Federkammer 26 unl dem Speicherraum
54 gegen den Zulaufkanal 44 hin abbauen.
-
Die dargestellte und beschriebene Einspritzdüse zeichnet sich durch
eine kostengünstige zentrale Kraftstoffzuführung aus, bei welcher außermittige,
schräge Zuführungsbohrungen im Düsenhalter und Düsenkörper, sowie eine zwischen
den beiden -elen üblicherweise angeordnete Zwischenscheibe entfallen.
-
s sind höherer Öffnungsdrücke und eine Verkleinerung des Bauvolumens
der Einspritzdüse durch Verringerung des Durchmessers möglich. Durch den balligen
Oberflächenabschnitt 43 am Druckstück 34 werden Winkelabweichungen und ein Mittenversatz
zwischen den Führungsbohrungen für die Ventilnadel 20 und das Druckstück 34 ausgeglichen
und durch die Hubbewegung des Druckstücks 34 in der Bohrung 42 der Gewindebuchse
30 wird eine Verstopfung des Drosselspaltes 40 vermieden.