DE3236046A1

DE3236046A1 - Kraftstoffeinspritzduese fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3236046A1
Application number: DE19823236046
Authority: DE
Inventors: Kurt 7306 Denkendorf Schmied
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1984-03-29
Also published as: DE3236046C2; US4570853A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 14

Stuttgart-Untertürkheim ₂₈. September 1982

"Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 .

Bekanntlich, werden vom Gesetzgeber immer höhere Anforderungen an die Abgasemission gestellt. So werden speziell für unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) sehr niedrige Werte vorgeschrieben, die durch die herkömmlichen Einspritzdüsen kaum eingehalten werden können. Bekanntlich verbleibt nach dem Schließen der Düsennadel nach erfolgter Einspritzung Restkraftstoff in dem Sackloch, der an der Verbrennung nicht voll teilnimmt und für die ungünstige HC-Emission maßgebend verantwortlich ist.

Bei Einspritzdüsen mit minimiertem Sackloch (DE-OS Zh 38 01h), deren als Verdrängerkörper wirkende Düsennadelspitzen in die Sacklöcher voll eintauchen, zeigen sich Nachteile in Verbrauch und Rauch. Der verbleibende Querschnitt zwischen Sacklochwand und Verdrängerkörper drosselt den Kraftstoffluß zu stark.

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Bei Einspritzdüsen als sogenannte Sitzlochdüsen (DE-OS 27 10 217), deren Spritzlöcher im Düsennadelsitζ münden, ging die HC-Emission

auf etwa die halben Werte zurück, aber auch derartige Ausführungen zeigten sich wegen mangelnder Standzeit für einen Serieneinsatz nicht geeignet. Einspritzdüsen dieser Art fielen durch Kuppenabriß (Düsenspitze reißt ab) aus. Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, daß aufgrund der starken Umlenkung des Kraftstoffes aus dem Spalt am Nadelsitzquerschnitt in die Spritzlöcher nicht der volle Kraftstoffdruck an den Spritzlo.ch.ern anliegt. Die Einspritzintensität läßt somit nach.

Gute Verbrauchs- und Rauchwerte werden nur mit optimalen Strömungsverhältnissen in der Kraftstoffdüse erreicht. Dazu ist weiterhin eine Düse mit Sackloch notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den schädlichen Raum im Sackloch der Kraftstoffeinspritzdüse zu minimieren und gleichzeitig das Durchflußvermögen am Nadelsitz zu erhöhen.

Zur Lösung dieser gestellten Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale vorgesehen, wobei in den Unteransprüchen noch vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht sind.

Durch den sich relativ zur Düsennadel bewegenden Verdrängerkörper wird das Sackloch zeitweilig voll ausgefüllt. Zu Beginn der Einspritzung ist dieser Verdrängerkörper entweder durch den Brennraumdruck der Brennkraftmaschine oder durch den im Druckraum herrschenden Kraftstoffdruck in die Düsennadel eingetaucht. Das Sackloch ist frei und der Kraftstoff kann ungehindert in die Spritzlöcher einströmen.

Am Ende des Einspritzvorganges schließt die Düsennadel in üblicher Weise und der aus der Düsennadel durch die Kraft der

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Rückstellfeder austretende Verdrängerkörper verdrängt den im Sackloch zurückgebliebenen Kraftstoff ebenfalls in den Brennraum.

Der Gegenstand der Erfindung ist anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoffeinspritzdüse mit einem auf den Brennraumdruck der Brennkraftmaschine ansprechenden Verdrängerkörper in der Düsennadel und

Pig. 2 einen Längsschnitt durch eine Kraftstoffeinspritzdüse, bei der der in der Düsennadel geführte Verdrängerkörper auf den Kraftstoffdruck in der Düse anspricht.

In Figur 1 ist der untere Teil einer für Brennkraftmaschinen vorgesehenen Kraftstoffeinspritzdüse 1 mit einer im Düsenkörper 2 entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffes öffnenden Düsennadel 3 gezeigt. Mit k ist eine Zulaufbohrung bezeichnet, durch die von einer nicht dargestellten Einspritzpumpe geförderter Kraftstoff in eine die Düsennadel 3 umgebende Druckkammer gelangt. Die Einspritzdüse weist einen kegelförmigen Nadelsitz sowie stromab dieses Nadelsitzes 6 ein Sackloch 7 auf, von dem Spritzlöcher 8 mit unterschiedlichen &pritzrichtungen abzweigen. In dieses Sackloch 7 ragt ein federbelasteter Verdrängerkörper 9 hinein, dessen kugelförmig ausgebildetes freies Ende der Form des Sackloches 7 angepaßt ist, derart, daß es die Durchtrittsöffnungen 10 der Spritzlöcher 8 verschließt.

Der als kleiner Kolben ausgebildete Verdrängerkörper 9 ist in der Düsennadel 3 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 11 längsverschiebbar geführt und erstreckt sich ebenso wie die etwa

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gleich lange Rückstellfeder 11 nur über einen kleinen Teil des im Durchmesser kleiner ausgebildeten Nadelschaftes 3a. Der Übergang von dem kleinen zum großen Nadelschaft Jb ist durch eine in der Druckkammer 5 liegende Druckschulter 12 gebildet, durch die infolge der ankommenden Druckwelle die Düsennadel 3 von ihrem kegelförmigen Nadelsitz 6 abhebt. Vor dem Abheben der Düsennadel 3 ist bereits der Verdrängerkörper 9 durch den in der Kompressionsphase wirkenden Brennraumdruck der Brennkraftmaschine entgegen der Kraft der Rückstellfeder in die Düsennadel 3 eingetaucht, so daß der Kraftstoff ungehindert ins freie Sackloch und in die Spritzlöcher 8 einströmen kann. Sobald die Düsennadel 3 wieder auf den Nadelsitz 6 auftrifft, taucht auch der Verdrängerkörper 9 wieder in das Sackloch 7 ein und verdrängt den schädlichen Restkraftstoff.

Bei der Ausführung nach Figur 2 wird der Verdrängerkörper 9 nicht durch den Brennraumdruck der Brennkraftmaschine gesteuert, sondern - ebenso wie die Düsennadel 3 - durch den Einspritzdruck des Einspritzsystems. Der Verdrängerkörper 9 ist daher als Verdrängernadel mit Druckschulter I3 ausgebildet, die einen Druckraum Ik nach oben hin begrenzt, der zwischen der Düsennadel 3 und der Verdrängernadel 9 liegt und über Verbin- dungsbohrungen 15 mit der die Düsennadel 3 umgebenden Druckkammer 5 verbunden ist. Die Verdrängernadel 9 erstreckt sich über die gesamte Länge der Düsennadel 3 und taucht mit ihrer Nadelspitze 16 in das Sackloch 7 ein. Die Rückstellfeder 11 für die Verdrängernadel 9 ist hierbei konzentrisch zur Schließfeder 17 für die Düsennadel 3 angeordnet. Die Verdrängernadel 9 ist so vorgespannt, daß die aus dem Einspritzsystem ankommende Druckwelle zuerst diese öffnet - und somit das Sackloch freigibt - und dann erst die Düsennadel 3 öffnet.

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Leerseite

Claims

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim Ik 55k/k

Stuttgart-Untertürkheim 28. September 1082

Ansprüche

M J Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer ^^ in einem Düsenkörper entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffes sowie entgegen der Kraft einer Schließfeder öffnenden Düsennadel mit einem Verdrängerkörper, der bei Schließlage der Düsennadel in ein stromab des Nadelsitzes liegendes Sackloch eingetaucht ist, von dem Spritzlöcher mit unterschiedlichen Spritzrichtungen abzweigen, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdr-ängerkörper (9) ein separates Bauteil ist und in der Düsennadel (3) entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (11) so längsverschiebbar geführt ist, daß er vor Beginn der Einspritzung das Sackloch (7) freigibt, jedoch nach erfolgter Einspritzung in das Sackloch (7) wieder eintaucht.

2. Kraft stoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichne t, daß die sich an dem Verdrängerkörper (9) rückseitig abstützende Rückstellfeder (ii) in der unteren Hälfte des Nadelschaftes (3a.) vorgesehen

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ist und daß der Verdrängerkörper (9) durch den in der Kompressionsphase wirkenden Brennraumdruck der Brennkraftmaschine gegen die Rückstellfederkraft aufsteuerbar ist.

3· Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, mit einer in dem Düsenkörper verlaufenden Zulaufbohrung, die zu einer die Düsennadel umgebenden Druckkammer führt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (9) sich über die gesamte Länge der Düsennadel (3) erstreckt und eine durch den Kraftstoffdruck die Anhebung des VeΓΙΟ drängerkörpers (9) bewirkende Druckschulter (I3) aufweist, die im Bereich eines aus der Düsennadel und dem Verdrängerkörper gebildeten Druckraumes liegt, der durch mindestens eine Verbindungsbohrung (15) mit der die Düsennadel (3) umgebenden Druckkammer verbunden ist.

h. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß der Verdrängerkörper (9) am freien Ende der Form des Sackloches (7) angepaßt ist.

5. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Sackloch (7) abzweigenden Spritzlöcher (8) durch den Verdrängerkörper (9) verschließbar sind.

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