DE3336497A1 - Brennstoff-einspritzduese - Google Patents

Description

Anmelder: LUCAS INDUSTRIES p.l.c, Great King Street, Birmingham Bl9 2XF, England

Bezeichnung: Brennstoff-Einspritzdüse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoff-Einspritzdüse für das Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die Düse ist dabei als sogenannter nach außen öffnender Typ ausgeführt und hat eine Ventilanordnung, die in einer Kammer untergebracht ist, der im Betrieb Brennstoff unter Druck zugeführt wird; die Ventilanordnung weist auf einen Ventilkörper, der eine Bohrung begrenzt, einen Sitz, der an oder in Nähe von einem Ende der Bohrung ausgebildet ist, wobei der Bereich der Bohrung strömungsabwärts vom Sitz eine Auslaßöffnung begrenzt, ein Ventilteil, das in der Bohrung verschiebbar angeordnet ist, das einen Kopf hat, der sich in der Auslaßöffnung befindet und der in Anpassung an den Sitz geformt ist und schließlich elastische Mittel, die zwischen dem Ventilteil und dem Ventilkörper wirken, diese elastischen Mittel spannen den Kopf des Ventilteils in Anlage an den Sitz vor, beim praktischen Einsatz wird durch unter Druck stehenden Brennstoff in der Kammer der Kopf von seinem Sitz abgehoben, so daß Brennstoff durch die Auslaßöffnung fließen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennstoff-Einspritzdüse dieser genannten Art in einer einfachen und günstigen Weise auszubilden.

Diese Aufgabe wird durch eine Brennstoff-Einspritzdüse für das Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkraftmaschine mit

innerer Verbrennung gelöst, die als sogenannter nach außen öffnender Typ ausgeführt ist und eine Ventilanordnung, die in einer Kammer untergebracht ist, sowie einen Brennstoffeinlaß hat, dabei weist die Ventilanordnung folgendes auf: einen Ventilkörper, der eine Bohrung begrenzt; einen Sitz, der in Nähe von einem Ende der Bohrung strömungsabwärts vom Sitz eine Auslaßöffnung begrenzt; ein Ventilteil, das in der Bohrung verschiebbar angeordnet ist, das einen Kopf hat, der sich in der Auslaßöffnung befindet und in Anpassung an den Sitz geformt ist; ein Rückhalteteil, das am Stamm des Ventilteils .entfernt vom Sitz angebracht ist; eine Hülse, die den Bereich des Stamms, der von der Bohrung wegsteht, umgreift und sich in Anlage an dem Rückhalteteil befindet; einen Flansch an der Hülse; eine erste Schraubendruckfeder, die zwischen dem Flansch und einer Fläche des Ventilkörpers wirkt und den Kopf des Ventilteils in Anlage an den Sitz vorbelastet; ein Paar ringartige Federanschläge, die die Hülse zwischen dem Rückhalteteil und dem Flansch umgreifen; eine zweite Schraubendruckfeder, die zwischen diesen Federanchlägen angeordnet ist; ein eine Stufe bildendes Anschlagmittel in der Kammer, das die Bewegung des einen Federanschlags, der dem Kopf näher ist, begrenzt, wobei der andere Federanschlag ausgangsmäßig an einer weiteren Stufe der Kammer anliegt, aber bei einer Bewegung des Ventilteils am Rückhalteteil anschlägt, dabei liegt der eine Federanschlag ausgangsmäßig an einer Stufe an, die an der Hülse ausgebildet ist; der axiale Abstand in geschlossener Position des Ventilteils, zwischen dem eine Stufe bildenden Anschlagmittel in der Kammer und dem einen Federanschlag ist kleiner als der axiale Abstand zwischen dem anderen Federanschlag und dem Rückhalteteil, wobei ausgangsmäßig die zweite Schraubendruckfeder der Wirkung der ersten Schraubendruckfeder entgegensteht, bis der' eine Federanschlag an das eine

Stufe bildende Anschlagmittel anschlägt, wonach lediglich die erste Schraubendruckfeder auf das Ventilteil wirkt, bis der andere Federanschlag an das Rückhalteteil anschlägtί

Eine Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine schnittbildliche Darstellung einer Brennstoff-Einspritzdüse,

Fig. 2 eine schnittbildliche Darstellung einer weiteren Brennstoff-Einspritzdüse und

Fig. 3 eine schnittbildliche Darstellung einer dritten Brennstoff-Einspritzdüse.

In der Zeichnung sind/ soweit dies möglich ist, identische Bezugsziffern für gleiche Teile verwendet worden.

Wie Figur 1 zeigt, hat die Brennstoff-Einspritzdüse eine Ventilanordnung, die allgemein mit 10 bezeichnet ist und in einer Kammer 11 untergebracht ist. Diese Kammer 11 ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 durch ein hohles Gehäuseteil 12 begrenzt, das eine Hülse 13 aufweist, gegen die ein Rohrteil 14 positioniert ist, das in Anlage an einen Flansch 15 eines Ventilkörpers 16, der Teil der Ventilanordnung 10 ist, gehalten wird. Der Ventilkörper 16, das Rohrteil 14 und die Hülse 13 werden mittels einer Hutmutter 17, die an dem Flansch 15 angreift und mit dem Gehäuseteil 12 verschraubt ist, im zusammengebauten Zustand gehalten.

Die Kammer 11 steht in Verbindung mit einem Einlaßkanal 18, der beim praktischen Einsatz an den Ausgang einer Hochdruck-Brennstoff pumpe angeschlossen ist. Beim Einsatz befindet sich vom Ventilkörper 16 zumindest die Endfläche innerhalb des Brennraumes der zugehörigen Brennkraftmaschine.

Im Ventilkörper 16 ist eine Bohrung 19 ausgebildet, in Nähe ihres Endes, das vom Flansch 15 entfernt ist, ist ein Sitz 20 ausgeformt. Der unterhalb und strömungsabwärts des Sitzes 20 befindliche Teil der Bohrung 19 hat einen etwas größeren Durchmesser und begrenzt die Auslaßöffnung 21. Verschiebbar innerhalb der Bohrung 19 ist ein Ventilteil angeordnet, das einen Kopf 23 hat, der so ausgeformt ist, das er mit dem Sitz 20 zusammenwirkt. Das Ventilteil 22 ist mit einem geriffelten Bereich 24 versehen, der mit der Wand der Bohrung 19 zusammenwirkt, aber ermöglicht, daß Brennstoff an ihm vorbei aus einem Ringraum herausfließen kann, der durch die Wand der Bohrung 19 und einen reduzierten Bereich des Ventilteils begrenzt wird. Dieser Ringraum kommuniziert mit der Kammer 11 auf Grund von Öffnungen 25.

Das Ventilteil 22 steht aus der Bohrung 19 vor und bildet an seinem, vom Kopf 23 entfernten Ende einen verdickten Bereich 26, mit dem es im Eingriff ist mit einem Rückhalteteil 27. Dieses befindet sich in Anlage mit dem Ende einer Hülse 28, die sich hin zum Ventilkörper 16 erstreckt, aber die in geschlossener Position des Ventilteils, wie dies in den Figuren dargestellt ist, vom Ventilkörper 16 durch einen Luftspalt getrennt ist. Dieser Luftspalt ist in der Figur 1 mit H- bezeichnet. Die Hülse 28 hat einen Flansch 29, an dem ein Ende einer Schraubendruckfeder 30 anliegt. Ihr anderes Ende stützt sich am Ventilkörper 16 ab. Die Schraubendruckfeder 30 dient dazu, das Ventilteil 22 gegen den Sitz 20 zu drücken.

Im Betrieb, wenn Brennstoff unter Druck in die Kammer 11 eingespeist wird, wird das Ventilteil 22 durch den Druck des Brennstoffs in der Kammer 11 bewegt und der Kopf 23 vom Sitz 22 abgehoben. Diese Bewegung erfolgt gegen die Wirkung der Schraubendruckfeder 30. Wenn der Kopf 23 vom Sitz 20 abgehoben ist, kann Brennstoff aus der Kammer 11 durch die Auslaßöffnung 21 fließen.

Die bislang beschriebene Brennstoff-Einspritzdüse gehört zum Stand der Technik. Um nun Zwischenöffnungen zu ermöglichen, ist eine zusätzliche Feder 31 in die Konstruktion eingebaut, wie im folgenden erläutert wird. Die Feder 31 ist eine Schraubendruckfeder und ist zwischen ersten und zweiten Federanschlägen 32, 33 angeordnet. Diese haben eine Ringform und umgreifen die Hülse 28. In der geschlossenen Position des Ventilteils 22, wie dargestellt, liegt der Federanschlag

32 an einer Stufe 32A, die am Gehäuseteil 12 ausgebildet ist, während der Federanschlag 33 gegen eine Stoppfläche oder Stufe 34 positioniert ist, die Teil der Hülse 28 ist. Das Ventil-Rückhalteteil 27 ist von dem Federanschlag 32 durch einen Abstand getrennt, der in der Zeichnung als H_ bezeichnet ist. Weiterhin befindet sich der Federanschlag 33 in einem Abstand vom benachbarten Ende des Rohrteils 14, der in der Zeichnung als H, eingezeichnet ist.

Die Feder 30 muß eine größere Kraft aufweisen als die Feder 31. Im Betrieb, wenn Brennstoff unter Druck in die Kammer eingespeist wird, erfolgt die anfängliche Bewegung des Ventilteils 22 unter der Wirkung des Brennstoffdrucks gegen die Wirkung der Feder 30, wird aber durch die Wirkung der Feder 31 unterstützt, bis der Spalt H, zwischen dem Federanschlag

33 und dem Rohrteil 14 aufgebraucht ist. Der Freiraum H_? zwischen dem Federanschlag 32 und dem Rückhalteteil 27 ist

größer als der Freiraum H,, so daß, wenn der Druck in der Kanuner weiter ansteigt, das Ventilteil 22 sich von seinem Sitz 20 gegen die Wirkung von nur der Feder 30 wegbewegt. Diese Bewegung setzt sich fort, bis der Freiraum H„ aufgebraucht ist. In diesem Zustand kommen beide Federn 30, 31 zur Wirkung, sie setzen sich der Bewegung des Ventilteils entgegen. Die Bewegung des Ventilteils 22 weg von seinem Sitz 20 kommt zu einem Halt, wenn der Freiraum H^ zwischen dem Ventilkörper 16 und der Hülse 28 aufgezehrt ist. Die Düse hat daher drei Bewegungszustände, die Feder 31 unterstützt anfänglich die Bewegung des Ventüteils 22 und setzt sich im Endzustand der Bewegung dieses Ventilteils 22 entgegen. Es gibt einen Zwischenzustand, in dem die Federn 30, 31 keine Rolle beim Kontrollieren der Bewegung des Ventilteils 22 spielen.

Die Konstruktion der Düse kann einfach modifiziert werden, um unterschiedlichen Betriebscharakteristiken entsprechen zu können. In der Anordnung gemäß Figur 2 kommt der Federanschlag 32 in der Schließposition des Ventilteils 22 in Anlage an die Stufe 32A und der Federanschlag 33 liegt am Ende des Rohrteils 14 an. Die Feder 31 befindet sich dadurch in einem vorgespannten Zustand. Hierdurch erfolgt beim Betrieb die anfängliche Bewegung des Ventilteils 22 gegen die Wirkung der Feder 30 nur so lange, bis der Freiraum H, zwischen dem Rückhalteteil 27 und dem Federanschlag 32 aufgezehrt ist. Danach setzt sich die Feder 31 der Bewegung des Ventilteils zusammen mit der Feder 30 entgegen, die gesamte Bewegung des Ventilteils 22 wird durch den Abstand H₂ dargestellt.

In der Konstruktion gemäß Figur 3 befindet sich der Federanschlag 32 in Anlage an das Rückhalteteil 27 und ist der Fe-

anschlag 33 in Anlage an die Stufe 34 an der Hülse 28. Die Feder 31 ist schwächer als die Feder 30 und die Feder 30 allein spannt das Ventilteil 22 in die geschlossene Position vor. Wenn der Brennstoffdruck in der Kammer 11 ansteigt, bewegt sich das Ventilteil 22 gegen die Wirkung der Feder 30, bis der Federanschlag 33 am Ende des Rohrteils 14 anschlägt, danach bewegt sich das Ventilteil 22 gegen die Wirkungen beider Federn 30, 31.

-AO-Leerseite

Claims (2)

1. Anmelder: LUCAS INDUSTRIES p.l.c, Great King Street, Birmingham Bl9 2XF, England

   Bezeichnung: Brennstoff-Einspritzdüse

   Ansprüche

   Brennstoff-Einspritzdüse für das"Einspeisen von Brennstoff in eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, die als sogenannter nach außen öffnender Typ ausgeführt ist und eine Ventilanordnung (10), die in einer Kammer (11) untergebracht ist sowie einen Einlaßkanal (18) in diese Kammer (11) aufweist, dabei weist die Ventilanordnung (10) folgendes auf: einen Ventilkörper (16), der eine Bohrung (19) begrenzt; einen Sitz (20), der in Nähe von einem Ende der Bohrung (19) ausgebildet ist, wobei der Bereich der Bohrung strömungsabwärts vom Sitz (20) eine Auslaßöffnung (21) begrenzt;

   ein Ventilteil (22), das in der Bohrung (19) verschiebbar angeordnet ist, das einen Kopf (23) hat, der sich in der Auslaßöffnung (21) befindet und in Anpassung an den Sitz (20) geformt ist;

   ein Rückhalteteil (27), das am Stamm des Ventilteils (22) entfernt vom Sitz (20) angebracht ist; eine Hülse (28), die den Bereich des Stamms, der von der Bohrung (19) wegsteht, umgreift und sich in Anlage an dem Rückhalteteil (27) befindet; einen Flansch (29) an der Hülse (28) ;
   eine erste Schraubendruckfeder (30), die zwi-

   — 2 —

   sehen dem Flansch (29) und einer Fläche des Ventilkörpers (16) wirkt und den Kopf (23) des Ventilteils (22) in Anlage an den Sitz (20) vorbelastet; ein Paar ringartiger Federanschläge (32, 33), die die Hülse

   (28) zwischen dem Rückhalteteil (27) und dem Flansch

   (29) umgreifen; eine zweite Schraubendruckfeder (31), die zwischen diesen Federanschlägen (32, 33) angeordnet ist; ein eine Stufe bildendes Anschlagmittel in der Kammer (11), das die Bewegung des einen Federanschlags (33), der dem Kopf (23) näher ist, begrenzt, wobei der andere Federanschlag (32) ausgangsmäßig an einer weiteren Stufe (32A) der Kammer (11) anliegt, aber bei einer Bewegung des Ventilteils (22) am Rückhalteteil (27) anschlägt, dabei liegt der eine Federanschlag (33) ausgangsmäßig an einer Stufe (34) an, die an der Hülse (28) ausgebildet ist; der axiale Abstand H, in geschlossener Position des Ventilteils (22), zwischen dem eine Stufe bildenden Anschlagmittel in der Kammer (11) und dem einen Federanschlag (33) ist kleiner als der axiale Abstand H„ zwischen dem anderen Federanschlag (32) und dem Rückhalteteil (27), wobei ausgangsmäßig die zweite Schraubendruckfeder (31) der Wirkung der ersten Schraubendruckfeder

   (30) entgegensteht, bis der eine Federanschlag (33) an das eine Stufe bildende Anschlagmittel anschlägt, wonach lediglich die erste Schraubendruckfeder (30) auf das Ventilteil (22) wirkt, bis der andere Federanschlag (32) an das Rückhalteteil (27) anschlägt.
2. 2. Brennstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (28) in Anlage an den Ventilkörper (16) kommen kann, um die Maximalbewegung des Ventilteils (22) zu begrenzen.