DE3415905A1

DE3415905A1 - Lochduese fuer brennkraftmaschine mit direkteinspritzung

Info

Publication number: DE3415905A1
Application number: DE19843415905
Authority: DE
Inventors: Wolf Dr.-Ing. 7056 Weinstadt Boll
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1984-04-28
Filing date: 1984-04-28
Publication date: 1985-11-07
Also published as: DE3415905C2

Description

Lochdüse für Brennkraftmaschinen
mit Direkteinspritzung Die Erfindung bezieht sich auf eine Lochdüse für Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei heutigen Motoren wird neben den üblichen Forderungen nach hoher Leistung bei möglichst geringer Bauhöhe und günstigem Kraftstoffverbrauch auch zunehmend auf die Verringerung der Emission giftiger Abgase sowie ein geringes Verbrennungsgeräusch besonderen Wert gelegt. Die genannten Forderungen lassen sich nicht alle erfüllen, da sich die Vorzüge bei Brennkraftmaschinen mit Nebenkammer oder solchen ohne Nebenkammer aufgrund ihrer Brennverfahrensunterschiede nicht miteinander verknüpfen lassen. Bekanntlich lassen sich für Brennkraftmaschinen mit einer Drosselzapfendüse in der Nebenkammer weichere Verbrennungsabläufe und somit geringere Verbrennungsgeräusche erzielen als mit direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen, die jedoch den Vorteil eines niedrigeren Kraftstoffverbrauches haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung Maßnahmen an einer Lochdüse zu treffen, mit der dem Zündverzug mit seinen detonationsartigen Verbrennungsabläufen und den damit im Zusammenhang stehenden hohen Verbrennungsgeräuschen entgegengewirkt werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht.
Mit Maßnahmen dieser Art, durch die die Oberfläche der Düsenbohrung in einem bestimmten Bereich gezielt gestört wird, soll nicht nur die Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit beeinflußt werden sondern vor allem auch das Geschwindigkeitsgefälle in Abhängigkeit von Radius und Umfangswinkel am Strahlaustritt aus der Düse, denn das Geschwindigkeitsgefälle setzt sich nach Austritt des Strahles in eine Rotation der Tröpfchen um. Je höher hierbei das Geschwindigkeitsgefälle ist, desto geringer wird wegen der Fliehkräfte der Durchmesser der Tröpfchen.
Durch die Störung der Strömung in der Düse wird erreicht, daß sich Zündsträhnen bilden, die zunächst eine heterogene Gemischzone bewirken und damit eine beschleunigte Dieselverbrennung einleiten. Gleichzeitig wird verhindert, daß der Kraftstoffstrahl zu stark aufreißt und damit an Wurfweite verliert.
An der mantelförmigen Umhüllung des Kraftstoffstrahles ergibt sich somit ein Bereich mit feinen Tröpfchen, wodurch infolge der größeren Oberfläche bereits früher ein Verbrennungsprozeß eingeleitet und damit die Abkühlungsphase bei der Einspritzung des Kraftstoffstrahles abgekürzt wird. Dir damit verbundene Abkürzung des Zündvorganges bewirkt einen gleich- mäßigeren Druckanstieg und damit ein geringeres Verbrennungsgeräusch.
Aus der DE-OS 28 53 954 und DE-OS 27 50 928 sind zwar Einspritzdüsen mit einer Düsenbohrung bekannt, die aber über einen eintrittseitigen Teil oder über die gesamte Länge der Düsenbohrung einen nutenähnlichen Kanal aufweisen.
Bei diesen Ausführungen handelt es sich um Drosselzapfendüsen, die eine andere Einspritzcharakteristik haben; der Charakter des Strahles ändert sich hierbei mit zunehmendem Öffnungsquerschnitt. Ebenso bei der Ausführung nach der DE-OS 27 51 513, bei der im unteren Bereich der Düsenbohrung ein schräg verlaufender Kanal vorgesehen ist, durch den eine Aufteilung in einen Haupt- und Nebenstrahl erreicht werden soll.
Der Gegenstand der Ereindung ist anhand von in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch den unteren Teil einer Einspritzdüse mit wendelförmig verlaufenden Ausnehmungen in der Düsenbohrung Fig. 1a eine Ansicht von unten auf diese Einspritzdüse Fig. 2 einen Schnitt durch den unteren Teil einer Einspritzdüse mit einer in Achsrichtung der Düsenbohrung verlaufenden Ausnehmung Fig. 2a eine Ansicht von unten auf diese Einspritzdüse Fig. 3 einen Schnitt durch den unteren Teil einer Einspritzdüse mit gestauchten Zonen im Bereich der Düsenbohrung Fig. 3a eine Ansicht von unten auf diese Einspritzdüse.
In den Figuren ist der untere Teil des Düsenkörpers 1 einer Einspritzdüse 2 für Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung gezeigt. In dem Düsenkörper 1 ist eine entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffes öffnende Düsennadel 3 angeordnet, die einen konischen Dichtsitz 4 aufweist und in ihrer dargestellten Lage eine zylindrisch ausgebildete Düsenbohrung 5 verschließt. Die Düsenbohrung 5 ist im unteren Bereich, also mit Abstand vom Dichtsitz 4, mit einer von der Zylinderform abweichenden und als Störung für den Kraftstoffstrom wirkenden Oberfläche versehen, die gemäß Fig. 1 durch drei wendelförmig verlaufende Ausnehmungen 6 gebildet ist, welche am Umfang der Düsenbohrung 5 gleichmäßig verteilt angeordnet sind (Fig. la).
Die in Fig. 2 gezeigte Düsenbohrung 5 enthält als Störung eine einzige und parallel zur Achse der Düsenbohrung 5 verlaufende Ausnehmung 7, die nach Fig. 2a eine Breite von etwa zwei Drittel des Düsenbohrungsdurchmesser aufweisen kann.
Die Düsenbohrung 5 gemäß Fig. 3 ist lediglich am Mündungsbereich verformt. Die hier als Störung wirkende Verformung ist durch Stauchung 8 gebildet, durch die sich eine Engstelle in Form von einander gegenüberliegenden Ausdrückengen 8a, 8b nach Fig. 3a ergibt.

Claims

Patentansprüche Qi Lochdüse für Brennkraftmaschinen mit Direkteinspritzung, mit einer im Düsenkörper längsverschiebbar gelagerten und durch den Kraftstoffdruck von ihrem Düsennadelsitz abhebenden Düsennadel sowie mit einer Zylinderform aufweisenden Düsenbohrung für das Durchströmen des Kraftstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenbohrung (5) mit Abstand von ihrem einlaßseitigen Bereich mit einer von der Zylinderform abweichenden und als Störung für den abzuspritzenden Kraftstoffstrahl wirkenden Oberfläche versehen ist.
2. Lochdüse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Oberflachenstörung eine parallel zur Achse der Düsenbohrung (5) verlaufende Ausnehmung (7) vorgesehen ist.
3. Lochdüse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Oberflächenstörung am Umfang der Düsenbohrung verteilte und wendelförmig verlaufende Ausnehmungen (6) angeordnet sind.
4. Lochdüse nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß zur Oberflächenstörung der austrittsseitige Mündungsbereich der Düsenbohrung (5) durch Stauchen (8) verengt ausgebildet ist.