DE3417657A1

DE3417657A1 - Einspritzduese fuer fluessige medien, insbesondere kraftstoff

Info

Publication number: DE3417657A1
Application number: DE19843417657
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. 5160 Düren Rohs
Original assignee: Individual
Current assignee: Calsim Gesellschaft fur Simulationstechnik Mbh 5
Priority date: 1984-05-12
Filing date: 1984-05-12
Publication date: 1985-11-21
Also published as: DE3417657C2

Description

EINSPRITZDÜSE FÜR FLÜSSIGE MEDIEN, INSBESONDERE KRAFTSTOFF
Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für flüssige Medien, insbesondere Kraftstoff, bestehend aus einem Düsenkörper mit einem Einlaßkanal und daran anschließenden, tangential in einen Drallraum gerichteten Drallkanälen sowie einem zentralen, im Kern des Düsenkörpers angeordneten Rückführkanal, wobei der Drallraum im wesentlichen aus einer ringförmigen Ausnehmung im Düsenkörper und einer hierauf befestigten, mit einer zentralen Auslaßöffnung versehenen Abdeckplatte gebildet ist, die mit der Stirnfläche des vom Drallraum begrenzten Kernes des Düsenkörpers einen scheibenförmigen Spalt bildet, der die Drallkammer einerseits mit der Auslaßöffnung der Abdeckplatte und andererseits mit dem Rückführkanal verbindet und wobei der Querschnitt der Auslaßöffnung um ein Mehrfaches größer ist, als die Mantelfläche des scheibenförmigen Spaltes.
Eine solche Einspritzdüse ist aus der DE-PS 24 07 856 bekannt und hat sich für Abspritzmengen von 0,05-lOkg/h gut bewährt. Die zunehmenden Erfordernisse an die Reinhaltung der Umwelt sowie an die Wirtschaftlichkeit von Verbrennungseinrichtungen und Motoren machen eine weitere Verminderung der Abspritzmengen auf extrem kleine Werte erforderlich.
Einer Verfeinerung der Einspritzdüsen sind jedoch Grenzen gesetzt. So ist eine Verminderung des Bohrungsquerschnittes der Düse keine Lösung, denn dies würde leicht zu Verstopfungen durch Verunreinigungen oder Zubrennen führen. Man hat auch schon versucht, den Düsenkörper aus Edelstein, Glas oder dgl. herzustellen, um eine dünne Grenzschicht durch eine glatte Oberfläche zu erhalten. Die Bildung der Grenzschicht stellt nämlich ein weiteres Hindernis dar.
Auch ein Absaugen der Rückführbohrung wäre ungeeignet, da dies ein unerwünschtes Geräusch verursachen würde.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzdüse der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sie ohne großen Mehraufwand in zuverlässiger Weise auch die Abgabe extrem kleiner Abspritzmengen ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.
Durch diese Ausbildung wird die Rückführmenge so stark vergrößert, daß trotz der Zuführung relativ großer Spritzgutmengen extrem kleine Abspritzmengen übrig bleiben. Nimmt beispielsweise eine Einspritzdüse der bekannten Bauart etwa 50% des zugeführten Mediums durch den Rückführkanal weg, so werden durch die erfindungsgemäßen Injektorkanäle weitere 40% des zugeführten Mediums abgezogen, so daß eine Abspritzmenge von ca. 10% übrig bleibt.
Durch die Erfindung ist auch eine deutliche Energie- und Materialeinsparung möglich. So kann, statt einer Ölheizungspumpe, die bisher mit etwa 25bar betrieben wurde, nun eine solche mit 15bar benutzt werden.
Mit Hilfe der Injektorbohrung wird im Rückführkanal ein Unterdruck erzeugt, der genügend Flüssigkeit aus dem Drallraum absaugt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig.l einen Längsschnitt durch eine im Düsenhalter angeordnete Einspritzdüse Fig.2 einen Querschnitt durch eine Einspritzdüse nach der Linie II-II in Fig.3, Fig.3 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform einer Einspritzdüse und Fig.4 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 1 durch eine andere Ausführungsform.
Fig.l zeigt einen Düsenhalter 1, mit einer darin gehaltenen Einspritzdüse 2 und einer zu dieser führenden Zuleitung 3 für das zu spritzende Medium und einem von dieser ausgehenden, zentralen Rückleitungskanal 4.
Die Einspritzdüse 2 besteht im einzelnen aus einem Düsenkörper 5, in dessen einer Stirnfläche konzentrische Nuten 6,7 vorgesehen sind. Auf der Stirnfläche des Düsenkörpers 5 ist eine mit einer zentralen Auslaßöffnung 9 versehene Abdeckplatte 8 befestigt (Fig.3) Die von der Nut 6 und der Abdeckplatte 8 gebildete ringförmige Aufnahmekammer 11 ist durch eine im Düsenkörper 5 vorgesehene als Einlaßkanal dienende Bohrung 10 mit der Zuleitung 3 verbunden.Wie Fig.2 zeigt, sind zwischen der Aufnahmekammer 11 und einem von der inneren ringförmigen Nut 7 und der Abdeckplatte 8 gebildeten Drallraum 12 tangentiale Drallkanäle 13 vorgesehen.
Die Stirnfläche des vom Drallraum 12 umgebenen Kernes 14 des Düsenkörpers 5 bildet mit der Abdeckplatte 8 einen Scheibenspalt 15, dessen Mantelfläche um ein Vielfaches kleiner ist, als der Querschnitt der Auslaßöffnung 9 in der Abdeckplatte 8.
Es kann sogar vorgesehen sein, daß sich die Abdeckplatte elastisch an die Stirnfläche des Kernes 14 anlegt und der Scheibenspalt 15 somit im Ruhezustand praktisch gleich Null ist und sich erst bei entsprechendem Spritzdruck um ein geringes vergrößert.
Gemäß Fig.l weist die Einspritzdüse 2 einen zentralen, an den Rückleitungskanal 4 anschließbaren Rückführkanal 17 auf, der als Durchgangsbohrung durch den Düsenkörper 5 ausgebildet ist und mit der Auslaßöffnung 9 fluchtet.
Wie Fig.3 deutlich erkennen läßt, ist der im Kern des Düsenkörpers 5 vorgesehene, zum Rückleitungskanal 4 führende Rückführkanal 17 in zwei Abschnitte 18,19 unterschiedlichen Durchmessers unterteilt. Der von der Stirnfläche des Kernes 14 ausgehende Abschnitt 18 hat einen Querschnitt etwa in der Größenordnung oder etwas größer als der Querschnitt der Auslaßöffnung 9, während der obere Abschnitt 19 einen größeren Querschnitt aufweist. Hierdurch wird ein besonders günstige Rückführung des Spritzgutes ermöglicht.
Vom Abschnitt 19 des Rückführkanals 17 führen Injektorbohrungen 16 zur inneren Kante des Drallraumes 12. Hierdurch wird ein Teil des im Drallraum 12 befindlichen Spritzgutes in den Rückführkanal 17 umgeleitet.
Gemäß der Ausführung nach Fig.4 kann zusätzlich, ggf. auch anstelle der Injektorbohrungen 16 eine weitere Injektorbohrung 20 zwischen dem Rückführkanal 17 und der Aufnahmekammer 11 vorgesehen sein. Hierdurch wird der Abzug von Spritzgut vor demn Erreichen der Austrittsöffnung 9 noch verstärkt.
Vorteilhaft ist im Rückleitungskanal 4 in an sich bekannter Weise ein (nicht dargestelltes) Regelorgan zur weiteren Steuerung der Rückführmenge angeordnet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Einspritzdüse für flüssige Medien, insbesondere Kraftstoff, bestehend aus einem Düsenkörper mit einem Einlaßkanal und daran anschließenden, tangential in einen Drallraum gerichteten Drallkanälen sowie einem zentralen, im Kern des Düsenkörpers angeordneten Rückführkanal, wobei der Drallraum im wesentlichen aus einer ringförmigen Ausnehmung im Düsenkörper und einer hierauf befestigten, mit einer zentralen Auslaßöffnung versehenen Abdeckplatte gebildet ist, die mit der Stirnfläche des vom Drallraum begrenzten Kernes des Düsenkörpers einen scheibenförmigen Spalt bildet, der die Drallkammer einerseits mit der Auslaßöffnung der Abdeckplatte und andererseits mit dem Rückführkanal verbindet und wobei der Querschnitt der Auslaßöffnung um ein Mehrfaches größer ist, als die Mantelfläche des scheibenförmigen Spaltes, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abspritzen extrem kleiner Mengen des flüssigen Mediums der Drallraum (12) und/oder eine diesen umgebende, mit ihm und dem Einlaßkanal (3) verbundene Aufnahmekammer (11) mittels mindestens einer Injektorbohrung (16,20) unmittelbar mit dem Rückführkanal (17) verbunden ist.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Rückleitungskanal (4) ein Regelorgan angeordnet ist.
3. Einspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Querschnitt der Injektorbohrungen (16,20) nicht mehr als 50% des Querschnittes des Rückführkanals (17) ausmacht.