DE3424892A1 - Kraftstoff-einspritzduese - Google Patents

Description

HOEGER, STELLRECHT & PARTNER 3424892

PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14.C-D 7000 STUTTGART 1

A 46 190 b Anmelder: Lucas Industries p.l.c,

k - 176 . Great King Street

4. Juli 1984 Birmingham B19 2XF

Großbritannien

Kraftstoff-Einspritzdüse

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzdüse mit einem Düsenkörper, mit einer in dem Düsenkörper ausgebildeten Bohrung, mit einem rings um eine Auslaßöffnung an dem im Betrieb in eine Brennkammer einer zugeordneten Brennkraftmaschine hineinragenden inneren Ende der Bohrung ausgebildeten Ventilsitz, mit einem in der Bohrung gleitverschieblich hin- und herbeweglichen Ventilelement, welches zum Zusammenwirken mit dem Ventilsitz ausgebildet ist, und mit einem am inneren Ende des Ventilelements vorgesehenen Ansatz, welcher die Auslaßöffnung mit Spiel durchgreift, wobei das Ventilelement und die Bohrung über etwa die halbe Länge des Ventilelements einen Spalt definieren, über den im Betrieb Kraftstoff von einem Kraftstoffeinlaß zu der Auslaßöffnung fließen kann und wobei der Ansatz bei von seinem Ventilsitz abgehobenem Ventilelement den Kraftstofffluß durch die Auslaßöffnung steuert.

Derartige Einspritzdüsen werden als sogenannte Zapfen-Einspritzdüsen bezeichnet und finden speziell bei gewissen Typen von Brennkraftmaschinen Verwendung. Durch

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geeignete Formgebung kann der Ansatz dazu dienen, das Profil des KraftstoffStrahls zu modifizieren, der durch die Auslaßöffnung des Ventils austritt, wobei die Form des Ansatzes auch dazu verwendet werden kann, die Kraftstoff durchflußmenge zu variieren. Wegen der Hitze in dem Verbrennungsraum, in den das innere Ende der Einspritzdüse im Betrieb hineinragt, besteht die Tendenz, daß sich an der Wand der Öffnung ein Kohleniederschlag bildet, welcher die Funktion der Einspritzdüse beeinträchtigen kann. Die Geschwindigkeit, mit der sich eine Kohleschicht bildet, ist dabei in gewissem Umfang von der Kraftstoffqualität abhängig, so daß erwartet werden kann, daß bei einer zukünftigen Verschlechterung der Kraftstoffqualität verstärkte Probleme bezüglich der Bildung von Kohleniederschlägen an den Ventilelementen eintreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoff-Einspritzdüse der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß das Risiko der Bildung von Kohleniederschlägen auf ein Minimum reduziert wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoff-Einspritzdüse der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Bohrungsteil der Bohrung und der Teil des Ventilelements, welche den Spalt nicht definieren, derart ausgebildet sind, daß seitliche Bewegungen des Ansatzes in der Auslaßöffnung möglich sind.

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Mit anderen Worten wird also .ein Kraftstoff-Einspritzventil gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß das Ventilelement bezüglich des Düsenkörpers Kippbewegungen ausführen kann, welche seitliche bzw. radiale Bewegungen des Ansatzes bezüglich der Auslaßöffnung zur Folge haben, wobei durch diese seitlichen Bewegungen ein mechanischer Abrieb von sich gegebenenfalls bildenden Kohleschichten erreicht wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend, anhand einer Zeichnung noch näher erläutert, deren einzige Figur einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß wesentlichen Teile einer bevorzugten Ausführungsform einer Einspritzdüse gemäß der Erfindung zeigt.

Im einzelnen besitzt-.die in der Zeichnung gezeigte Einspritzdüse einen Düsenkörper 10, welcher abgestuft ist und sich in Richtung auf sein unteres bzw. im Gebrauch inneres Ende, welches im Betrieb in einen Verbrennungsraum einer zugeordneten Brennkraftmaschine hineinragt, verjüngt. Der Düsenkörper 10 ist in der Praxis an einem Träger oder Halter mittels einer Überwurfmutter befestigt. In dem Körper 10 ist eine Bohrung 11 vorgesehen, welche von dem einen größeren Durchmesser aufweisenden Teil des Körpers 10 bis in die Nähe des unteren Endes des dünneren Teils des- / selben reicht. Am unteren Ende der Bohrung 11 ist ein Ventilsitz 12 vorgesehen, welcher oberhalb einer Auslaßöffnung 13 liegt. Im mittleren Teil der Bohrung

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11 ist ein erweiterter Bereich 14 vorgesehen, welcher mit einem Kraftstoffeinlaß in Verbindung steht, der vorzugsweise in dem Träger oder Halter vorgesehen ist und mit dem erweiterten Bereich über einen Einlaßkanal 15 in Verbindung steht. Der Kanal 15 ist im Betrieb mit dem Auslaß einer Kraftstoff-Einspritzpumpe 16 verbunden. In der Bohrung 11 ist ein Ventilelement 17 angeordnet, welches an seinem dem Sitz 12 zugewandten Ende zum Zusammenwirken mit dem Sitz 12 ausgebildet ist. Das Ventilelement 17 trägt ferner einen Ansatz 18, der die Auslaßöffnung 13 mit Spiel durchgreift.

Derjenige Teil des Ventilelements 17, der sich zwischen dem erweiterten Bereich 14 und dem Sitz 12 befindet, besitzt einen verringerten Durchmesser, so daß sich ein Ringspalt 19 ergibt, der über den erweiterten Bereich 14 mit dem Einlaßkanal 15 in Verbindung steht.

Das Ventilelement 17 besitzt an seinem vom Sitz 12 abgewandten Ende ferner einen Zapfen, der einen Federteller 21 trägt, an dem sich eine Schrauben-Druckfeder 22 abstützt. Die Feder 22 ist vorzugsweise in einer belüfteten Kammer des Trägers bzw. Halters montiert.

Wenn dem erweiterten Bereich 14 im Betrieb unter Druck stehender Kraftstoff von der Kraftstoffpumpe 17 zugeführt wird, dann wirkt der Kraftstoffdruck auf die Differenzfläche des Ventilelements 17, so daß sich eine Kraft ergibt, die das Ventilelement 17 entgegen der Federkraft der Feder 22 anheben möchte. Wenn die

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Federkraft dann überwunden wird, dann wird das Ventilelement 17 von seinem Sitz 12 abgehoben, so daß Kraftstoff durch den Ringspalt 19 zu der Auslaßöffnung 13 fließen kann. Der Ansatz 18 besitzt dabei ein solches Profil, daß der Kraftstofffluß durch die -Auslaßöffnung 13 gesteuert wird, wobei das Profil so gestaltet werden kann, daß die Form des aus der Auslaßöffnung 13 austretenden KraftstoffStrahls geändert bzw. beeinflusst wird und/oder so, daß die Kraftstoffmenge, welche durch die öffnung 13 hindurchtreten kann, beeinflusst bzw. geändert wird.

Da der verjüngte Teil des Düsenkörpers, wie oben erwähnt, im Betrieb in einen Verbrennungsraum einer zugeordneten Brennkraftmaschine hineinragt, wird dieser Teil durch den Verbrennungsprozess erhitzt, so daß der Kraftstoff die Tendenz, hat, an den. Wandflächen der öffnung 13 und des Ansatzes 18 sowie des stromabwärts gelegenen Teils des Sitzes 12 zu verbrennen, wobei sich auf den Wandflächen eine Kohleschicht bilden kann, welche den Betrieb der Einspritzdüse beeinträchtigt. Um die Tendenz zur Bildung von Kohleniederschlägen auf ein Minimum zu reduzieren, wird derjenige Teil der Bohrung 11, welcher zwischen dem erweiteren Bereich 14 und dem dickeren Teil des Grundkörpers 10 liegt - dieser Teil ist mit dem Bezugszeichen 11A bezeichnet - sowie derjenige Teil des Ventilelements 17, der sich in diesem Teil 11A der Bohrung 11 befindet, so ausgebildet, daß seitliche Bewegungen des Ansatzes

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18 in der Auslaßöffnung 13 ermöglicht werden. Es wurde festgestellt/ daß durch diese konstruktive Ausgestaltung das Risiko der Bildung von Kohleschichten an den genannten Teilen beträchtlich verringert wird. Die seitlichen Bewegungen des Ventilelements 17 werden beim Ausführungsbeispiel dadurch ermöglicht, daß sich der Teil 11A der Bohrung 11 ausgehend von dem erweiterten Bereich 14 derselben konisch nach oben verjüngt. Der zugeordnete Teil des Ventilelements 17 ist dagegen exakt kreiszylindrisch ausgebildet, was im Betrieb dazu führt, daß das Ventilelement 17 die Tendenz, hat, Kippbewegungen um das von dem erweiterten Bereich 14 abgewandte Ende des Teils 11A der Bohrung 11 auszuführen. Die radiale Spaltbreite zwischen dem Bohrungsteil 11A und dem Ventilelement 17 beträgt beim Ausführungsbeispiel angrenzend an den erweiterten Bereich 14 0,003 mm und an dem entgegengesetzten (äußeren) Ende des Bohrungsteils 11A nur 0,001 mm. Die seitlichen Kippbewegungen führen zu einer mechanischen Entfernung eines sich bildenden Kohleniederschlags, sollten jedoch nicht so groß sein, daß ein Metall/Metall-Kontakt zwischen dem Ansatz 18 und der Wand der Auslaßöffnung 13 eintreten kann.

Claims (4)

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2. PATENTANWÄLTE UHLANDSTRASSE 14 ο ■ D 7OOO STUTTGART 1
3. A 46 190 b Anmelder: Lucas Industries p.l.c, k - 176 Great King Street
4. 4. Juli 1984 Birmingham B19 2XF

   Großbritannien

   Patentansprüche

   Kraftstoff-Einspritzdüse mit einem Düsenkörper, mit einer in dem Düsenkörper ausgebildeten Bohrung«, mit einem rings um eine Auslaßöffnung an dem im Betrieb in eine Brennkammer einer zugeordneten Brennkraftmaschine hineinragenden inneren Ende der Bohrung ausgebildeten Ventilsitz, mit einem in der Bohrung gieitverschiebiich hin- und herbewegiichen Ventiielement, welches zum Zusammenwirken mit dem Ventilsitz ausgebildet ist, und mit einem am inneren Ende des Ventilel·ements vorgesehenen Ansatz, wel·cher die Ausiaßöffnung mit Spiel· durchgreift, wobei das Ventiielement und die Bohrung über etwa die halbe Länge des Ventilel·ements einen Spait definieren, über den im Betrieb Kraftstoff von einem Kraftstoffeiniaß zu der Ausl·aßöffnung f^eßen kann und wobei der Ansatz bei von seinem Ventiisitz abgehobenem Ventil·- el·ement den Kraftstofff^ß durch die Ausiaßöffnung steuert,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrungsteil· (11A) der Bohrung (11) und der Teil· des Ventil·el·ements (17), we^he den Spa^ (19) nicht definieren, derart ausgebiidet sind,

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   daß seitliche Bewegungen des Ansatzes (18) in der Auslaßöffnung (13) möglich sind.

   2. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrungsteil (11A) sich in Richtung auf sein vom Ventilsitz (12) abgewandtes Ende konisch verjüngt und daß der innerhalb des
   Bohrungsteils (11A) befindliche Teil des Ventilelements (17) zylindrisch ausgebildet ist.

   3. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Spalt zwischen dem Bohrungsteil (1.1A) und dem Ventilelement (17) am
   weiteren Ende des Bohrungsteils 0,003 mm und am
   engeren Ende des Bohrungsteils (11A) 0,001 mm beträgt.

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