DE3432663A1

DE3432663A1 - Intermittierendes drall-einspritzventil

Info

Publication number: DE3432663A1
Application number: DE19843432663
Authority: DE
Inventors: Kenji Komaki Aichi Imai; Kiyomi Kawamura; Masanobu Inazawa Aichi Kimura; Akinori Saito; Masatoshi Nagoya Aichi Yamada
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1983-09-05
Filing date: 1984-09-05
Publication date: 1985-03-28
Also published as: JPH0530987B2; US4629127A; GB8422265D0; GB2148387A; JPS6056165A; GB2148387B

Description

KABUSHlKl KAISHA TOYOTA CHUO KENKYUSHO
Aichi, Japan

Intermittierendes Drall-Einspritzventil

Die Erfindung bezieht sich auf ein intermittierendes Drall-Einspritzventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das also in einer Brennkraftmaschine mit Brennstoffeinspritzung wie einem Dieselmotor verwendet wird und den Brennstoff mit Hilfe tangentialer Passagen und einer Drallkammer so verdrallt, daß er durch eine Sprühöffnung im wesentlichen in konischer Form abgesprüht wird.

Hintergrund der Erfinduri£

Bei einem bekannten intermittierenden Drall-Einspritzventil der Gattung, zu der auch die Erfindung gehört, ist eine Ventilnadel gleitfähig in einer in einem Ventilkörper gebildeten Ventilbohrung eingepaßt. Zwischen der Bohrungswand und der zylindrischen Oberfläche der Ventilnadel ergibt sich unvermeidlich ein gewisser Spalt. Damit eine Leckage von unter Druck stehendem Brennstoff durch diesen Spalt verhindert wird, wurde dieser bisher unter Anwendung eines Entwurfs oder eines Herstellungsverfahrens gebildet, gemäß dem der Spalt sehr klein, typisch in der Größenordnung von zwei bis fünf Mikrometer, hergestellt wird, oder er wird mit einer hydrodynamischen Anordnung versehen. Es ist jedoch schwierig, einen sehr kleinen Spalt mit gleichförmiger Genauigkeit herzustellen.

Da außerdem das intermittierende Drall-Einspritzventil einen großen Sprühwinkel aufweist, bleiben gelegentlich Brennstofftropfen an der Wand der Brennkammer oder der Ansaugverzweigung der Brennkraftmaschine hängen. Zur Vermeidung dieses Hängenbleibens ist es erforderlich, den Sprühwinkel auf einen für die Gestaltung oder Dimensionierung der Brennkammer oder des Ansaugstutzens geeigneten Wert zu justieren. Der Sprühwinkel der bekannten intermittierenden Drall-Einspritzventile kann jedoch nicht ohne weiteres auf einen gewünschten

Wert geändert werden.

Andererseits soll für den Motor der Energieverlust zum Antreiben der Einspritzpumpe erniedrigt werden und soll für eine gegebene Menge des eingespritzten Brennstoffs die Einspritzperiode so kurz als möglich werden. Insofern soll der Strömungswiderstand in der Sprühbohrung oder im Brennstoffkanal soweit als möglich reduziert werden und es ist folglich nicht zweckmäßig, den Durchmesser der Sprühbohrung auf einen extrem niedrigen Wert zu reduzieren.

Der Brennstoff wird in Form eines Konus mit einem Hohlraum in der Mitte gesprüht. Fremdstoffe wie Kohlenpartikeln können durch den Hohlraum in die Sprühöffnung eindringen und diese verstopfen. Das Eindringen von Fremdstoffen in die Sprühöffnung muß also verhindert werden. Bei den bekannten intermittierenden Drall-Einspritzventilen ist es jedoch praktisch unmöglich, dieses Eindringen von Fremdstoffen zu verhindern.

Bei Direkteinspritz-Brennkraftmaschinen ist die Brennkammer dadurch gebildet, daß sich an der Oberseite des Kolbens eine Ausnehmung befindet. Anders als bei Brennkraftmaschinen mit einer Drall kammer und einer Vorbrennkammer weist diese Maschinenart keine Kanäle auf, über die die Kammern mit der Brennkammer kommunizieren, was sich in einem relativ niedrigen Verdichtungsverhältnis auswirkt. Die Direkteinspritz-Brennkraftmaschine ist insofern vorteilhaft, als sie einen niedrigeren Reibungsverlust und einen niedrigeren Brennstoffverbrauch hat. Sie wird bisher also in großem Umfang für Großmotoren verwendet.

Andererseits ist eine kleine Maschine mit Zylindern kleinen Durchmessers im Vergleich zu einer großen Maschine nachteilig hinsichtlich der Formierung des Gemischgases.

Bei einer bekannten Direkteinspritz-Brennkraftmaschine sprüht ein im wesentlichen auf das Zentrum der in der Oberseite des Kolbens gebildeten Ausnehmung gerichtetes Brennstoffeinspritzventil eine Mehrzahl von Sprühströmen radial von einer Mehrzahl von Sprühbohrungen aus. Mit dieser Anordnung ist ein Ansaugwirbel, der vom Ansaugventil

— D —

und dem Ansaugkanal während der Ansaugoperation des Motors gebildet wird, selbst noch am Ende des Kompressionshubs vorhanden, so daß das Gemischgas gebildet wird, während die Brennstoff-Sprühströme gerade in der Drallrichtung des Wirbels in der Ausnehmung gezogen werden. Der Durchmesser der Ausnehmung beträgt allgemein 40 bis 70 % des Kolben- oder Zylinderdurchmessers. Bei einem kleinen Motor, bei dem der Kolbendurchmesser 100 mm oder weniger beträgt, ist der Durchmesser der Ausnehmung gering, so daß das Verdichtungsverhältnis nicht wesentlich erhöht werden kann, ohne den Durchmesser der Ausnehmung zu verkleinern. Die Maschine leidet also unter dem Nachteil, daß die Brennstoff-Sprühströme, die radial von den Sprühbohrungen des Brennstoffeinspritzventils eingespritzt oder eingesprüht werden, auf die Innenwand der Ausnehmung treffen und auf dieser einen Film bilden oder als große Tropfen verbleiben. Als Ergebnis hiervon wird der Brennstoff nicht effektiv verbrannt. Die Menge des Gemischgases, das für die Verbrennung zur Verfügung steht, wird also vermindert, so daß bei gleichzeitiger Erhöhung des Brennstoffverbrauchs die Maschinenleistung abnimmt. Außerdem kann die Maschine zum Ausstoßen von Rauch neigen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bereits in Erwägung gezogen worden, ein Drall-Einspritzventil zu verwenden, dessen Durchdringungskraft so klein ist, daß die Brennstoff sprühung die Innenwand der Ausnehmung nicht erreicht. Ist jedoch das Drall-Einspritzventil gemäß üblichem Entwurf und Herstellungsverfahren hergestellt, so ist der Sprühwinkel verhältnismäßig groß. Auch wenn der Sprühstoff nicht auf die Wand der Brennkammer auftrifft, hat er doch die Tendenz, an der Oberseite des Kolbens anzuhaften. Außerdem bewegen sich, da die Durchdringungskraft der Sprühung extrem niedrig ist, die Brennstofftropfen nicht weit in die Brennkammer hinein.

Brenn stofftropf en, die ihre Bewegung in der Brennkammer beenden, verbrennen nicht, da sie von Verbrennungsgas eingehüllt werden. Diese Tropfen müssen also eine ausreichende Bewegungsgröße haben, um sich so lange in der Brennkammer zu bewegen, bis sie verbrannt sind. Die Direkteir.spritz-Brenrikraftmaschine sollte also ein Drall-Einspritzventil verwenden, dessen Sprühwinkel höchstens 75 beträgt.

Jedoch sind ein Entwurf und ein Herstellungsverfahren für ein derartiges Drall-Einspritzventil bisher noch nicht realisiert worden.

Zusammengefaßte Darstellung der Erfindung

Zur Optimierung der Betriebsweise des Ventils durch entsprechende Formung des Spalts, des Sprühwinkels und der Sprühöffnung des intermittierenden Drall-Einspritzventils sind im Rahmen von Studien, die zur Erfindung geführt haben, zahlreiche Experimente und Analysen durchgeführt worden und es wurde herausgefunden, daß die Dimensionierung des Spalts den Sprühwinkel und den Kapazitätkoeffizienten erheblich beeinflussen. Bisher wurden die Spaltdimensionen nur in Bezug zum Problem des Verhinderns des Leckens von Brennstoff in Betracht gezogen. Die Studien haben jedoch ergeben, daß der Spalt ein wesentlicher Faktor ist, der die Gesamt-Betriebsweise des Drall-Einspritzventils beeinflußt. Um also zu ermöglichen, daß das Drall-Einspritzventil optimale Eigenschaften beispielsweise unter Bezug auf den beschriebenen Sprühwinkel, auf den Kapazitätskoeffizienten und auf die Brennstoff-Sprühbewegung zeigt, wird ein Herstellungsverfahren eingeführt, bei dem die Faktoren des Einspritzventils wie die Querschnittsfläche A des Spalts, der Durchmesser d der Sprühöffnung und die Querschnittsfläche A der tangentialen Kanäle auf Werte festgesetzt werden, die den Ventilbetrieb optimieren, wodurch ein intermittierendes Drall-Einspritzventil geschaffen wird, das im Vergleich zu den bekannten Einspritzventilen eine erheblich verbesserte Betriebsweise aufweist.

Unter Berücksichtigung dieser Darlegungen soll durch die Erfindung in erster Linie ein intermittierendes Drall-Einspritzventil geschaffen werden, das gewünschte Werte für den Sprühwinkel, den Kapazitätskoeffizienten und die Brennstoff -Sprühbewegungsweite ergibt, indem die Spaltfläche A , der Sprühbohrungsdurehmesser d usw. herangezogen werden, wodurch ein derartiges Ventil geschaffen wird, das den Betriebsbedingungen einer Brennkraftmaschine angepaßt ist.

Vorzugsweise soll das erfindungsgemäße Drall-l£inspritzventil auch von einfacher Konstruktion sein, leicht herzustellen und zu installieren

sein, von hoher und gleichförmiger Genauigkeit sein, ausgezeichnete Sprühcharakteristiken liefern und hohe Betriebsleistung mit niedrigem Druckverlust zeigen, und es soll das Eindringen von Fremdstoff in die Sprühöffnung verhindert werden.

Diese Ziele werden durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung erreicht. Gemäß bevorzugten Ausführungen der Erfindung, ausgehend von der Dimensionierung, daß d =0,4 bis 1,0 mm und cc = 20 bis 70 , erfüllt das Einspritzventil die folgenden Bedingungen:

<5.66, für 0.4 mm <d_e <0.9 mm, und

A_G + Ag cos θ

^{sin Θ} 1 _ 4 34

<
A_c + Ag cos θ * d_e - 0.8

für 0.9 mm £ d_e < 1.0 im.

Für A =0 werden sowohl (A sin Q)/(A + A cos Θ) als auch G ein

^c g ^c _o g

Maximum. 1st in diesem Zusammenhang Θ 80 oder größer, so wird die Zahl der tangentialen Passagen erhöht und infolgedessen der Strömungswiderstand vergrößert. In der Praxis ist es schwierig, ein intermittierendes Drall-Einspritzventil mit Θ >· 80° herzustellen. Θ wird deshalb vorzugsweise auf 80 festgesetzt (Θ = 80 ). Ist A =0, so ereibt sich somit der Wert von (A sin ©)/(A + A cos Θ) zu 5,66.

g ^c g

Das intermittierende Drall-Einspritzventil gemäß der Erfindung kann so hergestellt werden, daß es die gewünschten Werte des Sprühwinkels, des Kapazitätskoeffizienten und der Brennstoff sprüh-Bewegungsweite hat, indem die oben angegebenen Bedingungen erfüllt werden, indem also der Sprühwinkel <£ des Brennstoffs, die Fläche A der tangentialen Kanäle, die Fläche A des Spalts zwischen der Wand der Ventilbohrung und der Außenwand der Ventilnadel und der Winkel θ zwischen der zentralen Achse jedes tangentialen Kanals und der zentralen Achse der Ventilnadel entsprechend gewählt werden.

Im Rahmen der Studien, die zur Erfindung geführt haben, wurden zahlreiche Versuche und Analysen zur Bestimmung der angegebenen Grenzwerte durchgeführt, indem verschiedene Faktoren eines intermittierenden Drall-liinspritzventils, das für eine Brennkraftmaschine verwen-

_ 9 —

det wurde, betrachtet wurden.

Speziell wird der Sprühwinkel (α = 75°), der sich für einen Direkteinspritz- Dieselmotor eignet, der das intermittierende Drall-Einspritzventil gemäß der Erfindung verwendet, durch vier Parameter bestimmt, nämlich durch den Durchmesser d der Sprühöffnung, die Fläche A
der tangentialen Kanälen, die Fläche A des Spalts zwischen der Wand der Ventilbohrung und der Außenwand der Ventilnadel im Einspritzventil und den Brennstoff-Einströmwinkel Θ in Bezug auf die Drallkammer.

Übersicht über die Zeichnung

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Figuren 1 bis 5 schematisch in teilweisem Querschnitt ein intermittierendes Drall-Einspritzventil, auf das das technische Konzept der Erfindung anwendbar ist;

Figuren 6 und 7 graphische Darstellungen, die Faktoren angeben, welche am geeignetsten für das erfindungsgemäße intermittierende Drall-Einspritzventil sind;

Figuren 8, 9 und 10 Schnitte durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen intermittierenden Drall-Einspritzventils;

Figur 11 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen intermittierenden Drall-Einspritzventils; und

Figur 12 einen Vertikalschnitt durch das Einspritzventil nach Figur 11 im offenen Zustand.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Es sind drei Typen intermittierender Drall-Einspritzventile A, B und C vrfüü'.rar, die ir. .ion Figuren 1. < l>rw. ;> dar^estellr sind und ;n denen der Brennstott verwirbelt wird. Jeweils ist em Ventilschaft oder eine Ventilnadel 1 in einer Ventilbohrung 2 in Axialrichtung um ein

Stück gleitend verschiebbar angeordnet. Die Ventilbohrung 2, die in einer Drallkammer 5 mündet, welche in eine Sprühöffnung 14 übergeht, ist in einem Ventilkörper 7 gebildet. Beim Einspritzventil A nach Figur 1 ergeben tangentiale Nuten 4 Kanäle in der zylindrischen Überfläche der Ventilnadel 1. Beim Einspritzventil B nach Figur 2 kommunizieren tangentiale Kanäle 6 mit der Drallkammer 5 des Ventils. Schließlich sind beim Einspritzventil C nach Figur 3 an der Außenwand eines zwischen der Innenwand 8 des Ventilkörpers 7 und der Ventilnadel 1 eingefügten Unterteilungsglieds 9 tangentiale Nuten 10 gebildet. Bei jedem dieser Einspritzventile A, B und C soll, damit die Ventilnadel 1 gleiten kann, ein Spalt S zwischen der Wand der Ventilbohrung 2 und der zylindrischen Oberfläche der Ventilnadel 1 gemäß den Figuren 1, 2 oder 3 vorhanden sein. Beim Einspritzventil fließt Brennstoff F durch den Spalt S in die Drallkammer 5, er fließt also in einer Richtung y, wodurch die Verwirbelung des Brennstoffs in der Drallkammer 5, die durch den Durchtritt des Brennstoffs durch die tangentialen Nuten 4 oder 10 oder die tangentialen Kanäle 6 bewirkt wird, vermindert wird. Als Ergebnis hiervon wird der Sprühwinkel der Einspritzventile A, B oder C verkleinert.

Es wird angenommen, daß, wie in den Figuren 4 und 5 veranschaulicht ist, die Geschwindigkeit des fließenden Brennstoffs im Spalt ί mit V und in den tangentialen Nuten 4 oder den tangentialen Kanälen 6 zur Drallkammer 5 mit V , die Fläche der tangentialen Nuten 4 oder der tangentialen Kanäle 6 zur Drallkammer 5 mit A , die Fläche des Spalts zwischen der Wand der Ventilbohrung 2 und der zylindrischen Wand der Ventilnadel 1 im Einspritzventil mit A und der Brennstoff-Einströmwinkel in Bezug zur Drallkammer 5 mit θ bezeichnet sind. Dann ist entsprechend der Bewegung des fließenden Brennstoffs die Bewegungsgröße in Drallrichtung:

Ul-Vj. = P-Ag-Vg (Vg ΞΙΠ θ), ... (D

wobei g die Dichte des Brennstoffs bezeichnet.

Die Bewegungsgröße in der Richtung der y-Achse ist:

m-V_y = P-Ac-Vc² 4· P-Ag-Vg-(Vg cos Θ) . ... (2)

üas Verhältnis von (1) zu (2) beträgt also:

	- 11	-	sin	θ)	3	432	663
ra-V_r	PAqVq (V_g	g(Vg	COS θ)
-Vy	pA_cV_c ² + PAgV	θ
v_r	AqVq² Sin	cos	θ	• ·	. (3)
Vy	A_CV_C ² + AgVg²

Die Geschwindigkeit V ist eine Drallgeschwindigkeitskomponente und die Geschwindigkeit V eine y-Achsen-Geschwindigkeitskomponente. Die Geschwindigkeiten V und V beeinflussen den Winkel des Sprühkegels, und zwar erhöht sich dieser Sprühwinkel, wenn die Drallgeschwindigkeit V erhöht wird oder die y-Achsen-Geschwindigkeit V erniedrigt wird.

Im allgemeinen ist V = V . Der Ausdruck (3) kann deshalb wie folgt umgeschrieben werden:

V_r A_a sin θ

—b—- a _ ι λ \

V_y A_c + Ag cos θ ' * ' * ^{v ;}

Gemäß dem Ergebnis zahlreicher Versuche und Analysen können die Sprühwinkel χ und die Werte des Ausdrucks (4), (A sin Θ)/(Α + A

^F g ^c g

cos Θ) die in Figur 6 dargestellten Werte haben.

Ein Einspritzventil mit einem Sprühwinkel QL gleich oder kleiner 75 , das sich für einen Direkteinspritz-Dieselmotor eignet, kann mit Einspritzventilfaktoren in den durch schräge Linien in Figur 7 angezeigten Bereichen ausgeführt sein. Figur 7 basiert auf Figur 6 und zeigt die erwähnten vier Parameter.

Ist α kleiner als 20°, so trifft der gesprühte Brennstoff auf die Wand der Brennkammer auf, wodurch beispielsweise die Schwierigkeit entsteht, daß Sprühpartikel ungleichförmig werden, ihre Ausdehnung vergrößern und die Sprühung einen flüssigen Film an der Wand bildet. Ist oc größer als 75 , so hat der gesprühte Brennstoff die Neigung, unmittelbar am oberen Teil des Kolbens oder an den Rändern der Ausnehmungen oder Öffnungen hängenzubleiben, was die gleichen ^c'i iui"tprici<pitf>ti mit '-li'h bringt.

Unter Berücksichtigung der Erscheinung der Belegung von Kohlenstoff kann der Durchmesser d der Sprühöffnung IA folgendermaßen eingegrenzt werden:

0.3 mm s d_e < 1.2 mm.

1st der Durchmesser d kleiner als 0,3 mm, so ist der Durchgangswiderstand hoch und insofern die Flußrate unzureichend mit dem Ergebnis, daß die Sprühperiode verlängert wird und somit die Verbrennung ungünstig beeinfluß wird. Ist andererseits d größer als 1,2 mm, dann kann sich leicht die Kohlen stoff belegung erhöhen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.

Erste Ausführungsform (Figuren 8 bis IQ)

Bei diesem intermittierenden Drall-Einspritzventil nach der ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilschaft oder die Ventilnadel 1 gleitfähig in der im unteren Endteil des Ventilkörpers 7 gebildeten Ventilbohrung 2 eingepaßt. An der Grund-Endfläche der Ventilnadel 1 greift eine Schraubenfeder 11 an. Die Ventilbohrung 2 geht in einen konischen Ventilsitz 13 über, der im unteren Ende des Ventilkörpers gebildet ist und das konische Ende 12 der Ventilnadel 1 aufnimmt. Der konische Ventilsitz 13 geht in die Sprühöffnung IA über, die an der unteren Endfläche des Ventilkörpers 7 offen ist. Im Ventilkörper 7 in dem Bereich, der die Grenzlinie zwischen dem zylinderförmigen Körper der Ventilnadel 1 und deren konischem Ende 12 umgibt, ist die zylindrische Drallkammer 5 gebildet. Im unteren Endteil Ges Ventilkörpers 7 sind Versorgungskanäle 15 ausgebildet, von deren jeweiligem Ende zur Drallkammer 5 die verbindenden Kanäle 6 verlaufen, die als tangentiale Passagen entlang der Verbindungsrichtung in der zylindrischen Wand der Drallkammer ausgebildet sind und von den linden der Kanäle 15 ausgehen.

Dieses Einspritzventil ist also so gestaltet, daß, wenn der Brennstoff in der Drall kammer, in die er über die Versorgungskanäle 15 und die tangentialen Kanäle 6 gelangt, einen hohen Druck annimmt, sich die

— 1 ^ ίο ~

Ventilnctdel 1 vom Ventilsitz 13 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 11 abhebt mit der Folge, daß zwischen dem konischen Ende 12 der Ventilnadel 1 und dem Ventilsitz 13 ein Spalt entsteht. Über diesen Spalt kommuniziert die Drallkammer 5 mit der Sprühöffnung 14 so, daß das Einspritzventil geöffnet ist. Die Versorgungskanäle 15, die tangentialen Kanäle 6, die Drallkammer 5 und der Spalt zwischen dem konischen Ende 12 der Ventilnadel 1 und dem konischen Ventilsitz 13 der Ventilbohrung 2 bilden also einen Durchlaßkanal, der Brennstoff in die Sprühöffnung 14 in spiraliger oder wirbelnder Weise einbringt, wenn das Einspritzventil geöffnet ist.

Außerdem soll das Einspritzventil die folgenden Bedingungen erfüllen:

■ α = 20 to 75°,

d_e = 0.3 to 1.2 mm, und

A_a sin θ <3 S _5>66/

A_C + Ag COS θ

wobei cc der Sprühwinkel des Brennstoffs, d der Durchmesser der Sprühöffnung 14, A die Fläche der tangentialen Durchgangskanäle L·, A die Fläche des Spalts zwischen der Wand der Ventil bohrung und der Außenwand des Nadelventils und Q der Winkel zwischen der Mittelachse jedes der tangentialen Kanäle 6 und der Mittelachse der Ventilnadel 1 ist.

Die zweckmäßigsten Werte dieser Faktoren sind die folgenden:
α = 45°,

d_e = 0.6 mm, and

A_q sin θ

Ä^ - °·¹⁷·

Das beschriebene intermittierende Drall-Einspritzventil liefert einen günstigen Sprühwinkel, was für die bekannten Einspritzventile eine Schwierigkeit darstellte. Da das intermittierende Drall-Sinspritzventil ohne Schwierigkeit nach Bedarf bearbeitet werden kann, kann der Sprühwinkel leicht auf einen gewünschten Wert abgeändert werden. Außerdem ist beim erfindungsgemäßen Einspritzventil das Eindringen von Fremdstoff in die Sprühöffnung verhindert.

-u-

/\vetto Au :· Γύ Ii fuin^ t- form U'WMiron Il und ]?)

Während das beschriebene erste Ausführungsbeispiel vom Kanaltyp ist, bei dem die tangentialen im Ventil- oder Düsenkörper 7 gebildeten Kanäle der Verwirbelung des zur Sprühöffnung IL, gelieferten Brennstoffs dienen, ist die zweite beschriebene Ausführungsform vom Schraubentyp, bei dem die in der Ventilnadel 1 gebildeten tangentialen Nuten L, der Verdrallung des durch die Sprühöffnung IA ausgestoßenen Brennstoffs dienen. Hinsichtlich der anderen Konstruktionsmerkmale gleicht die zweite Ausführungsform der ersten Ausführungsform vollstandig oder im wesentlichen. Insofern sind in den Figuren 11 und 12 diejenigen Teile, die bereits unter Bezugnahme auf die Figuren 8 und 9 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Das intermittierende Drall-Einspritzventil nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist so konstruiert, daß es die folgenden Bedingungen erfüllt:

d_e = 0.4 to 1.0 nun, ^u^d
α = 20° to 70°.

Im einzelnen:

Ag sin θ

τ χ—τ :5.66, für 0.4 mm id_P <0.9 mm, und

^Ac ^{+ A}g ^{cos ö}

Ag sin θ ι
A_c + Ag cos"θ » d_e - 0.8 ~ ⁴·³⁴'

für 0.9 mm < d_e ύ 1.0 mm.

Repräsentative Bereiche sind wie folgt:

α = 40 to 50°, und

sin θ

-ι
~ 28 "·^α

A_c + A_q cos θ ~ 28
zusätzlich zum angegebenen Bereich,

A_n sin θ
A_C + A_g cos θ ^⁰'⁷²' ^für °-⁴ ^e S °·⁴⁶ ·

Du! mit der zweiten Ausführungsform erzielten Wirkungen sind im wesentlichen die gleichen wie die der ersten Ausführungsform.

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche

1.) Intermittierendes Drall-Einspritzventil mit einem Ventilkörper (7), einer in einer Ventilbohrung (2) im Ventilkörper gleitfähig eingepaßten Ventilnadel (1), einer Sprühöffnung (14) im Ventilkörper, die in einen am Ende der Ventilbohrung vorhandenen Ventilsitz (13) übergeht, wobei die Sprühöffnung zur Aufnahme des unteren Endes der Ventilnadel gestaltet ist, und mit tangentialen Kanälen (4, 6, 10), die zur Verwirbelung von Brennstoff, wenn die Ventilnadel zum Öffnen des Einspritzventils vom Ventilsitz abhebt, um Brennstoff im wesentlichen als Sprühkegel durch die Sprühöffnung zu sprühen, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil die folgenden Bedingungen erfüllt:
α = 20 to 75°,

d e 0.3 to 1. 2 mm r und sin θ < 5. 66 A C cos θ

₉
wobei:

«. = Sprühwinkel des Brennstoffs,

d_g = Durchmeser der Sprühöffnung (14),

A = Fläche der tangentialen Kanäle (4, 6, 10),

A = Fläche eines Spalts zwischen einer Wand der Ventilbohrung und einer zylindrischen Außenfläche der Ventilnadel (1), und
Θ = Winkel zwischen der zentralen Achse jedes der tangentialen Kanäle (4, 6, 10) und der zentralen Achse der Ventilnadel (1).

2. Intermittierendes Drall-Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Bedingungen erfüllt:

^Aq ^{sin θ} ο ₁₇

A_c + Ag cos θ

für α = 45°, und d_e = 0.6 mm.

3· Intermittierendes Drall-Einspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für d = 0,4 bis 1,0 mm und ac. = 20° bis 70° die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

-⁵·⁶⁶' ^für °·⁴ ^m < d_e < 0.9 mm, und

A_c + Ag cos θ =d_e - 0.8

- 4.34,

^für 0.9 mm < d_e <, 1.0 mm.

4. Intermittierendes Drall-Einspritzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichn
erfüllt sind:

gekennzeichnet, daß für ec = 40 bis 50 die folgenden Bedingungen

sin θ ι ς λ

- ^x' a+ ^4 - 55) , und

A_c + Ag cos θ 28 ^v _d 2

A_a sin θ
Ä_c ^⁰-⁷²' für 0.4 <d_e 4 0.46 .

5. Intermittierendes Drall-Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis L₁, dadurch gekennzeichnet, daß die tangentialen Kanäle (6) im Ventilkörper (7) ausgebildet sind.

6. Intermittierendes Drall-Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die tangentialen Kanäle (4) in der Ventilnadel 1.1) ausgebildet sind.

7. Intermittierendes Drall-Einspritzventil nach einem der Ansprüche 1

bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Unterteilungsglied (9) umfaßt, das zwischen eine Innenwand des Ventilkörpers (7) und die Ventilnadel (1) eingesetzt ist, und daß die tangentialen Kanäle (10) in diesem Unterteilungsglied ausgebildet sind.