DE3623221A1 - Kraftstoffeinspritzduese, insbesondere lochduese fuer direkteinspritzende brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritz­ düse, insbesondere Lochdüse für direkteinspritzende Brenn­ kraftmaschinen.

Bekanntlich besteht der Düsenkörper aus Haltbarkeits- und Festigkeitsgründen aus hochlegiertem Stahl mit relativ schlechten Wärmeleiteigenschaften. Die Folge sind unzu­ lässig hohe Bauteiltemperaturen in den kritischen Zonen, wie Düsenkuppe, Nadelsitz, Düsennadel, die zu Funktions­ störungen der Einspritzdüse führen und den Verbrennungs­ ablauf der Brennkraftmaschine beeinflussen. Die Aus­ wirkungen sind hinsichtlich Motorleistung, Kraftstoff­ verbrauch, Schadstoffemission und Verbrennungsgeräusch im allgemeinen negativ.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es aus der DE-PS 8 73 011 bekannt, bei einer Kraftstoffeinspritzdüse auf den Düsenhals des Düsenkörpers eine zylinderförmige Hülse aus gut wärmeleitendem Material aufzuwalzen, die gemäß den Fig. 2 bis 4 den Düsenhals mit Spiel umschließt und am Ende bzw. an der Stirnseite des Düsenhalses mit Ab­ stand zur Stirnseite eingezogen ist. Die temperatur­ kritischen Bereiche werden vor Wärmeeinfall geschützt. Die Hülse bzw. Ummantelung wirkt als Strahlungsschutz.

Wärmeleitende Maßnahmen dieser Art als sogenanntes Wärmeschild mit einem Ringspalt als isolierende Schicht führen zwar zu einer thermischen Entlastung der kritischen Düsenzone, sie sind aber aufgrund der hohen Beanspruchungen in ihrer Dauerbelastbarkeit begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einer Kraft­ stoffeinspritzdüse mit einem Düsenkörper aus hochlegiertem Stahl vereinfachte Maßnahmen im temperaturkritischen Düsenbereich ohne Beeinträchtigung der Wärmeabführung zu treffen, die die Betriebssicherheit der Einspritzdüse auf Dauer sicherstellen.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Dadurch, daß auch die Stirnseite des Düsenhalses ganz­ flächig spaltfrei abgedeckt ist und das zur Abdeckung vorgesehene Material durch chemisches oder elektro­ chemisches Auftragen einen innigsten Verbund mit dem Düsenkörper der Einspritzdüse eingeht, ergibt sich eine sehr wirksame Temperaturabsenkung im gefährdeten Kuppenbereich des Düsenhalses trotz einer Dicke der hoch­ wärmeleitenden Auftragsschicht von nur 0,05 bis 0,5 mm. Die Garantie für einen störungsfreien Betrieb der Einspritzdüse wird hierdurch erhöht.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführung gemäß der DE-PS 8 73 011 ist eine wärmeleitende Hülse auf den zylinderförmigen Düsenhals aufgewalzt. Die Wärme­ abfuhr bzw. der Wärmetransport aus dem Kuppenbereich ist nur unzureichend, da verfahrensbedingt ein inniger Kontakt zwischen Hülse und Düsenkörper nicht zustande kommen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Eine als mehrstrahlige Lochdüse 1 ausgebildete Kraftstoff­ einspritzdüse ist im Zylinderkopf 2 einer luftverdichten­ den Einspritzbrennkraftmaschine untergebracht, und zwar in einer stufig ausgebildeten zylindrischen Ausnehmung 3.

Die Lochdüse 1 setzt sich im wesentlichen aus einem einen langgestreckten Düsenhals 4 aufweisenden Düsenkörper 5 aus hochlegiertem Stahl und einer darin entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung und gegen die Kraft einer Rückstellfeder 6 von ihrem Ventilsitz 7 abhebenden Düsennadel 8 zusammen. Der Düsenkörper 5 ist in seinem oberen Bereich von einem Düsenhalter 9 umschlossen, der im erweiterten Teil 3 a der zylindrischen Ausnehmung 3 anliegt.

In dem Teil 3 b der Ausnehmung 3 erstreckt sich der bis in den Brennraum 10 der Brennkraftmaschine hineinragende Düsenhals 4 mit seiner als Düsenkuppe 11 ausgebildeten, mit Spritzlöchern 12 versehenen Stirnseite.

Auf der gesamten Düsenkuppe 11 - mit Ausnahme der Spritzlochöffnungen 13 - ist eine flächendeckende, aus wärmeleitfähigem Material bestehende Schicht 14 in üblicher Weise chemisch oder elektrochemisch (galvanisch) aufgetragen. Die Schichtdicke beträgt lediglich 0,05 bis 0,5 mm. Als wärmeleitendes Material ist z.B. Kupfer oder Platin vorgesehen. Die die Düsen­ kuppe 11 abdeckende hochwärmeleitfähige Schicht 14 er­ streckt sich nahtlos bis in den oberen Bereich des zylinderförmigen Düsenhalses 4. Die den Düsenhals ummantelnde Schicht 14 endet direkt an dem unteren Ende des Düsenhalters 9, der sich an einer die Abführung der Wärme in den Zylinderkopf 2 unterstützenden Kupferring­ scheibe 15 abstützt. Zwischen der aufgetragenen Schicht bzw. Abdeckung 14 und dem Teil 3 b der Ausnehmung 3 be­ findet sich ein Spalt 16.

Durch den innigsten Verbund zwischen der hochwärmeleit­ fähigen Abdeckung und dem Düsenhals 4 sowie der völligen Abdeckung des Düsenhalses mit der Düsenkuppe 11 ist eine relativ dünne Abdeckschicht bei schneller Wärmeabführung aus dem Kuppenbereich realisierbar. Ferner ist durch die chemisch oder elektrochemisch aufgetragene Schicht am Düsenhals der Einsatz der störungsfreien Einspritzdüse dauerhaltbarer.

Claims (2)

1. Kraftstoffeinspritzdüse, insbesondere Lochdüse für direkteinspritzende Brennkraftmaschinen, mit einer vom Kraftstoffdruck entgegen einer Feder von ihrem Ventil­ sitz abhebenden Düsennadel in einem Düsenkörper, dessen in einer zylindrischen Ausnehmung im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine liegender und mit seiner Stirnseite in den Brennraum hineinragender mindestens ein Spritz­ loch (12) enthaltender Düsenhals eine zylinderförmige Ummantelung aus wärmeleitendem Material aufweist, welche am brennraumseitigen Ende die Stirnseite des Düsenhalses abdeckend eingezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (11) des Düsenhalses (4) vollständig abgedeckt und die Abdeckung (14) spaltfrei ist und daß das abdeckende Material dünnschichtig chemisch oder elektrochemisch aufgetragen ist.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abdeckende Material (14) eine Schichtdicke von 0,05-0,5 mm aufweist.