DE3739124A1 - Kraftstoff-einspritzduese zum zufuehren von kraftstoff zum verbrennungsraum eines motors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzdüse zum Zuführen von Kraftstoff zum Verbrennungsraum eines Motors mit Eigen- oder Verdichtungszündung, die einen Düsenkör­ per mit einer Blindbohrung, eine am blinden Ende der Boh­ rung abgegrenzte Sitzfläche und ein in der Bohrung beweg­ liches Ventilglied aufweist, das im Zusammenwirken mit der Sitzfläche den Durchfluß des Kraftstoffes durch eine Auslaßöffnung steuert.

Bekannte Einspritzdüsen dieser Art sind aus niedrig le­ giertem Stahl geformt, was zur Folge hat, daß die Tem­ peratur an dem Teil des Düsenkörpers, der während der Be­ tätigung der Düse innerhalb des Verbrennungsraums eines Motors der Hitze-Einwirkung der Verbrennung ausgesetzt ist, auf 300°C begrenzt werden mußte, um einen Ausfall der Düse aufgrund von Materialermüdung oder aufgrund ei­ ner plastischen Verformung des Sitzes zu vermeiden. Des weiteren sind Düsenkonstruktionen mit Kühlmänteln be­ kannt, aber solche Konstruktionen sind komplizierter und dazu wesentlich teurer und beanspruchen mehr Raum im Zy­ linderkopf des Motors.

Die Verwendung von besonders hitzebeständigem Material, wie zum Beispiel Silikon-Nitrid, für das Ventil-Glied und den Körper wurde dadurch erschwert, daß sich Schwierig­ keiten bei der Bearbeitung des Körpers, speziell in der Gegend der Auslaßöffnung, ergaben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraft­ stoff-Einspritzdüse der einleitend genannten Art zu schaffen, die weiterhin die bisherige einfache und prak­ tische Form aufweist und bei der darüberhinaus ein Aus­ fall durch Hitze-Einwirkung nicht zu befürchten ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Düsenkörper und das Ventilglied aus einem elektrisch leitenden Sialon-Material gebildet sind.

Auf diese Weise gelangt man zu einer Kraftstoff-Ein­ spritzdüse der einleitend genannten Art, bei der ein Aus­ fall der Düse durch Hitzeeinwirkung nicht zu befürchten ist, wobei die Düse dennoch weiterhin die bisherige ein­ fache und praktische Form aufweist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Kraft­ stoff-Einspritzdüse so ausgebildet sein, daß das Ventil­ glied in einer Bohrung gleitet, wobei eine der zusammen­ wirkenden Flächen der Bohrung und des Ventilgliedes aus einem elektrisch nicht leitenden Sialon-Material gebildet sind.

Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Herstellen einer Kraftstoff-Einspritzdüse zum Zuführen von Kraftstoff zum Verbrennungsraum eines Motors mit Ei­ gen- oder Verdichtungszündung, wobei die Düse einen Dü­ senkörper mit einer Blindbohrung, eine am blinden Ende der Bohrung abgegrenzte Sitzfläche und ein in der Bohrung bewegliches Ventilglied umfaßt, das so ausgebildet ist, daß es im Zusammenwirken mit der Sitzfläche den Durchfluß des Kraftstoffes durch eine Auslaßöffnung steuert.

Bei diesem Verfahren kennzeichnet sich die Erfindung durch Spritzgießen des Düsenkörpers unter Verwendung ei­ nes elektrisch leitenden Sialon-Materials, Erhitzen des Körpers zum Sintern des Materials, elektrische Nachbe­ handlung des Körpers, Formung des Ventilgliedes aus dem­ selben Material und Zusammenbau von Ventilglied und Dü­ senkörper.

Des weiteren kann das Verfahren so ausgebildet sein, daß eine der zusammenwirkenden Flächen der Bohrung und des Ventilgliedes mit einem elektrisch nicht leitenden Sia­ lon-Material beschichtet wird.

Schließlich ist es auch möglich, das Verfahren so durch­ zuführen, daß die Oberflächen des Ventilkörpers mittels Diamanten geschliffen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand dreier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen des näheren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß ausgebildete Kraftstoff-Einspritzdüse,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des unteren Be­ reiches der Fig. 1,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung.

In den Zeichnungen ist mit 10 der Körper einer Kraft­ stoff-Einspritzdüse dargestellt. Er ist röhrenförmig mit einer Bohrung 11. Ein Ende der Bohrung 11 ist abgeschlos­ sen. An diesem Ende der Bohrung 11 ist eine Sitzfläche 12 ausgebildet, und von innerhalb des Einschlusses der Sitz­ fläche 11 geht eine Auslaßöffnung 13 zum Äußeren bzw. zum Mantel des Körpers 10. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist der Düsenkörper 10 innerhalb eines rohrförmigen Halters 14 befestigt, und er ist zweckmäßig in einer zylinderför­ migen Aussparung 15 angeordnet, die im Halter 14 geformt ist. Der Halter 14 ist dazu auch röhrenförmig, um die Größe der Bohrung 11 zu begrenzen. Innerhalb der Bohrung im Halter 14 und im Körper 10 befindet sich ein Ventil- Glied 16. Dieses wird mittels einer Buchse 17 nahe der Sitzfläche 12 geführt. Diese Buchse 17 besitzt längs ver­ laufende Nuten 18 in ihrer äußeren Umfangsfläche. Das Ventil-Glied 16 ist an seinem vom Sitz abgewandten Ende in einem zylindrischen Glied 19 angeordnet, das in einer Gleitpassung innerhalb einer Bohrung 20 sitzt, die sich in einer Hülse 21 befindet. Diese Hülse 21 ist innerhalb eines innen vergrößerten Teils des Halters 14 angeordnet.

Das Glied 19 trägt ein Feder-Auflager 22, gegen welches ein Ende einer Keil-Druckfeder 23 anliegt. Das entgegen­ gesetzte Ende der Feder rastet in ein einstellbares Ge­ genlager 24 ein. Ventilglied 16 und Bohrung 11 begrenzen einen Freiraum, in den mittels eines Kraftstoffeinlasses 25 Kraftstoff unter Druck zugeführt werden kann. Dieser Einlaß 25 ist bei Betrieb an den Auslaß einer Hochdruck- Einspritzpumpe angeschlossen.

Das Ventilglied 16 hat einen Ventileinsatz 26 an seinem der Sitzfläche am nächsten liegenden Ende. Dieser Einsatz ist so geformt, daß er mit der Sitzfläche 12 zusammen­ wirkt. Bei Betrieb, wenn Kraftstoff unter Druck zum Ein­ laß 25 zugeführt wird, wird auf das Ventilglied 16 und das Glied 19 eine Kraft ausgeübt, die diese Teile gegen die Wirkungsrichtung der Feder 23 bewegt. Dadurch wird der Einsatz 26 von der Sitzfläche 12 abgehoben, und der Kraftstoff fließt durch die Auslaßöffnung 13. Dieser Kraftstoff-Fluß hält so lange an, als Kraftstoff unter Druck zum Einlaß 25 zugeführt wird. Sobald aber der Kraftstoffdruck am Einlaß abfällt, wird der Einsatz 26 durch die Federkraft wieder in Kontakt mit der Sitzfläche gebracht, so daß ein weiterer Durchfluß von Kraftstoff durch die Auslaßöffnung 13 verhindert wird.

Der untere Teil des Düsenkörpers 10 ragt in den Verbren­ nungsraum des angeschlossenen Motors hinein; das bedeu­ tet, daß er einer beträchtlichen Hitzeeinwirkung ausge­ setzt ist. Diese Hitze wird auch auf den Einsatz 26 über­ tragen. Es ist normalerweise üblich, das Ventil-Glied 16 aus demselben Material zu formen wie den Einsatz, jedoch sind zum Zwecke dieser Erfindung der Körper 10 wie auch der Einsatz 26 aus einem elektrisch leitenden Sialon-Ma­ terial hergestellt, wie auch die Hülse 21 und das Glied 19. In einem solchen Fall wird der Halter 14 aus Stahl geformt, und es ist bei Befestigung des Körpers 10 inner­ halb des Halters mit besonderer Vorsicht zu verfahren, da hier auf die unterschiedliche Wärmeausdehnung von Sialon- Material und Stahl Rücksicht genommen werden muß. Es kann jedoch auch das gesamte Ventilglied 16 aus dem Sialon-Ma­ terial hergestellt werden.

Zweckmäßig wird der Düsenkörper 10 durch Spritzgießen des Sialon-Materials in einer geeigneten Gesenkvertiefung und nachfolgende Sinterung geformt. Nach dem Sintern des Körpers 10 können die Sitzfläche 12 und besonders die Auslaßöffnung 13 mittels der Elektro-Entladungs-Technik feinbearbeitet werden. Die Formung des Einsatzes 26 oder auch des gesamten Ventilgliedes 16 kann in einer ähnli­ chen Art und Weise erfolgen. Im Falle der Sitzfläche und der Gleitflächen kann auch ein Nachschleifen mittels Dia­ manten erforderlich werden.

Fig. 3 zeigt eine alternative Form einer Düse mit dem Düsenkörper 27, in dem eine Bohrung 28 angebracht ist. Wie bei dem vorhergehenden Beispiel begrenzt das blinde Ende der Bohrung eine Sitzfläche 29, mit welcher das re­ duzierte Ende 30 eines Ventilgliedes 31 zusammenwirkt. Das reduzierte Ende 30 des Ventil-Gliedes 31 und die Boh­ rung 28 begrenzen einen ringförmigen Freiraum 38, der an einer Verbreiterung 32 in der Bohrung 28 anliegt, zu der Kraftstoff durch einen Kraftstoff-Einlaßkanal 33 zuge­ führt werden kann. In einem solchen Fall erstreckt sich der Auslaß 34 axial vom Ende der Bohrung aus, und der re­ duzierte oder verengte Teil des Ventil-Gliedes trägt eine Zapfendüse 35. Das Ventil-Glied 31 rastet durch die Wir­ kung einer Feder 36 in die Sitzfläche ein. Wie schon wei­ ter oben bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels aus­ geführt, kann der Düsenkörper 27 spritzgegossen werden, und zwar wiederum von elektrisch leitendem Sialon-Materi­ al, wonach dann wie oben beschrieben eine Sinterung der Vorform durchgeführt wird, der dann die Feinbearbeitung mittels eines Elektro-Entladungs-Verfahrens folgt.

Das in Fig. 4 gezeigte Beispiel ist ungefähr gleich dem in Fig. 3 dargestellten Typ, mit der Ausnahme, daß der auslaßferne Teil des Ventil-Gliedes 31 mit einer Schicht 37 aus elektrisch nicht leitendem Sialon-Material verse­ hen ist. Diese Schicht 37 erstreckt sich über einen Teil der Bohrung 28 hinaus, wenn das Ventil-Glied 31 in ge­ schlossener Stellung ist, so daß das Ventil-Glied 31 vom Körper 27 elektrisch isoliert ist, außer wenn das Ventil- Glied 31 in der geschlossenen Position ist und gleichzei­ tig Kontakt mit der Sitzfläche 12 hat. Auf diese Weise bilden das Ventil-Glied 31 und die Sitzfläche 12 sozusa­ gen einen elektrischen Schalter, der sofort geöffnet wird, wenn das Ventil-Glied 31 von der Sitzfläche 12 ab­ gehoben wird. Dieser Schalter kann dazu verwendet werden, ein Signal zu erzeugen, das den Augenblick anzeigt, in dem das Ventilglied 31 von der Sitzfläche 12 abgehoben wird. Das elektrisch nicht leitende Sialon-Material kann in den Düsenkörper eingegliedert sein.

Claims (5)

1. Kraftstoff-Einspritzdüse zum Zuführen von Kraftstoff zum Verbrennungsraum eines Motors mit Eigen- oder Ver­ dichtungszündung, die einen Düsenkörper mit einer Blindbohrung, eine am blinden Ende der Bohrung abge­ grenzte Sitzfläche und ein in der Bohrung bewegliches Ventilglied aufweist, das im Zusammenwirken mit der Sitzfläche den Durchfluß des Kraftstoffes durch eine Auslaßöffnung steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (10) und das Ventilglied (16) aus einem elektrisch leitenden Sialon-Material gebildet sind.

2. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ventilglied (31) in einer Boh­ rung (28) gleitet, wobei eine der zusammenwirkenden Flächen der Bohrung (28) und des Ventilgliedes (31) aus einem elektrisch nicht leitenden Sialon-Material gebildet sind.

3. Verfahren zum Herstellen einer Kraftstoff-Einspritzdü­ se zum Zuführen von Kraftstoff zum Verbrennungsraum eines Motors mit Eigen- oder Verdichtungszündung, wo­ bei die Düse einen Düsenkörper mit einer Blindbohrung, eine am blinden Ende der Bohrung abgegrenzte Sitzflä­ che und ein in der Bohrung bewegliches Ventilglied um­ faßt, das so ausgebildet ist, daß es im Zusammenwirken mit der Sitzfläche den Durchfluß des Kraftstoffes durch eine Auslaßöffnung steuert, gekennzeichnet durch Spritzgießen des Düsenkörpers unter Verwendung eines elektrisch leitenden Sialon-Materials, Erhitzen des Körpers zum Sintern des Materials, elektrische Nachbe­ handlung des Körpers, Formung des Ventilgliedes aus demselben Material und Zusammenbau von Ventilglied und Düsenkörper.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der zusammenwirkenden Flächen der Bohrung und des Ventilgliedes mit einem elektrisch nicht leitenden Sialon-Material beschichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Ventilkörpers mittels Diamanten geschliffen werden.