DE3810467C2

DE3810467C2 -

Info

Publication number: DE3810467C2
Application number: DE19883810467
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. 4100 Duisburg De Hospital
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1988-03-26
Filing date: 1988-03-26
Publication date: 1992-01-16
Also published as: DE3810467A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für eine luftverdichtende, direkteinspritzende Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Kraftstoffeinspritzdüse dieser Art ist aus der Fig. 1 der DE 36 05 082 A1 bekannt. Bei der hier verwendeten Düsennadel mit einer im wesentlichen kegelförmig auslaufenden Spitze schließt sich an die kegelförmige Sitzfläche die Nadelspitze an, die in Strömungsrichtung des Kraftstoffes betrachtet einen konvex geformten Mantelflächenabschnitt und stromab von diesem einen konkav geformten Mantelflächenabschnitt aufweist, der dann in ein konvex stumpfgerundetes Ende der Nadelspitze aus läuft. Bei Schließlage der Düsennadel taucht diese in das Sackloch ein und reicht dabei bis nahezu an den Boden des Sacklochs heran.

Durch diese besondere Ausbildung der Nadelspitze wird einer seits die Neigung zu Strömungsablösungen im Bereich des Ven tildurchganges und an der Nadelspitze verringert und anderer seits die Bildung von schädlichen Räumen bzw. sogenannten Tot wassergebieten weitgehend vermieden. Nachteilig ist bei dieser Düsenausbildung jedoch, daß zur Strömungsführung des Kraft stoffs in das wenigstens eine Spritzloch hinein auch der Sack lochboden mittig eine zur Düsennadel hin hochgezogene Ausbildung erforderlich macht, die fertigungstechnisch recht aufwendig ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, unter Beibe haltung eines minimalen toten Sacklochvolumens nur durch Maß nahmen an der Düsennadelspitze und somit ohne Einbeziehung des Sacklochbodens auf einfache Weise eine günstige Kraftstoff strömungsführung zu dem wenigstens einen Spritzloch hin zu er reichen.

Der Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des An spruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die besondere Ausbildung allein der Nadelspitze der Dü sennadel wird auf einfache Weise eine Kraftstoffströmungsfüh rung bzw. eine Strömungsumlenkung des Kraftstoffes in Richtung des wenigstens einen Spritzloches bewirkt. Außerdem ergibt sich mit zunehmendem Aufwärtshub der Düsennadel aufgrund des beson ders geformten Mantelflächenabschnittes der Nadelspitze, näm lich der rotationssymmetrischen Einschnürung, die sich somit zum Nadelende hin erweitert, kein so rascher Anstieg des freien Strömungsquerschnitts bzw. Durchlaßquerschnitts im Übergangs bereich vom Ventilsitz über das Sackloch zur Spritzlochmündung, da der radiale Abstand zwischen der Sacklochwandung und dem einspritzseitigen Nadelende im Gegensatz zum Stand der Technik nicht zunimmt. Ebenso wird ein rascher Druckabfall vermieden, so daß die Kavitationsgefahr im Düsenspitzenbereich zumindest reduziert wird.

Eine förderliche Weiterbildung der Erfindung läßt sich dem einzigen Unteranspruch entnehmen.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den unteren Teil einer Kraftstoffeinspritzdüse mit in Schließlage befindlicher Düsennadel im Schnitt,

Fig. 2 die Kraftstoffeinspritzdüse bei vollständig an gehobener Düsennadel.

Eine für luftverdichtende, direkteinspritzende Brennkraftma schinen vorgesehene Kraftstoffeinspritzdüse 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, in dem eine Düsennadel 3 längsverschiebbar ge führt ist und mit ihrer kegelförmigen Sitzfläche 4 auf einem entsprechend als Sitzkegel 5 im Düsenkörper 2 ausgebildeten Ventilsitz aufliegt (Fig. 1).

Der Düsenkörper 2 weist eine Stirnkuppe 6 auf, in der minde stens ein als Querbohrung ausgebildetes Spritzloch 7 verläuft, das ein Sackloch 8 im Düsenkörper 2 mit dem Brennraum der Brennkraftmaschine verbindet. Das Sackloch 8 beginnt unmittel bar stromab des Sitzkegels 5 zylindrisch und geht weiter unten in einen halbkugelförmigen Sacklochboden über. Die sacklochseitige Spritzlochmündung 9 befindet sich etwa in Höhe der halben Sacklochlänge "l". Von dieser Spritzlochmündung 9 ausgehend verläuft das Spritzloch 7 leicht nach unten geneigt.

Die Nadelspitze der Düsennadel 3 weist ein konvex stumpf abge rundetes Nadelende 13 auf und ist der Form des halbkugelförmigen Sacklochbodens 10 angepaßt. In Schließlage der Düsennadel 3 ist die Nadelspitze vollständig in das Sack loch 8 eingetaucht und reicht mit ihrem Ende bis nahe an den Sacklochboden 10 heran. Die Nadelspitze ist mit einer rotationssymmetrischen Einschnürung 11 versehen, deren Kontur nach Art eines einschaligen Hyperboloids ausgebildet ist. Die engste Stelle der Einschnürung 11 bzw. der kleinste diametrale Abstand "a" liegt in Schließlage der Nadel 3 gemäß Fig. 1 in Höhe der sacklochseitigen Spritzlochmündung 9. Bei vollständig angehobener Düsennadel 3 gemäß Fig. 2 liegt der als abgerundete Kante 12 mit einem gegenüber dem Durchmesser "a" an der engsten Stelle der Einmündung 11 größeren Durchmesser "b" ausgebildete Übergang zwischen der Kontur des Hyperboloids und dem stumpf abgerundeten Nadelende 13 etwa in Höhe der gedachten Verlänge rung der Spritzlochlängsachse "x", derart, daß die gedachte, strichliert dargestellte Verlängerung der Schnittlinie einer die Düsenlängsachse sowie die Spritzlochlangsachse "x" aufnehmenden Ebene mit der Kontur des Hyperboloids innerhalb der Ebene zu der untersten Stelle "c" der sacklochseitigen Spritzlochmündung 9 führt, so daß die Kraft stoffströmung durch die Geometrie der Nadelspitze direkt in das Spritzloch 7 geleitet wird.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzdüse für eine luftverdichtende, direkt einspritzende Brennkraftmaschine, mit einem eine Stirnkuppe aufweisenden Düsenkörper, in welchem eine gegen die Kraft einer Feder und entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung mit ihrer kegelförmigen Sitzfläche von einem entsprechend als Sitzkegel im Düsenkörper ausgebildeten Ventilsitz abhebende Düsennadel geführt ist, deren bei Schließstellung der Düsennadel in ein sitzseitig im wesentlich zylindrisch ausgebildetes Sackloch innerhalb der Düsenkuppe bis dicht oberhalb des Sacklochbodens eintauchende Nadelspitze über einen zur Strömungsführung rotationssymmetrisch konkav verlaufenden Abschnitt in ein kon vex stumpf gerundetes Ende ausläuft, sowie mit wenigstens einem quer zur Düsenlängsachse vom Sackloch abgehenden Spritzloch, dadurch gekennzeichnet, daß der rotationssymmetrisch konkav verlaufende Abschnitt an der Nadelspitze der Düsennadel (3) in Form einer Einschnürung (11) derartig ausgebildet ist, daß eine am Übergang zwischen der Einschnürung (11) und dem stumpfen, einem halbkugelig aus gebildeten Sacklochboden gegenüberstehenden Ende (13) der Na delspitze gebildete Kante (12) durchmessermäßig (Durchmesser b) größer ist als die Einschnürung an ihrer engsten Stelle (Durchmesser a), und daß die Kante (12) bei voll geöffneter Düsennadel (3) im Bereich der sacklochseitigen Spritzlochmün dung (9) liegt.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Art eines einschaligen Hyperboloids ausgeführte Einschnürung (11) über eine abgerundete Kante (12) in das kon vex stumpf gerundetes Ende (13) übergeht, und daß bei voll ge öffneter Düsennadel (3) die über die dann in Höhe der gedachten Verlängerung der Spritzlochlängsachse liegende Kante (12) hinaus an genommene Verlängerung der Schnittlinie einer die Düsenlängs achse sowie die Spritzlochlängsachse (x) aufnehmenden Ebene mit der Kontur der hyperboloidförmigen Einschnürung (11) innerhalb dieser Ebene zu einer dem Boden (10) des Sacklochs (8) nächstgelegenen Stelle (c) der sacklochseitigen Spritzlochmündung (9) führt.