DE3839812A1

DE3839812A1 - Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3839812A1
Application number: DE19883839812
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Hofmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1990-05-31

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten Einspritzdüsen dieser Gat tung ist der zusätzliche Kraftgeber entweder durch eine zweite Schließfeder (DE-A1 28 25 982.7) oder durch einen vom Kraftstoff be aufschlagten Zusatzkolben gebildet (DE-A1 31 05 671.7), über den der Kraftstoff nach dem Vorhub im Schließsinn auf die Ventilnadel einwirkt. Bei diesen bekannten Ausführungen kann die Haupteinspritz phase deutlich von der Voreinspritzphase abgesetzt und in ihrem wei teren Verlauf entsprechend den Forderungen des jeweiligen Anwen dungsfalles weitgehend modifiziert werden. Ferner sind Einspritzdü sen bekannt, bei denen der Hub der Ventilnadel über einen verstell baren Anschlag eingestellt werden kann (DE-A1 27 11 389). Bei diesen bekannten Einspritzdüsen ist jedoch kein zusätzlicher Kraftgeber vorgesehen, der nach einem Vorhub der Ventilnadel zur Wirkung kommt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch Variieren, insbesondere durch Steuern des Spritzquerschnittes bei vollem Öffnungshub der Ventilnadel in Kombination mit dem Einsatz eines am Ende des Vorhu bes der Ventilnadel zur Wirkung kommenden zusätzlichen Kraftgebers der Einspritzverlauf stärker als bei den bekannten Einspritzdüsen der gattungsmäßigen Art modifiziert und dem jeweiligen Bedarf ange paßt werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale sind vorteil hafte Weiterbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch möglich.

Eine einfache Anordnung ergibt sich, wenn der Kraftgeber ein hydrau lischer Kolben ist, dessen von der Ventilnadel abgekehrte Stirnseite vom Kraftstoff beaufschlagt ist und dessen andere Stirnseite mit einem Anschlagbolzen verbunden ist, dessen freie Stirnfläche in Schließlage der Ventilnadel einer mit dieser bewegten Anschlagfläche in einem dem Vorhub entsprechenden Abstand gegenübersteht, und wenn der Hubanschlag im Zusammenwirken mit dem hydraulischen Kolben den Hub der Ventilnadel begrenzt.

Eine platzsparende und von der Einschraublage der Einspritzdüse un abhängige Anordnung ergibt sich, wenn der Hubanschlag über eine auf den Düsenhalter der Einspritzdüse aufgeschraubte Stellhülse axial einstellbar ist. In diesem Fall kann ein die Stellhülse gesteuert betätigender Hebel nach dem Einbau der Einspritzdüse mit Hilfe einer Spannschelle oder dergleichen auf der Stellhülse in der richtigen Drehlage festgespannt werden.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Einspritzdüse nach Fig. 1 hat einen Düsenkörper 10, in welchem eine Ventilnadel 11 verschiebbar gelagert ist. Der Düsenkörper 10 ist zusammen mit einer Zwischenscheibe 12 durch eine Spannmutter 13 an einem Düsenhalter 14 befestigt, der mit einem Anschlußstutzen 15 für eine Kraftstoff-Zuleitung versehen ist. Im Düsenhalter 14 ist eine Schließfeder 16 angeordnet, die sich über einen Federteller 17 an einer Ringschulter 18 des Düsenhalters 14 abstützt und über ein Druckstück 19 an einem Druckzapfen 20 der Ventilnadel 11 angreift. Der maximal mögliche Gesamthub h _max der Ventilnadel 11 wird durch eine Druckschulter 21 am Übergang zum Druckzapfen 20 und durch den der Druckschulter 21 axial gegenüberliegenden Wandbereich der Zwischenscheibe 12 bestimmt.

Vom Anschlußstutzen 15 führt ein aus mehreren Abschnitten bestehen der Kanal 24 in einen Druckraum 25 im Düsenkörper 10, in welchem die Ventilnadel 11 eine Druckschulter 26 hat, an der der Kraftstoffdruck im Öffnungssinn an der Ventilnadel 11 angreift. Der Druckraum 25 geht an einem konischen Ventilsitz 27 in eine Düsenbohrung 28 über, die brennraumseitig aus dem Düsenkörper 10 ausmündet. Die Ventilna del 11 ist mit einer entsprechend konischen Ventilsitzfläche 29 ver sehen, die in Schließlage der Ventilnadel 11 durch die Kraft der Schließfeder 16 dicht gegen den Ventilsitz 27 gedrückt ist. An den die Ventilsitzfläche 29 bildenden Abschnitt der Ventilnadel 11 schließt sich ein Drosselzapfen 30 an, der in Schließlage der Ven tilnadel mit geringem Drosselspiel in die Düsenbohrung 28 eintaucht.

Vom Anschlußstutzen 15 geht ferner eine Zylinderbohrung für einen Zusatzkolben 32 aus, welcher mit einem Anschlagbolzen 33 versehen ist, der durch den Federteller 17 hindurchgeht und sich innerhalb der Schließfeder 16 bis in ein Sackloch des Druckstücks 19 hinein erstreckt. Am Anschlagbolzen 33 ist eine Ringschulter 34 gebildet, an der eine relativ schwache Rückführfeder 35 über ein Druckstück 36 angreift, welche sich andererseits am Federteller 17 abstützt. Die Rückführfeder 35 ist bestrebt, den Zusatzkolben 32 samt Anschlagbol zen 33 nach unten zu verschieben, bis ein im Durchmesser größerer Abschnitt 37 des Zusatzkolbens zur Anlage am Federteller 17 kommt. Wenn sich in dieser Stellung des Zusatzkolbens 32 die Ventilnadel 11 in Schließlage befindet, hat die Stirnfläche des Anschlagbolzens 33 zum Sacklochgrund im Druckstück 19 einen axialen Abstand, der einem vorgegebenen Vorhub h _v entspricht.

In dem im Durchmesser vergrößerten Abschnitt 37 des Zusatzkolbens 32 ist eine vom Umfang her zugängliche Ausnehmung 38 gebildet, die auf der der Ventilnadel 11 zugekehrten Seite durch eine ebene Stütz fläche 39 begrenzt ist. In die Ausnehmung 38 ragt schräg von oben ein Anschlagstift 40 hinein, der im Düsenhalter 14 verschiebbar ge führt und mit einem Kopf 41 versehen ist, unter dem sich ein Dicht ring 42 befindet, der auf einer schrägen Längsschulter 43 des Düsen halters 14 aufliegt. Auf den Düsenhalter 14 ist mittels eines Fein gewindes eine Stellhülse 46 aufgeschraubt, die innen mit einer ko nischen Ringschulter 47 versehen ist, welche zur Zusammenarbeit mit dem Kopf 41 des Anschlagstiftes 40 bestimmt ist. Von der den Zusatz kolben 32 aufnehmenden Bohrung im Düsenhalter 14 führt eine Quer bohrung 48 über eine Ringnut und einen Kanal 49 zu einer an der Stellhülse befestigten Leckölanschlußtülle 50.

Die Einspritzdüse nach Fig. 1 arbeitet wie folgt:

Der Kraftstoffdruck wirkt sowohl im Düsenkörper 10 auf die Ventilna del 11 als auch im Düsenhalter 14 auf die obere Stirnseite des Zu satzkolbens 32 ein. Am Anfang der Öffnungsbewegung wird die Ventil nadel 11 vom ansteigenden Kraftstoffdruck zunächst allein gegen die Kraft der Schließfeder 16 bewegt, bis sie bzw. das Druckstück 19 nach Zurücklegung des Vorhubes h _v am Anschlagbolzen 33 zur Anlage kommt. Dabei drückt der Kraftstoff den Zusatzkolben 32 fest an den Federteller 17 an, ohne diesen von der gehäusefesten Schulter 18 ab zuheben. Der Drosselzapfen 30 der Ventilnadel 11 verbleibt fast über den gesamten Vorhub h _v in der Düsenbohrung 28, wobei nur der Dros selspalt zwischen dem Drosselzapfen 30 und der Düsenbohrung 28 für den Kraftstoffdurchgang freigegeben ist. Im mittleren und oberen Teillastbereich sowie im unteren Vollastbereich wird in dieser ersten Phase der Ventilnadelbewegung eine Voreinspritzmenge unter verhältnismäßig geringem Druck eingespritzt. Im Leerlauf und im un teren Teillastbereich führt die Ventilnadel 11 insgesamt nur einen der Strecke h _v entsprechenden Hub aus.

Nach dem Anschlagen der Ventilnadel 11 bzw. des Druckstückes 19 am Anschlagbolzen 33 muß der auf die Druckschulter 26 wirkende Kraft stoffdruck außer der Gegenkraft der Schließfeder 16 auch die vom Kraftstoffdruck auf den Zusatzkolben 32 ausgeübte Kraft und die schwache Gegenkraft der Rückführfeder 35 überwinden, um die Ventil nadel 11 weiter in Öffnungsrichtung zu verschieben. Dabei tritt der Drosselzapfen 30 aus der Düsenbohrung 28 aus, wonach im mittleren und oberen Lastbereich die Haupteinspritzmenge des Kraftstoffs unter erhöhtem Druck ungedrosselt durch die Düsenbohrung 28 hindurchbeför dert wird. Mit der Ventilnadel 11 wird auch der Zusatzkolben 32 nach oben verschoben, bis seine Stützfläche 39 am Anschlagstift 40 zur Anlage kommt. Der sich an der inneren Ringschulter 47 der Stell hülse 46 abstützende Anschlagstift 40 begrenzt den Gesamthub h _g der Ventilnadel 11, wenn dieser kleiner als der durch ihre Ring schulter 21 begrenzte Maximalhub h _max sein soll.

Der durch den Anschlagstift 40 begrenzte Ventilnadelhub h _g kann über die Stellhülse 46 eingestellt werden. Durch Drehen der Stell hülse 46 wird deren innere Ringschulter 47 axial verschoben und da mit die Ausweichbewegung des Anschlagstiftes 40 auf das gewünschte Ausmaß begrenzt. Der Dichtring 42 ist so beschaffen, daß er sich über den gesamten Einstellbereich des Ventilnadelhubes hinweg zusam mendrücken läßt und dabei seine Dichtfunktion beibehält. Mit dem Ventilnadelhub wird der Endquerschnitt am Ventilsitz 27 und damit die Haupteinspritzmenge des Kraftstoffs auf den gewünschten Wert eingestellt. Die Stellhülse 46 kann zweckmäßig mit einem von Be triebsparametern gesteuerten, bei 51 angedeuteten Stellhebel verbun den sein.

Die Einspritzdüse nach den Fig. 2 und 3 stimmt bis auf eine ande re Ausbildung des Hubanschlages und dessen Verstellmechanik mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 überein. Der zusätzlich auf die Ventilnadel einwirkende Kraftgeber ist wieder durch einen vom Kraft stoff beaufschlagten Zusatzkolben 53 gebildet, der hier mit zwei sich oben seitlich gegenüberliegenden Einfräsungen 54 versehen ist, durch die je eine Stützfläche 55 am Zusatzkolben 53 gebildet ist. Durch jede Einfräsung 54 greift ein Anschlagbalken 56 quer hindurch, dessen beide Enden sich oben an Schultern 57 einer Stellhülse 58 ab stützen. Die Stellhülse 58 ist über ein Feingewinde 59 auf den Dü senhalten 14 a der Einspritzdüse aufgeschraubt, so daß sich der den Gesamthub der Ventilnadel bestimmende Abstand h _g-h _v zwischen den Stützflächen 55 und den an den Unterseiten der Anschlagbalken 56 gebildeten Hubanschlagflächen 60 auf den gewünschten Wert einstellen läßt. Die Anschlagbalken 56 sind durch Schraubenfedern 61 an die Schultern 57 angedrückt, wogegen der Zusatzkolben 53 wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch eine schwache Rückführfeder 35 gegen den Federteller 17 gedrückt ist.

Claims

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einer einen Spritzquerschnitt hubabhängig steuernden Ventilnadel, die in Öffnungsrichtung vom Kraftstoffdruck und entgegengesetzt dazu von einer stetig wirksamen Schließfeder und von weiteren, den Einspritz verlauf beeinflussenden Mitteln beaufschlagt ist, gekennzeichnet, durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Der Ventilnadel (11) ist ein zusätzlicher Kraftgeber (32, 53) zu geordnet, der im Schließsinn auf die Ventilnadel (11) einwirkt, sobald und solange diese einen vorgegebenen Vorhub (h _v) über schreitet, und
b) der Ventilnadel (11) ist ein verstellbarer bzw. in Abhängigkeit von Betriebsgrößen beeinflußbarer Hubanschlag (40, 56) zur Ein stellung eines bestimmten Spritzquerschnitts am Hubende zugeord net.

2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Kraftgeber (32, 53) in bekannter Weise ein hydraulischer Kolben ist, dessen von der Ventilnadel (11) abgekehrte Stirnseite vom Kraftstoff beaufschlagt ist und dessen andere Stirnseite mit einem Anschlagbolzen (33) verbunden ist, dessen freie Stirnfläche in Schließlage der Ventilnadel (11) einer mit dieser bewegten Anschlag fläche in einem dem Vorhub (h _v) entsprechenden Abstand gegenüber steht.

3. Einspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubanschlag (40, 56) im Zusammenwirken mit dem hydraulischen Kolben (32, 53) den Hub der Ventilnadel (11) begrenzt.

4. Einspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Düsenhalter (14), an welchem ein die Ventilnadel (11) lagernder Dü senkörper (10) festgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubanschlag (40, 56) über eine auf den Düsenhalter (14, 14 a) aufge schraubte Stellhülse (56, 58) axial einstellbar ist.