DE4126698A1

DE4126698A1 - Kraftstoffeinspritzduese fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4126698A1
Application number: DE19914126698
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Kuehn
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1991-08-13
Filing date: 1991-08-13
Publication date: 1992-10-15

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brenn kraftmaschinen nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der DE 30 41 018 A1 ist eine derartige Kraftstoffein spritzdüse bekannt, deren im Düsenkörper geführte und eine Druckkammer begrenzende Düsennadel beim Öffnungshub über einen Druckzapfen gegen die Kraft einer in dem Federraum angeordneten Schließfeder wirkt. Der Druckzapfen ist in einer zylindrischen Ausnehmung im Düsenkörper bzw. in einem Zwischenstück geführt. Eine drosselnd wirkende Strömungsverbindung zwischen dem Druckraum und dem Federraum sorgt dafür, daß beim Öffnungshub der Düsennadel die Nadelbewegung gedämpft wird, um auf diese Weise schnellen Aufwärtsbewegungen der Düsennadel mit der Folge ungünstiger Verbrennungsgeräusche entgegenzuwirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die hier getroffenen Maßnahmen sowie deren Auswirkungen hinsichtlich der Verbren nungsgeräusche und des Emissionsverhalten weiter zu verbessern.

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

Durch die besondere Art der Dämpfung, nämlich während jeden Gesamthubes der Düsennadel zunächst einen ungedämpften, dann einen gedämpften und schließlich wieder einen ungedämpften Öffnungshub vorzusehen, wird Einfluß auf die Nadelbewegung ge nommen, die zu einer weiteren Reduzierung der Verbrennungsge räusche und Verbesserung des Emissionsverhaltens der Brenn kraftmaschine führt.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand von Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläu tert. Es zeigt

Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzdüse mit Druckzapfen im Schnitt,

Fig. 2 den Druckzapfen sowie die Strömungsverbindungen in vergrößerter Darstellung in einer Einzelheit II nach Fig. 1,

Fig. 3 den Druckzapfen im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 den Druckzapfen mit anderer Ausgestaltung der Strömungsverbindungen in vergrößerter Darstellung und

Fig. 5 den Druckzapfen in Draufsicht nach Fig. 4.

Eine Kraftstoffeinspritzdüse 1 für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung besteht aus einer im Düsenkörper 2 geführten Düsennadel 3, die beim Öffnungsdruck gegen die Kraftstoffströ mung und entgegen der Kraft einer Schließfeder 4 von ihrem Ventilsitz 5 abhebt.

Die rückseitige Fläche 6 der Düsennadel 3 begrenzt einen als Dämpfungsraum dienenden Druckraum 7 und wirkt als Abstützung für einen in einer zylindrischen Ausnehmung 8 im Düsenkörper 2 bzw. in einem Zwischenstück 9 des Düsenkörpers 2 eingepaßten und in den Dämpfungsraum hineinragenden Druckzapfen 10. Die im Federraum 11 angeordnete Schließfeder 4 drückt über einen Druckbolzen 12 und den Druckzapfen 10 die Düsennadel 3 auf ih ren Ventilsitz 5.

Zwischen dem Dämpfungsraum und dem Federraum 11 sind eine erste Strömungsverbindung 13 und eine zweite Strömungsverbindung 14 vorgesehen, von denen die erste Strömungsverbindung 13 durch eine Anflächung 15 am Druckzapfen 10 gebildet ist, die sich mit Abstand von dem düsennadelseitigen Ende 10a des Druckzapfens 10 bis zum federraumseitigen Ende 10b des Druckzapfens 10 parallel zur Düsenachse "a" erstreckt, wobei das untere Ende 15a der Anflächung 15 in den Dämpfungsraum reicht und erst bei einem ersten Öffnungshub H₁ der Düsennadel 3 in die zylindrische Ausnehmung 8 eintaucht und die Strömungsverbindung unterbricht.

Nach dem Öffnungshub H₁ wird Kraftstoff durch den sehr kleinen Ringspalt 16 zwischen Druckzapfen 10 und der zylindrischen Ausnehmung 8 gedrückt. Die Düsennadel 3 wird in ihrer weiteren Hubbewegung gedämpft, bis die zweite Strömungsverbindung 14 nach einem zweiten Öffnungshub H₂ wirksam wird.

Diese Strömungsverbindung 14 setzt sich gemäß Fig. 2 und 3 aus einer Kanalanordnung im Druckzapfen 10 sowie aus einer zum Fe derraum 11 hin offenen Ringnut 18 in der zylindrischen Ausnehmung 8 im Düsenkörper 2 zusammen. Die Kanalanordnung be steht aus einer düsennadelseitig ausgehenden mittigen Sackboh rung 19, von der eine abzweigende Querbohrung 20 in eine Querschnittsausnehmung 21 am Umfang des Druckzapfens 10 mündet. Die obere Steuerkante 21a dieser durch einen Anschliff gebildeten Querschnittsausnehmung 21 erreicht erst nach einem zweiten Öffnungshub H₂ unmittelbar im Anschluß an den ersten Öffnungshub H₁ die untere Steuerkante 18a der Ringnut 18, von der aus die Aufhebung der durch die erste Strömungsverbindung 13 erfolgten Unterbrechung einsetzt. Die zweite Strömungsver bindung 14 ist wirksam und die über den Öffnungshub H₁ andau ernde Dämpfung aufgehoben, da verdrängter Kraftstoff als Leck menge von dem Dämpfungsraum über die im Druckzapfen 10 ange ordnete untenliegende Quernut 22, über die Sackbohrung 19, die Querbohrung 20, Querschnittsausnehmung 21 in den über die Ringnut 18 führenden Federraum 11 schließlich zurück in den nicht dargestellten Niederdruckraum gelangt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 und 5. Die hier dargestellte zweite Strömungsverbindung 17 ist als Anflächung 23 ausgebildet, die der Anflächung 15 der ersten Strömungsver bindung 13 diametral und höhenversetzt gegenüberliegt, derart, daß die obere Steuerkante 23a der Anflächung 23 einen Abstand zum Federraum 11 bei Schließlage der Düsennadel 3 aufweist, der den zusammengefaßten Öffnungshub H₁ und H₂ entspricht. Die Anflächung 23 kann zur Düsennadel 3 hin auslaufen.

Beide beschriebenen Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 2 und 4 sind besonders geeignet bei Brennkraftmaschinen mit Pilot- und Haupteinspritzung, da bei der Piloteinspritzung, in der die Düsennadel 3 nur teilweise vom Ventilsitz abhebt, lediglich die Dämpfungsphase während des zweiten Öffnungshubes H₂ wirksam wird und somit eine sehr kleine Pilotmenge erreichbar ist, je doch bei der Haupteinspritzung noch die ungedämpfte Phase nach dem Öffnungshub H₂ bis zum Gesamthub wirksam wird, um die Haupteinspritzung nicht zu verzögern.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einer entgegen der Strömungsrichtung öffnenden Düsennadel mit einem in einer zylindrischen Ausnehmung im Düsenkörper mit geringem Spiel geführten Druckzapfen zwischen einem von der Düsennadel begrenzten und als Dämpfungsraum wirkenden Druckraum und einem Federraum sowie mit einer Strömungsverbindung zum Verdrängen der Leckmenge aus dem Dämpfungsraum in den Federraum beim Öff nungshub der Düsennadel, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung (13) nach einem definierten ersten Teilöffnungshub (H₁) der Düsennadel (3) - ausgehend von ihrer Schließlage - unterbrechbar ist, und daß zwischen dem Dämp fungsraum (7) und dem Federraum (11) eine zweite Strömungsver bindung (14) vorgesehen ist, durch die im Zusammenwirken mit der ersten Strömungsverbindung (13) deren Unterbrechung nach einem definierten zweiten Teilöffnungshub (H₂) bis zum Ende des Gesamthubes aufhebbar ist.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, mit einer die erste Strömungsverbindung bewirkenden Anflächung am Druckzapfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anflächung (15) parallel zur Düsenachse (a) verläuft, wobei das düsennadelseitige Ende der Anflächung (15) bei Schließlage der Düsennadel (3) in den Druckraum (7) hineinragt und das gegenüberliegende Ende der Anflächung (15) in den Fe derraum (11) ausläuft.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strömungsverbindung (17) durch eine Kanalanord nung im Druckzapfen (10) und eine zum Federraum (11) hin offene Ringnut (18) in der zylindrischen Ausnehmung (8) im Düsenkörper (2) gebildet ist.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalanordnung aus einer zentral im Druckzapfen (10) verlaufenden Sackbohrung (19) und mindestens einer im oberen Bereich von dieser abzweigenden Querbohrung (20) und mindestens einer im unteren Bereich von der Sackbohrung (19) ausgehenden Quernut (22) besteht.

5. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbohrung (20) in eine am Druckzapfen (10) umfangsseitig angeordnete Querschnittsausnehmung (21) mündet.

6. Kraftstoffeinspritzdüse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Strömungsverbindung (14) durch eine parallel zur Düsenachse (a) verlaufende Anflächung (23) gebildet ist.

7. Kraftstoffeinspritzdüse nch Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anflächung (23) der zweiten Strömungsverbindung (14) und die Anflachung (15) der ersten Strömungsverbindung (13) ineinander diametral gegenüberliegen, wobei sich die Anflächung (23) der zweiten Strömungsverbindung (14) vom düsennadelseitigen Ende des Druckzapfens (10) bis zu einer mit Abstand vom Federraum (11) liegenden und die Unterbrechung der ersten Strömungsverbindung (13) aufhebenden Stelle erstreckt.