DE4200709A1

DE4200709A1 - Kraftstoffeinspritzduese fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4200709A1
Application number: DE19924200709
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Hofmann; Edgar Dipl Ing Goetz; Detlev Dr Potz; Helmut Norberg; Klaus Dahlmeier; Bernhard Dipl Ing Lucas; Uwe Dipl Ing Gordon
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-01-14
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1993-07-15
Also published as: JPH05272433A; EP0551633A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzdüse für Brenn kraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei solchen un ter der Bezeichnung "Lochdüsen" bekannten Einspritzdüsen wird der unter hohem Druck in die Brennkammer eingespritzte Strahl durch die Spritzlöcher geformt, die im allgemeinen zylindrisch mit glatter Um fangswand ausgebildet sind und ein Verhältnis Länge : Durchmesser von etwa 4 haben. Um den Strahl scharf zu bündeln, ist es auch schon bekannt, die Spritzlöcher nach Art einer Lavaldüse (DE-OS 25 57 772) zu formen oder wenigstens den Einlauf der Spritzlöcher wie bei einer Lavaldüse zu runden (DE-PS 12 12 352, EP-A 03 70 659). Um Stick oxid-Bildung und Partikelemission bei der Verbrennung sehr niedrig zu halten, ist eine Aufbereitung des Kraftstoffs mit hoher Zerstäu bungsgüte wesentlich. Es wurde daher schon vorgeschlagen, die Ein spritzdrücke bei Direkteinspritzmotoren von derzeit 800-100 bar auf bis zu 1.600 bar zu erhohen. Der Aufwand für die Ausbildung einer Einspritzpumpe fuhr solche Druckbereiche ist beträchtlich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß bei gezielter Erzeu gung von Kavitation in der durch das Spritzloch fließenden Kraft stoffströmung Hohlräume gebildet werden, die nach Verlassen des Spritzlochs implodieren, wobei der Kraftstoff punktuell und mit hoher Energie zerstäubt wird. Dadurch wird eine Zerstäubungsgüte des Kraftstoffs erzielt, die sonst nur durch sehr hohe Pumpendrücke er reichbar wäre.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung lassen sich den Unteran sprüchen entnehmen.

So ist es besonders vorteilhaft, wenn über die gesamte Länge des Spritzlochs hinweg abwechselnd scharfe Kanten und Nuten angeordnet sind. Dadurch wird erreicht, daß in der Strömung durch Unterdruck viele Hohlräume gebildet werden.

Scharfe Kanten sind insbesondere in den Bereichen von Vorteil, in denen die Strömung im Spritzloch dessen Wand berührt.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 das einspritzseitige Ende einer Kraftstoffeinspritzdüse stark vergrößert im Längsschnitt und Fig. 2 eine Alternative zu Fig. 1 im Längs schnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein Düsenkörper 1 hat im Bereich seines einspritzseitigen Endes einen konischen Dichtsitz 2, mit dem ein Schließkegel 4 einer im Düsenkörper 1 verschiebbar geführten, federbelasteten Ventilnadel 3 zusammenwirkt. In Kraftstoffströmungsrichtung unterhalb des Dicht sitzes 2 schließt sich in einer Kuppe 5 des Düsenkörpers 1 ein Sack loch 6 an, von dem aus die Wand der Kuppe 5 durchdringende Spritz löcher 10 abgehen. Der Einlauf der Spritzlöcher 10 kann auch im Be reich des Dichtsitzes 2 liegen und je nach Gestaltung des Brennraums der Brennkraftmaschine können ein oder mehrere Spritzlöcher mit ver schiedenen Spritzrichtungen zur Längsachse der Einspritzdüse ange ordnet sein.

Die Spritzlöcher 10, die den durchströmenden Kraftstoff zu einem Strahl formen, haben im wesentlichen die Form eines Zylinders mit konstantem Durchmesser im Bereich von 0,10 bis 0,40 mm. Um dem durch sie fließenden Kraftstoffstrom Kavitation zu überlagern, ist die Um fangswand der Spritzlöcher 10 nicht gleichmäßig glatt, sondern sie ist aus mehreren ringförmigen, radial vorstehenden, scharfen Kanten 11 und Nuten 12 zusammengesetzt, welche sich quer zur Längsachse der Spritzlöcher 10 erstrecken. Die Hohe der Querschnittssprünge in der Wand der Spritzlöcher liegt im Bereich von 10 m-100 m.

Zum einfachen Fertigen der Nuten 12 mit den Kanten 11 können diese in Form eines Feingewindes hergestellt werden, das eine Steigung von weniger als 50%, vorzugsweise 10% der Länge eines Spritzlochs hat (Fig. 2).

Die Kraftstoffeinspritzdüse arbeitet wie folgt:
Der von einer nicht dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe ge forderte Kraftstoff wird unter Druck in den die Ventilnadel 3 aufnehmenden Raum des Düsenkörpers 1 gefördert, hebt bei ausreichen dem Druck die Ventilnadel 3 entgegen einer Federkraft vom Dichtsitz 2 ab, gelangt zwischen Schließkegel 4 und Dichtsitz 2 in das Sack loch 6 und von dort durch die Spritzlöcher 10 in den Brennraum. An den die Umfangswand der Spritzlöcher 10 bildenden Kanten 11 und Nuten 12, die sich quer oder im wesentlichen quer zur Stromungsrich tung erstrecken und Abrißkanten bilden, werden große Gebiete in der Strömung erzeugt, in denen der Dampfdruck des Kraftstoffs unter schritten wird und dadurch Hohlraumbildung auftritt. Diese Hohlräume im Kraftstoffstrahl implodieren nach Verlassen des Spritzloches und zerstäuben den Kraftstoff mit punktuell sehr hoher Energie, so daß eine sehr hohe Zerstäubungsgüte des Kraftstoffstrahls erzielt wird.

Wenn, daß die Kraftstoffströmung in den Spritzlöchern nur in deren Einlauf und Auslaufbereich an der Umfangswand anliegt, genügt es, Ab rißkanten nur in diesen Bereichen vorzusehen.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einem Düsen körper, in dem eine verschiebbar geführte Ventilnadel mit einem Ven tilsitz zusammenwirkt, an den sich stromabwärts mindestens ein den Düsenkörper durchdringendes Spritzloch anschließt, dadurch gekenn zeichnet, daß die das Spritzloch (10) begrenzende Umfangswand wenig stens eine sich im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung er streckende, scharfe Abrißkante (11) aufweist.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand des Spritzlochs (10) durch mehrere in Strömungs richtung aufeinanderfolgende und quer zu dieser sich erstreckende Kanten (11) und Nuten (12) geformt ist.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (11) und Nuten (12) durch einen Gewindegang mit niedriger Steigung gebildet sind.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (11) und Nuten (12) nur im Bereich des Einlaufs und/oder Auslaufs des Spritzlochs (12) angeordnet sind.