DE4228364A1

DE4228364A1 - Kraftstoffeinspritzduese

Info

Publication number: DE4228364A1
Application number: DE4228364A
Authority: DE
Inventors: Fumitsugu Yoshizu
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1991-08-27
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 1993-03-04
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: US5211340A; DE4228364C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse zum Ein spritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum eines Mo tors, wobei der Kraftstoff unter Druck von einer Kraftstoff einspritzpumpe zugeführt wird.

Eine aus der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 1-92 569 bekannte Kraftstoffeinspritzdüse weist einen länglichen, hohlen Düsenkörper, der ein geschlossenes un teres Ende hat, und ein in dem Düsenkörper angeordnetes Na delventil auf. Dieser Düsenkörper hat einen Kraftstoffspei cherraum, einen konisch zulaufenden Ventilsitz, der auf der inneren Oberfläche des unteren Endabschnitts des Düsenkör pers gebildet ist, und ein Paar Einspritzöffnungen (d. h. eine erste und eine zweite Einspritzöffnung), die im unteren End abschnitt des Düsenkörpers gebildet sind. Der auf die Achse des Düsenkörpers bezogene Winkel der ersten Einspritzöffnung ist spitz, wogegen der auf die Achse des Düsenkörpers bezo gene Winkel der zweiten Einspritzöffnung im allgemeinen 90° beträgt. Die inneren Enden der ersten und zweiten Einspritz öffnung sind am Ventilsitz des Düsenkörpers angeordnet und liegen an der gleichen Stelle in der Achsenrichtung des Dü senkörpers. Die äußeren Ende der ersten und zweiten Ein spritzöffnung haben einen Abstand voneinander. Andererseits hat das Nadelventil einen Druckaufnahmeabschnitt, der vom Kraftstoffspeicherraum aus zugänglich ist, und einen konisch verjüngten Stoßabschnitt, der an seinem unteren Endabschnitt gebildet ist. Das Nadelventil wird durch eine Feder beauf schlagt, so daß sein Stoßabschnitt auf dem Ventilsitz auf liegt. In dieser Schließstellung sind die inneren Enden der ersten und zweiten Einspritzöffnung durch die äußere Begren zungsfläche des Stoßabschnitts geschlossen. Der Druck des dem Kraftstoffspeicherraum von einer Kraftstoffeinspritzpumpe zu geführten Kraftstoffes wirkt auf den Druckaufnahmeabschnitt, um zu bewirken, daß sich das Nadelventil gegen die Vorspan nung der Feder hochbewegt, so daß der Stoßabschnitt den Ven tilsitz nicht mehr berührt. Infolgedessen werden die erste und zweite Einspritzöffnung aufgemacht, um Kraftstoff in einen Verbrennungsraum eines Motors einzuspritzen.

Die Kraftstoffeinspritzdüse nach der oben genannten Patent veröffentlichung ist am Motor in geneigter Stellung bezüglich der Achse eines Motorzylinders angebracht, und daher ist an zunehmen, daß die erste und die zweite Einspritzöffnung im allgemeinen unter dem gleichen Winkel bezüglich der Achse des Motorzylinders geneigt verlaufen. In diesem Fall wird der Kraftstoff aus der ersten und zweiten Einspritzöffnung gleichzeitig unter dem gleichen Neigungswinkel bezüglich der Achse des Motorzylinders eingespritzt. Der Kraftstoff kann daher in den Verbrennungsraum nicht über einen großen Bereich eingespritzt werden.

Nehmen wir mal an, daß die oben genannte Kraftstoffeinspritz düse parallel zu der Achse des Motorzylinders angeordnet ist. Wenn das Nadelventil hochbewegt wird, wird der Kraftstoff aus der ersten und zweiten Einspritzöffnung gleichzeitig unter verschiedenen Winkeln bezüglich der Achse des Motorzylinders eingespritzt. In diesem Fall ist die Verteilung des Kraft stoffes im Verbrennungsraum sehr ungleich.

Da bei der Kraftstoffeinspritzdüse der oben genannten Patent veröffentlichung die äußeren Enden der ersten und zweiten Einspritzöffnung einen Abstand voneinander haben, kann nicht damit gerechnet werden, daß die Kraftstoffteilchen, wie bei der vorliegenden Erfindung, fein gemacht werden.

Aus der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 62-87 171 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bekannt, die einen Düsenkörper und ein Nadelventil aufweist. Der Düsenkör per hat einen konisch zulaufenden Ventilsitz, der an seinem unteren Endabschnitt gebildet ist, und eine unter dem Ventil sitz vorgesehene kleine Kammer. Eine einzige erste Einspritz öffnung und eine Vielzahl an zweiten Einspritzöffnungen sind in dem unteren Endabschnitt des Düsenkörpers gebildet, und der Neigungswinkel der ersten Einspritzöffnung ist verschie den von dem der zweiten Einspritzöffnungen. Wenn die Kraft stoffeinspritzdüse leicht schräg an einem Motor angebracht ist, erstreckt sich die erste Einspritzöffnung im allge meinen horizontal, und die zweiten Einspritzöffnungen er strecken sich schräg nach unten. Das innere Ende der ersten Einspritzöffnung ist zum Ventilsitz hin offen, und die inne ren Enden der zweiten Einspritzöffnungen sind zu der inneren Begrenzungsfläche der kleinen Kammer hin offen. Das Nadelven til hat an seinem unteren Endabschnitt einen konisch verjüng ten Stoßabschnitt und einen Drosselabschnitt, der am unteren Ende dieses Stoßabschnitts gebildet ist. Wenn der Stoßab schnitt auf dem Ventilsitz aufliegt, erstreckt sich der Dros selabschnitt in die oben genannte kleine Kammer. In dieser Schließstellung ist das innere Ende der ersten Einspritzöff nung durch die äußere Begrenzungsfläche des Stoßabschnitts geschlossen und sind die inneren Enden der zweiten Einspritz öffnungen durch die äußere Begrenzungsfläche des Drosselab schnitts geschlossen. Wenn das Nadelventil hochbewegt wird, entfernt sich der Stoßabschnitt aus der Anlage mit dem Ven tilsitz in einer Anfangsphase, in welcher die Hubhöhe noch klein ist, so daß die erste Einspritzöffnung geöffnet wird, wodurch Kraftstoff aus der ersten Einspritzöffnung in Rich tung einer Zündkerze eingespritzt wird. In dieser Anfangs phase bleibt der Drosselabschnitt in der kleinen Kammer auf genommen, und daher werden die zweiten Einspritzöffnungen ge schlossen gehalten. Wenn das Nadelventil weiter hochbewegt wird, kommt der Drosselabschnitt aus der kleinen Kammer her aus, so daß die zweiten Einspritzöffnungen geöffnet werden, wodurch der Kraftstoff aus den zweiten Einspritzöffnungen eingespritzt wird.

Bei der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß der oben genannten ja panischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 62-87171 wird der Kraftstoff aus der ersten Kraftstoffeinspritzöffnung nur in Richtung der Zündkerze eingespritzt, wenn die Hubhöhe des Nadelventils klein ist, und daher kann der Kraftstoff in den Verbrennungsraum nicht über einen großen Bereich einge führt werden. Da ferner die äußeren Enden aller Einspritzöff nungen einen Abstand voneinander haben, können die Kraft stoffteilchen nicht fein gemacht werden.

Aus der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 57-1 58 972 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bekannt, die ähnlich ist zu der Kraftstoffeinspritzdüse der oben genannten japanischen offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmel dung Nr. 62-87 171. Diese Kraftstoffeinspritzdüse hat erste und zweite Einspritzöffnungen, die unter dem gleichen Winkel geneigt verlaufen. Wenn die Hubhöhe eines Nadelventils klein ist, wird Kraftstoff aus der ersten Einspritzöffnung einge spritzt, und wenn die Hubhöhe groß ist, wird Kraftstoff aus den ersten und zweiten Einspritzöffnungen eingespritzt. Bei dieser Kraftstoffeinspritzdüse wird die Richtung der Kraft stoffeinspritzung ohne Rücksicht auf die Hubhöhe des Nadel ventils nicht geändert, und deshalb kann der Kraftstoff in den Verbrennungsraum nicht über einen großen Bereich zuge führt werden. Da ferner die äußeren Enden aller Einspritzöff nungen einen Abstand voneinander haben, kann der Kraftstoff nicht fein gemacht werden.

Aus den Technologieberichten der Universität Tohoku (Band 22, Nr. 2, Seite 157 bis 164, ausgegeben am 25. März 1958; Her ausgeber: Ingenieurabteilung der Universität Tohoku; Verle ger: Universität Tohoku) ist eine Kraftstoffeinspritzdüse be kannt, die einen Düsenkörper und ein Nadelventil aufweist. Der Düsenkörper hat eine Ausgleichskammer an seinem unteren Endabschnitt und einen Ventilsitz, der über dieser Aus gleichskammer vorgesehen ist. Mehrere Paare erster und zwei ter Einspritzöffnungen sind in dem unteren Abschnitt des Dü senkörpers gebildet und haben in Umfangsrichtung des Düsen körpers Abstände voneinander. Die ersten Einspritzöffnungen erstrecken sich schräg nach unten bezüglich der Achse des Dü senkörpers, und die zweiten Einspritzöffnungen erstrecken sich senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers. Die inneren En den der ersten Einspritzöffnungen sind über den inneren Enden der zweiten Einspritzöffnungen angeordnet. Die inneren Enden der ersten und zweiten Einspritzöffnungen sind zu der Aus gleichskammer hin offen. Jedes Paar erster und zweiter Ein spritzöffnungen haben ein gemeinsames äußeres Ende. Da bei dieser Kraftstoffeinspritzdüse die inneren Enden der ersten und zweiten Einspritzöffnungen zu der Ausgleichskammer hin offen sind, wird der Kraftstoff aus den ersten und zweiten Einspritzöffnungen eingespritzt, wenn das Nadelventil hochbe wegt wird, so daß der Kraftstoff in einem weiten Winkel ein gespritzt werden kann. Jedoch sind die Drücke an den inneren Enden der ersten und zweiten Einspritzöffnungen gleich zuein ander, und wird der Kraftstoff gleichzeitig aus den ersten und zweiten Einspritzöffnungen eingespritzt. Deshalb kann die Richtung der Einspritzung des Kraftstoffes nicht entsprechend der Hubhöhe des Nadelventils gewählt werden. Da ferner kein Druckunterschied an dem gemeinsamen äußeren Ende der ersten und zweiten Einspritzöffnungen auftritt, wird keine Kavita tion erzeugt und kann nicht damit gerechnet werden, daß die Kraftstoffteilchen fein gemacht werden.

Die japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldungen Nr. 56-1 29 568 und 1-1 58 553 zeigen jeweils Hubsteuermechanismen, die eine ähnliche Grundkonstruktion haben, wie die bei den beiden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ver wendeten Hubsteuermechanismen.

Die deutsche Anmeldung P 41 42 430.1 vom 20. Dezember 1991 betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse, die einen ähnlichen Aufbau wie die Kraftstoffeinspritzdüse nach der vorliegenden Erfindung hat.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kraftstoffein spritzdüse zu schaffen, bei welcher die Richtung der Ein spritzung des Kraftstoffes entsprechend der Hubhöhe eines Na delventils geändert wird und eine anfängliche Kraftstoffein spritzrichtung auch ausreichend lange aufrechterhalten wird, um dadurch den Kraftstoff einem Innenraum eines Motorzylin ders über einen großen Bereich zuzuführen, und bei der ferner die einzuspritzenden Kraftstoffteilchen fein gemacht werden können, um dadurch die Verbrennungsleistung zu verbessern.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Kraftstoffein spritzdüse gelöst, die folgendes aufweist:

a) einen hohlen länglichen Düsenkörper mit einem geschlos senen äußeren Ende, einem Führungsloch, einem Kraft stoffspeicherraum, der vor dem Führungsloch vorgesehen ist, einem konisch zulaufenden Ventilsitz, der an einer inneren Oberfläche des äußeren Endabschnitts des Düsen körpers gebildet ist, und mehreren Paaren erster und zweiter Einspritzöffnungen, die in dem äußeren Endab schnitt des Düsenkörpers gebildet sind und einen Abstand voneinander in Umfangsrichtung des Düsenkörpers haben, wobei der Winkel der ersten Einspritzöffnung bezüglich einer Achse des Düsenkörpers verschieden von dem Winkel der zweiten Einspritzöffnung bezüglich der Achse des Dü senkörpers ist, die inneren Enden der ersten Einspritz öffnungen am Ventilsitz angeordnet sind, die inneren En den der zweiten Einspritzöffnungen einen Abstand von den inneren Enden der ersten Einspritzöffnungen zum äußeren Ende des Düsenkörpers in der Achsenrichtung des Düsen körpers haben und jedes Paar erster und zweiter Ein spritzöffnungen im wesentlichen ein gemeinsames äußeres Ende haben;
b) ein in dem Düsenkörper untergebrachtes Nadelventil, das einen in dem Führungsloch gleitbar angeordneten Gleitab schnitt, einen im Kraftstoffspeicherraum angeordneten Druckaufnahmeabschnitt und einen konisch verjüngten Stoßabschnitt hat, der an einem äußeren Endabschnitt des Nadelventils gebildet ist, wobei die inneren Enden der ersten Einspritzöffnungen der äußeren Begrenzungsfläche des Stoßabschnitts des Nadelventils zugekehrt sind, wenn der Stoßabschnitt auf dem Ventilsitz anliegt;
c) eine Drückeinrichtung zum Drücken des Nadelventils in Richtung des Ventilsitzes, wobei das Nadelventil gegen die Vorspannung der Drückeinrichtung hochbewegt wird, wenn ein vom Druckaufnahmeabschnitt des Nadelventils aufgenommener Kraftstoffdruck einen vorbestimmten Druck übersteigt, so daß der Stoßabschnitt aus der Anlage mit dem Ventilsitz gebracht wird, wobei die Einspritzung vom Kraftstoff aus den ersten Einspritzöffnungen vorzugs weise durch einen Drosseleffekt zwischen dem Stoßab schnitt und dem Ventilsitz bewirkt wird, bis die Hubhöhe des Nadelventils einen bestimmten Hubhöhenbetrag er reicht hat, und wenn die Hubhöhe des Nadelventils den bestimmten Hubhöhenbetrag übersteigt, der Drosseleffekt aufgehoben wird, so daß die Einspritzung des Kraftstof fes vorzugsweise aus den zweiten Einspritzöffnungen be wirkt wird; und
d) eine Hubgeschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung zum Ab senken der Hubgeschwindigkeit des Nadelventils, bis die Hubhöhe des Nadelventils den bestimmten Hubhöhenbetrag erreicht hat.

Im folgenden werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt einer Kraftstoffein spritzdüse nach der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt eines unteren Endab schnitts der Kraftstoffeinspritzdüse;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt, der die Kraftstof feinspritzdüse im eingebauten Zustand an einem Mo tor zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einem Nockenwinkel und der Hubhöhe eines Nadelventils zeigt;

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, jedoch von einem abgewandelten Nadelventil;

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, jedoch von einer abgewandelten Kraftstoffeinspritzdüse;

Fig. 7 einen vergrößerten Querschnitt eines wichtigen Tei les der in Fig. 6 gezeigten Kraftstoffeinspritz düse;

Fig. 8 einen vergrößerten Querschnitt eines anderen Ausfüh rungsbeispiels mit einer Führungseinrichtung, wobei ein Düsenkörper und ein Nadelventil gezeigt sind;

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8;

Fig. 10 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 8, jedoch von einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer Führungsein richtung; und

Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie XI-XI in Fig. 10.

Wie in Fig. 1 gezeigt, hat eine Kraftstoffeinspritzdüse N einen länglichen hohlen Düsenhalter 10, einen länglichen Dü senkörper 30, der unter dem Düsenhalter 10 angeordnet ist, einen rohrförmigen Halter 20, mit dem der Düsenkörper 30 an dem Düsenhalter 10 befestigt ist, einen Federhalter 40, der in den oberen Endabschnitt des Düsenhalters 10 eingeschraubt ist, und eine Kappe 45, die an dem Federhalter 40 befestigt ist. Diese Teile sind koaxial zueinander angeordnet und bil den zusammen einen einzelnen länglichen Körper.

Es wird nun die Verbindung zwischen dem Düsenkörper 30 und dem Düsenhalter 10 beschrieben. Ein Außengewindeabschnitt 11 ist an der äußeren Begrenzungsfläche des unteren Endab schnitts des Düsenhalters 10 gebildet. Ein Innengewindeab schnitt 21 ist an der inneren Begrenzungsfläche des oberen Endabschnitts des Halters 20 gebildet, und eine Stufe 22 ist an der inneren Begrenzungsfläche des unteren Endabschnitts des Halters 20 gebildet. Eine Stufe 38 ist an der äußeren Be grenzungsfläche des mittleren Abschnitts des Düsenkörpers 30 gebildet. Der Düsenkörper 30 ist in den Halter 20 eingesetzt, und in diesem Zustand sind der Innengewindeabschnitt 21 des Halters 20 und der Außengewindeabschnitt 11 des Düsenhalters 10 ineinandergeschraubt, so daß der Düsenkörper 30 koaxial mit dem Düsenhalter 10 verbunden ist.

Der Düsenkörper 30 hat eine längliche Rohrform und ein ge schlossenes unteres Ende. Der Düsenkörper hat ein Führungs loch 31, einen Kraftstoffspeicherraum 32, ein Kraftstoff durchgangsloch 33 und einen konisch zulaufenden Abschnitt 34, die in dieser Reihenfolge in Richtung des unteren Endes des Düsenkörpers 30 angeordnet sind. Das Kraftstoffdurchgangsloch 33 hat einen kleineren Durchmesser als das Führungsloch 31 und verläuft koaxial zu ihm. Der Kraftstoffspeicherraum 32 ist mit einem in der oberen Endfläche des Düsenhalters 10 ge bildeten Kraftstoffeingang (nicht gezeigt) über einen Kraft stoffdurchgang 19, der längs in dem Düsenhalter 10 gebildet ist, und einen Kraftstoffdurchgang 39, der längs in dem Dü senkörper 30 gebildet ist, verbunden. Der oben genannte Kraftstoffeingang ist mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe (nicht gezeigt) z. B. einer Verteilereinspritzpumpe, über eine Leitung verbunden.

Ein Nadelventil 50 ist in dem Düsenkörper 30 untergebracht. Das Nadelventil 50 hat einen Gleitabschnitt 51, einen Druck aufnahmeabschnitt 52, einen Verlängerungsabschnitt 53 einen ersten konisch zulaufenden Abschnitt 54 und einen zweiten ko nisch zulaufenden Abschnitt 55, die in dieser Reihenfolge in Richtung des unteren Endes des Düsenkörpers 30 koaxial zuein ander angeordnet sind. Der Verlängerungsabschnitt 53 hat einen kleineren Durchmesser als der Gleitabschnitt 51, und der Druckaufnahmeabschnitt 52 ist konisch verjüngt. Der Gleitabschnitt 51 ist in dem Führungsloch 31 des Düsenkörpers 30 untergebracht, um in axialer Richtung gleiten zu können. Der Druckaufnahmeabschnitt 52 ist in dem Kraftstoffspeicher raum 52 des Düsenkörpers 30 untergebracht und empfängt einen Druck des Kraftstoffspeicherraums 32. Der Verlängerungsab schnitt 53 ist in dem Kraftstoffdurchgangsloch 33 des Düsen körpers 30 untergebracht, und ein Spalt für den Durchfluß des Kraftstoffes ist zwischen der äußeren Begrenzungsfläche des Verlängerungsabschnitts 53 und der inneren Begrenzungsfläche des Kraftstoffdurchgangsloches 33 gebildet. Der erste und der zweite konisch zulaufende Abschnitt 54 bzw. 55 sind entgegen gesetzt zu den konisch zulaufenden Abschnitt 34 des Düsenkör pers 30 angeordnet.

Wie am besten in Fig. 2 gezeigt, ist der Kegelwinkel des zweiten konisch zulaufenden Abschnitts 55 des Nadelventils 50 nur ein bißchen größer (z. B. ungefähr 10 Minuten) als, oder im Großen und Ganzen gleich groß wie der Kegelwinkel des ko nisch zulaufenden Abschnitts 34 des Düsenkörpers 30. Daher kann der zweite konisch zulaufende Abschnitt 55 in Oberflä chenkontakt mit der inneren Begrenzungsfläche des konisch zu laufenden Abschnitts 34 unter dem Einfluß einer Feder 62 (die unten beschrieben ist) der Art gebracht werden, daß der zwei te konisch zulaufende Abschnitt 50 leicht elastisch verformt wird. Im folgenden wird nun der zweite konisch zulaufende Ab schnitt 55 als "Stoßabschnitt" bezeichnet. Der Kegelwinkel des ersten konisch zulaufenden Abschnitts 54 ist kleiner als der Kegelwinkel sowohl des Stoßabschnitts 55 als auch des ko nisch zulaufenden Abschnitts 34 des Düsenkörpers 30. Deshalb berührt der erste konische zulaufende Abschnitt 54 nicht die innere Begrenzungsfläche des konisch zulaufenden Abschnitts 34. Derjenige Teil des Stoßabschnitts 55, der an der Grenze zwischen dem Stoßabschnitt 55 und dem ersten konisch zulau fenden Abschnitt 54 liegt, wird am stärksten von der inneren Begrenzungsfläche des konisch zulaufenden Abschnitts 34 be rührt und dient deshalb als Hauptstoßabschnitt 55a. Der unter dem Hauptstoßabschnitt 55a liegende Teil dient als Zusatz stoßabschnitt 55b. Der ringförmige Abschnitt der inneren Be grenzungsfläche des konisch zulaufenden Abschnitts 34, an den der Stoßabschnitt 55 anstößt, dient als Ventilsitz. Der Teil des Ventilsitzes 35, an dem der Hauptstoßabschnitt 55a an stößt, dient als Hauptsitzabschnitt 35a. Der Teil des Ventil sitzes 35, an dem der Zusatzstoßabschnitt 55b anstößt, dient als Zusatzsitzabschnitt 35b.

Als nächstes wird eine Eigenschaft der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 2 beschrieben. Mehrerer (z. B. fünf oder sechs) Paare erster und zweiter Einspritzöffnungen 36 und 37 sind in dem unteren Endabschnitt des Düsenkörpers 30 gebildet und haben gleiche Abstände voneinander in Umfangs richtung. Jedes Paar erster und zweiter Einspritzöffnungen 36 und 37 haben im allgemeinen den gleichen Durchmesser und sind in der gleichen Winkelstellung in der Umfangsrichtung des Dü senkörpers 30 angeordnet. Der Winkel R₁ zwischen der Achse X des Düsenkörpers 30 und der ersten Einspritzöffnung 36 ist kleiner als der Winkel R₂ zwischen der Achse X und der zwei ten Einspritzöffnung 37. Genauer ausgedrückt ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Winkel R₁ ein spitzer Winkel (unge fähr 60°) und beträgt der Winkel R₂ ungefähr 90°. Die inneren Enden der ersten Einspritzöffnungen 36 und die inneren Enden der zweiten Einspritzöffnungen 37 sind an dem Ventilsitz 35 angeordnet und haben einen Abstand voneinander in der Achsen richtung des Düsenkörpers 30. Genauer ausgedrückt ist das in nere Ende der ersten Einspritzöffnung 36 über dem inneren Ende der zweiten Einspritzöffnung 37 angeordnet. Die inneren Enden von allen ersten Einspritzöffnungen 36 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers 30 ist, und auch die inneren Enden von allen zweiten Einspritzöffnungen 37 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers 30 ist. Jedes Paar erster und zweiter Einspritzöffnungen 36 und 37 haben im wesentlichen ein gemeinsames äußeres Ende. Alle gemeinsamen äußeren Enden sind in einer gemeinsamen Ebene an geordnet, die senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers 30 ist. Die ersten und zweiten Einspritzöffnungen 36 und 37 sind aus Gründen der Darstellungsvereinfachung von Fig. 1 weggelassen worden.

Um außergewöhnliche Einspritzkennwerte zu erzielen, hat die Kraftstoffeinspritzdüse N einen Hubsteuermechanismus 60 (sie he Fig. 1), der mit den ersten und zweiten Einspritzöffnungen 36 und 37 zusammenwirkt. Dieser Hubsteuermechanismus 60 ent spricht grundsätzlich dem Hubsteuermechanismus, der aus der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 56-1 29 568 bekannt ist, und beinhaltet eine in dem Düsen halter 10 angeordnete erste Stange 61, eine in dem Düsenhal ter 10 angeordnete erste Feder (Drückeinrichtung) 62, eine zweite Stange 63, die sich durch einen unteren Endabschnitt des Federhalters 40 gleitbar erstreckt, und eine zweite Feder (Hubgeschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung) 64, die in dem Federhalter 40 untergebracht ist.

Ein Vorsprung 58 ist an einer oberen Endfläche 50a des Nadel ventils 50 gebildet und erstreckt sich durch einen unteren Endabschnitt des Düsenhalters 10, und das untere Ende der er sten Stange 61 ist mit dem oberen Ende des Vorsprungs 58 ver bunden. Ein Federsitz 61a ist an der äußeren Begrenzungsflä che desjenigen Teiles der ersten Stange 61 gebildet, der in einem vorbestimmten Abstand unter dem oberen Ende der Stange 61 angeordnet ist. Das untere Ende der ersten Feder 62 stößt gegen den Federsitz 31a. Die untere Endfläche des Federhal ters 40 dient als Federsitz 40a, und das obere Ende der er sten Feder 62 stößt gegen diesen Federsitz 40a über eine Bei lagscheibe 65. Die erste Feder 62 drückt das Nadelventil 50 über die erste Stange 61 nach unten. Die untere Endposition der ersten Stange 61 wird durch die Anlage des Stoßabschnitts 55 des Nadelventils 50 an dem Ventilsitz 35 bestimmt.

Der Federhalter 40 hat ein axial verlaufendes Durchgangsloch 41, und die zweite Feder 64 ist in einem einen größeren Durchmesser aufweisenden oberen Abschnitt 41a des Durchgangs loches 41 untergebracht, und die zweite Stange 63 ist in einem einen kleinen Durchmesser aufweisenden unteren Ab schnitt 41b des Durchgangsloches 41 gleitbar angeordnet. Ein Federsitz 66 ist an dem oberen Endabschnitt der zweiten Stan ge 63 befestigt, und das untere Ende der zweiten Feder 64 stößt gegen den Federsitz 66. Ein Federsitz 67 ist durch eine Schraubverbindung an dem oberen Endabschnitt des Federhalters 40 befestigt, und das obere Ende der zweiten Feder 64 stößt gegen den Federsitz 67. Die zweite Stange 63 wird durch die Federkraft der zweiten Feder 64 nach unten gedrückt. Die un tere Endposition der zweiten Stange 63 wird durch die Anlage des Federsitzes 66 an einer Beilagscheibe 68 bestimmt, die auf einer an dem Federhalter 40 gebildeten Stufe 41c auf liegt.

Das obere Ende der ersten Stange 61 hat in ihrer unteren End position einen Abstand von dem unteren Ende der zweiten Stange 63 in deren unteren Endposition, und dieser Abstand oder diese Strecke ist in Fig. 1 mit L₁ bezeichnet. Der Ab stand L₁ bestimmt eine erste Hubhöhe des Nadelventils 50, wie weiter unten beschrieben wird. Wenn dagegen das Nadelventil 50 in seiner Schließstellung ist, hat die obere Endfläche 50a des Nadelventils 50 einen Abstand von einer unteren Endfläche 10a des Düsenhalters 10, und dieser Abstand oder diese Strecke ist in Fig. 1 mit L₂ bezeichnet. Der Abstand L₂ be stimmt eine zweite Hubhöhe des Nadelventils 50, wie weiter unten beschrieben wird. Die Abstände L₁ und L₂ sind in Fig. 1 übertrieben groß dargestellt.

Die Kraftstoffeinspritzdüse N mit einem Aufbau wie oben be schrieben ist an einem Zylinderkopf H eines Motor E ange bracht, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbei spiel ist die Kraftstoffeinspritzdüse N parallel zu den Ach sen eines Zylinders S und eines Kolbens P angeordnet. Der vordere Endabschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse N befindet sich in einem Verbrennungsraum C, der von dem Zylinder S und dem Kolben P begrenzt wird.

Unter Hochdruck wird Kraftstoff intermittierend von der Kraftstoffeinspritzpumpe der Kraftstoffeinspritzdüse N mit der oben beschriebenen Konstruktion zugeführt. Wenn kein Hochdruckkraftstoff dem Kraftstoffspeicherraum 32 zugeführt wird, wird das Nadelventil 50 durch die Wirkung der ersten Feder 62 abwärts gedrückt, so daß der Stoßabschnitt 55 des Nadelventils 50 auf den Ventilsitz 35 in Form einer Oberflä chenberührung zur Anlage kommt. In diesem Zustand grenzen die inneren Enden der ersten und zweiten Einspritzöffnungen 36 und 37 an die äußere Begrenzungsfläche des Stoßabschnitts 55 an und sind deshalb durch diese Begrenzungsfläche geschlos sen.

Die Art und Weise der Hubbewegung des Nadelventils 50, die erzeugt wird, wenn der Hochdruckkraftstoff dem Kraftstoff speicherraum 32 zugeführt wird, wird nun mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben, die den Zusammenhang zwischen der Hubhöhe des Nadelventils 50 und dem Winkel der Drehbewegung eines Nockens der Kraftstoffverteilereinspritzpumpe zeigt, die für die Zu fuhr des Hochdruckkraftstoffes verwendet wird. Dieser Nocken winkel nimmt mit der Zeit zu.

Wenn der Druck im Kraftstoffspeicherraum 32, d. h. der von dem Druckaufnahmeabschnitt 52 des Nadelventils 50 empfangene Druck, einen vorbestimmten Pegel überschreitet, hebt das Na delventil 50 vom Ventilsitz 35 gegen die Vorspannung der er sten Feder 62 ab. Das Nadelventil 35 wird mit einer relativ großen Geschwindigkeit hochbewegt, und wenn die Hubhöhe den Wert L₁ erreicht, schlägt das obere Ende der ersten Stange 61 gegen das untere Ende der zweiten Stange 63. Infolgedessen wird das Nadelventil 50 nicht nur mit der Kraft der ersten Feder 62 sondern auch mit der Kraft der zweiten Feder 64 be aufschlagt, so daß das Nadelventil 50 zeitweilig gestoppt wird.

Wenn ein große Kraftstoffeinspritzmenge wegen einer großen Motorlast benötigt wird, wird die Zufuhr des Hochdruckkraft stoffes zu dem Kraftstoffspeicherraum 32 fortgesetzt und außerdem wird die pro Zeiteinheit zugeführte Kraftstoffmenge erhöht. Infolgedessen nimmt der Druck im Kraftstoffspeicher raum 32 weiter zu und erreicht einen weiteren vorbestimmten Pegel, so daß die von dem Druckaufnahmeabschnitt 52 des Na delventils 50 empfangene Aufwärtskraft die vereinten Kräfte der ersten und zweiten Feder 62 bzw. 64 übertrifft und das Nadelventil 50 daher wieder anfängt zu steigen. Dann, wenn die Hubhöhe des Nadelventils 50 den Wert L₂ erreicht, stößt die obere Endfläche 50a des Nadelventils 50 gegen die unter Endfläche 10a des Düsenhalters 10, so daß das Nadelventil 50 zeitweilig gestoppt wird. Wenn ein dem Kraftstoffspeicherraum 32 zugeführter Schuß Hochdruckkraftstoff beendet ist, fällt der Druck im Kraftstoffspeicherraum 32 plötzlich ab, so daß das Nadelventil 50 durch die Kräfte der ersten und zweiten Feder 62 bzw. 64 gezwungen wird, sich an den Ventilsitz 35 anzulegen.

Die Kraftstoffeinspritzung wird auf die folgende Art und Weise bewirkt, wenn sich das Nadelventil 50 hochbewegt. In der Anfangsphase der Hubbewegung des Nadelventils 50, in der die Hubhöhe noch klein ist, ist der Freiraum zwischen der äußeren Begrenzungsfläche des Stoßabschnitts 55 und der inne ren Begrenzungsfläche des Ventilsitzes 35 klein und daher be findet sich der vom Kraftstoffspeicherraum 32 über das Kraft stoffdurchgangsloch 33 zugeführte Kraftstoff in diesem Frei raum und wird vorzugsweise aus den ersten Einspritzöffnungen 36 eingespritzt. Anders ausgedrückt ist wegen eines Druckver lustes in Folge der Drosselwirkung an diesem Freiraum der Druck der inneren Enden der ersten Einspritzöffnungen 36 hö her als der Druck der inneren Enden der zweiten Einspritz öffnungen 37, und daher werden die ersten Einspritzöffnungen 36 für die Kraftstoffeinspritzung gewählt und eine Kraft stoffeinspritzung von den zweiten Einspritzöffnungen 37 wird nicht bewirkt. Daher wird der Kraftstoff schräg nach unten vom unteren Endabschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse N in den Verbrennungsraum C eingespritzt, wie durch den Pfeil A in Fig. 3 angezeigt ist. Da der Kraftstoff somit schräg nach un ten eingespritzt wird, kann der eingespritzte Kraftstoff in die Nähe des mittleren Teils des Verbrennungsraumes gerich tet werden.

Wenn die Hubhöhe des Nadelventils 50 zunimmt und einen be stimmten Hubhöhenbetrag übersteigt, verliert der oben ge nannte Freiraum zunehmend die Drosselwirkung. Infolgedessen geht der Kraftstoff durch diesen Freiraum hindurch und neigt dazu, am unteren Endabschnitt des Düsenkörpers 30 zu sein. In diesem Zeitpunkt wird wegen einer Venturiwirkung in Folge des Durchgangs des Kraftstoffs durch diesen Freiraum der Druck der inneren Enden der ersten Einspritzöffnungen 36 niedriger als der Druck der inneren Enden der zweiten Einspritzöffnun gen 37. Infolgedessen wird die Kraftstoffeinspritzung auf die zweiten Einspritzöffnungen 37 umgeschaltet, und der Kraft stoff wird im allgemeinen seitwärts vom unteren Endabschnitt des Düsenkörpers 30 eingespritzt, wie durch den Pfeil B in Fig. 3 angezeigt ist.

Wie oben beschrieben, wird zuerst der Kraftstoff schräg nach unten eingespritzt und dann wird der Kraftstoff im allgemei nen seitwärts eingespritzt und daher kann der Kraftstoff in dem Verbrennungsraum C über einen großen Bereich verteilt werden. Hierdurch wird der Verbrennungswirkungsgrad verbes sert.

Die erste Hubhöhe L₁ ist kleiner als der oben genannte be stimmte Hubhöhenbetrag und deshalb, wenn das Nadelventil 50 mit der ersten Hubhöhe L₁ angehalten wird, ist die Drossel wirkung in Folge des Freiraumes zwischen dem Stoßabschnitt 55 des Nadelventils 50 und dem Ventilsitz 35 wirksam, um die Kraftstoffeinspritzung von den ersten Einspritzöffnungen 36 aufrechtzuerhalten. Ohne die zweite Feder 64 würde die Kraft stoffeinspritzung von den ersten Einspritzöffnungen 36 nur während eines sehr kurzen Zeitabschnitts durchgeführt werden; jedoch wird mit der Verwendung der zweiten Feder 64 gemäß der vorliegenden Erfindung das Nadelventil 50 mit der ersten Hub höhe L₁ gestoppt, so daß der Kraftstoff von den ersten Ein spritzöffnungen 36 ausreichend lange eingespritzt werden kann, wodurch der Kraftstoff im Motorzylinder über einen großen Bereich verteilt wird.

Die zweite Hubhöhe L₂ ist größer als der oben genannte be stimmte Hubhöhenbetrag, und deshalb, wenn das Nadelventil 50 mit der zweiten Hubhöhe L₂ angehalten wird, wird der Kraft stoff aus den zweiten Einspritzöffnungen 37 eingespritzt.

Ferner entwickelt sich aufgrund des Druckunterschieds zwi schen den inneren Enden der ersten Einspritzöffnung 36 und den inneren Enden der zweiten Einspritzöffnung 37 auch ein Druckunterschied zwischen den in der Nähe ihres gemeinsamen äußeren Endes liegenden Teilen der ersten und zweiten Ein spritzöffnungen 36 und 37. Aufgrund dieses Druckunterschieds entsteht eine Kavitation im Kraftstoff an dem gemeinsamen äußeren Ende. Diese Kavitation dehnt sich rasch aus, wenn der Kraftstoff in den Verbrennungsraum C vom gemeinsamen äußeren Ende eingespritzt wird, wodurch die Kraftstoffteilchen wirk sam fein gemacht werden. Infolgedessen wird die Verdampfung des Kraftstoffes unterstützt und der Verbrennungswirkungsgrad wird verbessert.

Es werden nun andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diejenigen Teile dieser Ausführungs beispiele, zu denen es entsprechende Teile bei den vorausge gangenen Ausführungsbeispielen gibt, sind jeweils mit identi schen Bezugsziffern bezeichnet, und eine ausführliche Be schreibung von ihnen wird weggelassen.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel hat ein vor deres Ende eines Düsenkörpers 30 einen konisch zulaufenden Abschnitt 34, von dem ein Teil als Ventilsitz 35 dient, erste Einspritzöffnungen 36 und zweite Einspritzöffnungen 37. Ande rerseits hat ein vorderes Ende eines Nadelventils 50 einen ersten konisch zulaufenden Abschnitt 54 und einen zweiten ko nisch zulaufenden Abschnitt (Stoßabschnitt) 55′. Die Bezie hung des Kegelwinkels zwischen dem ersten konisch zulaufenden Abschnitt 54, dem Stoßabschnitt 55′ und dem Ventilsitz 35 ist die gleiche wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das vordere Ende des Stoß abschnitts 55′ abgeschnitten. Die inneren Enden der ersten Einspritzöffnungen 36 sind am Ventilsitz 35 angeordnet und sind durch die äußere Begrenzungsfläche des Stoßabschnitts 55′ geschlossen, wenn das Nadelventil 50 in seiner Schließ stellung ist. Die inneren Enden der zweiten Einspritzöffnun gen 37 sind zu dem unteren Abschnitt der inneren Oberfläche des konisch zulaufenden Abschnitts 34 hin offen und sind un terhalb des Ventilsitzes 35 in einem Abstand von ihm angeord net. Wenn das Nadelventil 50 in seiner Schließstellung ist, sind die zweiten Einspritzöffnungen 37 nicht durch die äußere Begrenzungsfläche des Stoßabschnitts 55′ geschlossen.

Ein Hubsteuermechanismus 160 einer in Fig. 6 gezeigten Kraft stoffeinspritzdüse N′ unterscheidet sich erheblich von dem Hubsteuermechanismus 60 der Kraftstoffeinspritzdüse N von Fig. 1. Der Hubsteuermechanismus 160 entspricht grundsätzlich dem aus der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmel dung Nr. 1-1 58 553 bekannten Hubsteuermechanismus. Ein Düsen körper 30, ein Halter 20 und ein Nadelventil 50 sind jeweils identisch zu den entsprechenden Teilen der Kraftstoffein spritzdüse N von Fig. 1.

Bei der Kraftstoffeinspritzdüse N′ ist der Düsenkörper 30 mit einem unteren Ende eines Düsenhalters 110 durch den Halter 20 über ein Abstandsstück 80 verbunden. Das Abstandsstück 80 hat einen Kraftstoffdurchgang 89, der ein oberes Ende eines Kraftstoffdurchgangs 89 des Düsenkörpers 30 mit einem unteren Ende eines Kraftstoffdurchgangs 119 des Düsenhalters 110 ver bindet. Der Düsenhalter 110 hat ein Führungsloch 111, das sich von seinem oberen Ende abwärts erstreckt, und ein Auf nahmeloch 112, das sich vom Führungsloch 111 koaxial dazu er streckt, wobei das Aufnahmeloch 112 zu der unteren Endfläche des Düsenhalters 110 hin offen ist.

Der Hubsteuermechanismus der Kraftstoffeinspritzdüse N′ bein haltet eine Feder 161 und einen hydraulischen Drückmechanis mus 170. Die Feder 161 und der hydraulische Drückmechanismus 170 arbeiten zusammen, um eine Drückeinrichtung zum Drücken des Nadelventils 50 in Richtung eines Ventilsitzes 35 zu schaffen. Die Feder 161 ist in dem Aufnahmeloch 112 im Düsen halter 110 untergebracht und das obere Ende der Feder 161 wird gegen das obere Ende des Aufnahmeloches 112 über eine Beilagscheibe 162 gedrückt, und das untere Ende der Feder 161 wird gegen einen Federsitz 163 gedrückt. Der Federsitz 163 wird gegen einen Vorsprung 58 gedrückt, der sich vom oberen Ende des Nadelventils 50 erstreckt.

Der hydraulische Drückmechanismus 170 weist folgendes auf: einen Zylinder 171 kurzer Form, der auf der oberen Endfläche des Düsenhalters 110 aufliegt, ein Kopfteil 172, das auf dem oberen Ende des Zylinders 171 angeordnet ist, einen Halter 173, der den Zylinder 171 darin aufnimmt und den Zylinder 171 und das Kopfteil 172 mit dem Düsenhalter 110 verbindet, und einen Kolben 174, der in dem Zylinder 171 angeordnet ist. Der Kolben 174 empfängt einen niedrigen Kraftstoffdruck an seiner oberen Endfläche, wie später beschrieben wird. Die Druckauf nahmefläche des Kolbens 174 ist größer als eine Druckaufnah mefläche eines Druckaufnahmeabschnitt 52 des Nadelventils 50. Ein oberes Ende einer Stange 175, die in dem Führungsloch 111 in den Düsenhalter 110 gleitbar untergebracht ist, stößt ge gen die untere Endfläche des Kolbens 174. Das untere Ende der Stange 175 stößt gegen den Federsitz 163. Daher wirkt die Kraft, die sich aus dem vom Kolben 174 empfangenen niedrigen Kraftstoffdruck ergibt, auf das Nadelventil 50 über die Stange 175 und den Federsitz 163.

Das Kopfteil 173 hat einen Druckeinführungsgang 172a und ein Aufnahmeloch 172b, das mit dem Druckeinführungsgang 172a in Verbindung steht und zu der unteren Endfläche des Kopfteils 172 hin offen ist. Eine Nockenkammer (nicht gezeigt) einer Kraftstoffverteilereinspritzpumpe P ist mit dem Druckeinfüh rungsgang 172a über eine Leitung 176 verbunden, so daß der zur Motordrehzahl proportionale Kraftstoffdruck in den Druck einführungsgang 172a eingeführt werden kann. Daher dient die Nockenkammer der Kraftstoffeinspritzpumpe P als Druckzufuhr einrichtung. Dieser auf den Kolben 174 aufgebrachte Kraft stoffdruck ist viel niedriger als der Druck von Kraftstoff, der in einen Verbrennungsraum eines Motors über ein Ausgabe ventil 195 der Kraftstoffeinspritzpumpe P und einen Kraft stoffspeicherraum 32 eingespritzt wird.

Wie am besten in Fig. 7 gezeigt ist, sind ein Ventilhalter 181, der eine zylindrische Form hat, und ein scheibenförmiger Ventilsitz 182 in dem Aufnahmeloch 172b des Kopfteiles 172 untergebracht und sind in dieser Reihenfolge von der Ober seite aus angeordnet. Der Ventilhalter 181 und der Ventilsitz 182 sind durch ein rohrförmiges Halteteil 183 festgelegt, das in das Aufnahmeloch 172b eingeschraubt ist. Ein abgestuftes Loch 182a erstreckt sich durch einen zentralen Teil des Ven tilsitzes 182, und ein im Durchmesser kleinerer unterer Ab schnitt des abgestuften Loches 182a dient als Öffnung 190. Ein Flachventil 184 zum Schließen eines im Durchmesser größe ren oberen Abschnitts des abgestuften Loches 182a ist auf dem Ventilsitz 182 angeordnet. Das Flachventil 184 hat eine zen trale Öffnung 184a, die im Durchmesser kleiner ist als die Öffnung 190 im Ventilsitz 182, und diese Anordnung absorbiert das Pulsieren des Druckes der Nockenkammer der Kraftstoffein spritzpumpe. Der Ventilsitz 184 ist zwischen dem Ventilsitz 182 und einem Flansch 181a, der an dem oberen Ende des Ven tilhalter 181 gebildet ist, aufwärts- und abwärtsbewegbar. In den äußeren Begrenzungsabschnitten des Flachventils 184 sind Kerben 184b geformt. Wenn der Druck im Zylinder 171 zunimmt, um das Flachventil 184 hochzubewegen, geht der Kraftstoff im Zylinder 171 durch die Kerben 184b hindurch, um zur Kraft stoffeinspritzpumpe P zurückzukehren. Das Flachventil 184 hat daher keinen Einfluß auf die Hubkennwerte des Nadelventils 50. Um die Darstellung zu vereinfachen, sind die Öffnungen 190 und 184a in Fig. 6 weggelassen worden.

Der aus dem Ausgabeventil 195 der Kraftstoffeinspritzpumpe P ausgestoßene Hochdruckkraftstoff geht durch eine Leitung 196, Kraftstoffdurchgänge 172x und 171x, die in dem Kopfteil 172 bzw. im Zylinder 171 gebildet sind, und strömt weiter in den Kraftstoffspeicherraum 32 über die Kraftstoffdurchgänge 119, 89 und 39.

Bei der Kraftstoffeinspritzdüse N′ der oben beschriebenen Konstruktion wird das Nadelventil 50 in Anlage mit dem Ven tilsitz 35 durch die Kraft der Feder 161 und den vom Kolben 174 empfangenen hydraulischen Druck gehalten. Wenn der aus der Kraftstoffverteilereinspritzpumpe P ausgestoßene Hoch druckkraftstoff den Kraftstoffspeicherraum 32 erreicht, um den Druck dieser Kammer 32 auf einen vorbestimmten Pegel zu erhöhen, bewegt sich das Nadelventil 50 gegen die oben ge nannte Federkraft und die hydraulische Kraft hoch.

Wenn das Nadelventil 50 hochbewegt wird, drückt es den Kolben 174 über die Stange 175 nach oben. Infolgedessen nimmt der Druck im Zylinder 171 zu, so daß der Kraftstoff im Zylinder 171 zur Nockenkammer der Kraftstoffeinspritzpumpe P über die Öffnung 190 zurückströmt. In diesem Zeitpunkt wird die Hubge schwindigkeit des Nadelventils 50 durch den Widerstand der Strömung des Kraftstoffes durch die Öffnung 190 verringert. Die Hubhöhe des Nadelventils 50 ist in diesem Zeitpunkt klei ner als der oben genannte bestimmte Hubhöhenbetrag und befin det sich in einem solchen Hubbereich, daß der Kraftstoff vor zugsweise aus den ersten Einspritzöffnungen 36 (siehe Fig. 2) aufgrund des Drosseleffektes eingespritzt wird, der zwischen dem Stoßabschnitt 55 des Nadelventils 50 und dem Ventilsitz 35 entsteht. Daher kann die Dauer der Kraftstoffeinspritzung aus den ersten Einspritzöffnungen 36 verlängert werden.

Die von der Kraftstoffeinspritzpumpe P pro Zeiteinheit zuge führte Kraftstoffmenge erhöht sich abrupt mit der Zunahme des Nockenwinkels. In diesem Zeitpunkt erhöht sich der Druck im Zylinder 171 abrupt, so daß die durch die Öffnung 190 strö mende Kraftstoffmenge zunimmt, wodurch die Hubgeschwindigkeit des Nadelventils 50 erhöht wird. Wenn die Hubhöhe des Nadel ventils 50 den oben genannten bestimmten Hubhöhenbetrag über steigt, beginnt die Einspritzung von Kraftstoff aus den zwei ten Einspritzöffnungen 37 (siehe Fig. 2). Dann wenn die Nadel 50 weiter hochbewegt wird, um zu der Hubhöhe L₂ zu gelangen, stößt die obere Endfläche des Nadelventils 50 gegen die un tere Endfläche des Abstandsstücks 80, so daß das Nadelventil 50 zeitweilig angehalten wird, wodurch die Einspritzung von Kraftstoff aus den zweiten Einspritzöffnungen 37 aufrechter halten wird. Dann, wenn ein Schuß des von der Kraftstoff einspritzpumpe P zugeführten Kraftstoffs beendet ist, senkt sich das Nadelventil ab, um auf dem Ventilsitz 35 zur Anlage zu kommen.

Der Düsenkörper 30 und das Nadelventil 50 der Ausführungsbei spiele der Fig. 1 und 6 können durch einen Düsenkörper 130 bzw. ein Nadelventil 150, die in den Fig. 8 und 9 dargestellt sind, ersetzt werden. Der Düsenkörper 130 beinhaltet ein Füh rungsloch 131, einen ersten Kraftstoffspeicherraum 132, ein Kraftstoffdurchgangsloch 133, einen zweiten Kraftstoffspei cherraum 134, einen Ventilsitz 135, erste Einspritzöffnungen 136, zweite Einspritzöffnungen 137 und einen Kraftstoffgang 138, der mit dem ersten Kraftstoffspeicherraum 132 in Verbin dung steht. Das Nadelventil 150 beinhaltet einen Gleitab schnitt 151, der im Führungsloch 131 angeordnet ist, einen ersten Druckaufnahmeabschnitt 152, der im ersten Kraftstoff speicherraum 132 angeordnet ist, einen ersten Verlängerungs abschnitt 153, der im Kraftstoffdurchgangsloch 133 angeordnet ist, einen zweiten Druckaufnahmeabschnitt 154, der im zweiten Kraftstoffspeicherraum 134 angeordnet ist, einen zweiten Ver längerungsabschnitt 155, der im zweiten Kraftstoffspeicher raum 134 angeordnet ist, und einen Stoßabschnitt 156, der ge gen den Ventilsitz 135 stößt. Vier Vorsprünge (Führungsein richtung) 159 sind an der äußeren Begrenzungsfläche des unteren Endabschnitts des ersten Verlängerungsabschnitts 153 gebildet und erstrecken sich von dort radial nach außen. Die äußere Endfläche eines jeden Vorsprungs 159 hat eine Bogen form und berührt die innere Begrenzungsfläche des Kraftstoff durchgangsloches 133 des Düsenkörpers 130.

Bei dem in den Fig. 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das radiale (seitliche) Wackeln des Nadelventils 150, das in Folge eines kleinen Freiraums zwischen der inneren Be grenzungsfläche des Führungsloches 131 des Düsenkörpers 130 und dem Gleitabschnitt 151 des Nadelventils 150 auftreten würde, durch die Berührung der äußeren Endflächen der Vor sprünge 159 mit der inneren Begrenzungsfläche des Kraftstoff durchgangsloches 133 verhindert. Wenn bei dieser Anordnung das Nadelventil 150 hochbewegt wird, kann der Freiraum zwi schen dem Stoßabschnitt 156 des Nadelventils 150 und dem Ven tilsitz 135 über den gesamten Umfang des Stoßabschnitts 156 gleichmäßig gehalten werden, und daher kann das Umschalten der Kraftstoffeinspritzung von den ersten Einspritzöffnungen 136 auf die zweiten Einspritzöffnungen 137 gleichzeitig in bezug auf alle Paare erster und zweiter Einspritzöffnungen 136 und 137 bewirkt werden. Außerdem wird die Menge der Kraftstoffeinspritzung in Umfangsrichtung nicht ungleichmä ßig. Ferner können Veränderungen oder Unregelmäßigkeiten in der Kraftstoffeinspritzung, die auftreten könnten jedes Mal, wenn sich das Nadelventil 150 hochbewegt, verhindert werden. Der zweite Kraftstoffspeicherraum 134 dient auch dazu, eine Druckungleichheit bezüglich des durch die Räume zwischen den aneinandergrenzenden Vorsprüngen 159 strömenden Kraftstoffes auszuschalten.

Bei einem in den Fig. 10 und 11 gezeigten Ausführungsbeispiel sind mehrere Vorsprünge (Führungseinrichtung) 139 an einer inneren Begrenzungsfläche eines Kraftstoffdurchgangsloches 133 gebildet und erstrecken sich von dort radial nach innen. Das seitliche Wackeln eines Nadelventils 155 wird durch die Berührung der äußeren Endflächen der Vorsprünge 139 mit einer äußeren Begrenzungsfläche eines ersten Verlängerungsab schnitts 153 des Nadelventils 150 verhindert.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsbeispiele beschränkt, denn verschiedene Abwandlun gen können gemacht werden. In Fig. 2 kann z. B. der Kegelwin kel des Stoßabschnitts 55 des Nadelventils 50 etwas größer als der Kegelwinkel des Ventilsitzes 35 gemacht werden. In diesem Fall kann nur der Hauptstoßabschnitt 55a in Linienkon takt mit dem Hauptsitzabschnitt 35a des Ventilsitzes 35 ge bracht werden. Der zusätzliche Sitzabschnitt 35b des Ventil sitzes 35 hat nur einen sehr kleinen Abstand von dem zusätz lichen Stoßabschnitt 55b des Stoßabschnitts 55. Die inneren Enden der ersten Einspritzöffnungen 36 sind an dem zusätzli chen Sitzabschnitt 55b angeordnet und werden nicht vollstän dig durch die äußere Begrenzungsfläche des Stoßabschnitts 55 des Nadelventils 50 geschlossen.

Wenn die Kraftstoffeinspritzdüse am Motor in geneigter Stel lung bezüglich der Achse des Motorzylinders angeordnet ist, sind die Neigungswinkel der ersten Einspritzöffnungen sowie die Neigungswinkel der zweiten Einspritzöffnungen verschieden voneinander. In diesem Fall sind die Winkel von einem Paar erster und zweiter Einspritzöffnungen bezüglich der Achse des Düsenkörpers die größten gegenüber den Winkeln aller anderen Paare erster und zweiter Einspritzöffnungen, und die Winkel des Paares erster und zweiter Einspritzöffnungen, das genau entgegengesetzt zu dem oben genannten Paar erster und zweiter Einspritzöffnungen ist, sind die kleinsten. In diesem Fall sind die inneren Enden aller erster Einspritzöffnungen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers ist, und die inneren Enden aller zwei ter Einspritzöffnungen sind in einer gemeinsamen Ebene ange ordnet, die senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers ist.

Die Paare erster und zweiter Einspritzöffnungen können in Um fangsrichtung in ungleichen Abständen angeordnet sein. Der Durchmesser der ersten Einspritzöffnung kann verschieden von dem der zweiten Einspritzöffnung sein.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzdüse mit

a) einem hohlen länglichen Düsenkörper, der ein geschlossenes äußeres Ende, ein Führungsloch, einen vor dem Führungsloch angeordneten Kraftstoffspeicherraum und einen konisch zulaufenden Ventilsitz hat, der an einer inneren Oberfläche des äußeren Endabschnitts des Düsenkörpers gebil det ist;
b) einem Nadelventil, das in dem Düsenkörper ange ordnet ist und einen gleitbar in dem Führungsloch angeordne ten Gleitabschnitt, einen in den Kraftstoffspeicherraum angeordneten Druckaufnahmeabschnitt und einen konisch ver jüngten Stoßabschnitt hat, der an einem äußeren Endabschnitt des Nadelventils gebildet ist;
c) einer Drückeinrichtung zum Drücken des Nadelventils in Richtung des Ventilsitzes, wobei das Nadelventil gegen die Vorspannung der Drückeinrichtung hochbewegt wird, wenn ein von dem Druckaufnahmeabschnitt des Nadelventils empfangener Kraftstoffdruck einen vorbestimmten Druck überstreckt, so daß der Stoßabschnitt vom Ventilsitz wegbewegt wird; und
d) einer Hubgeschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung zum Verringern der Hubgeschwindigkeit des Nadelventils; dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Paare erster und zweiter Einspritzöffnungen (36, 37; 136, 137) im äußeren Endabschnitt des Düsenkörpers (30; 130) gebildet sind und in Richtung des Umfangs des Düsenkörpers einen Abstand voneinander haben; der Winkel der ersten Einspritzöffnungen (36; 136) bezüglich der Achse des Düsenkörpers ist; die inneren Enden der ersten Einspritzöffnungen (36; 136) an dem Ventilsitz (35; 135) an geordnet sind; die inneren Enden der zweiten Einspritzöff nungen (37; 137) einen Abstand von den inneren Enden der ersten Einspritzöffnungen zu dem äußeren Ende des Düsen körpers hin in der Achsenrichtung des Düsenkörpers haben; je des Paar erster und zweiter Einspritzöffnungen im wesentli chen ein gemeinsames äußeres Ende haben; die inneren Enden der ersten Einspritzöffnungen (36; 136) auf eine äußere Be grenzungsfläche des Stoßabschnitts (55; 156) des Nadelventils (50; 150) weisen, wenn der Stoßabschnitt auf dem Ventilsitz (35; 135) anliegt, die Einspritzung von Kraftstoff aus den ersten Einspritzöffnungen (36; 136) vorzugsweise aufgrund eines Drosseleffektes bewirkt wird, der zwischen dem Stoßab schnitt (55; 156) und dem Ventilsitz (35; 135) entsteht, bis die Hubhöhe des Nadelventils (50, 150) einen bestimmten Hub höhenbetrag erreicht; wenn die Hubhöhe des Nadelventils (50; 150) diesen bestimmten Hubhöhenbetrag überstreckt, der Dros seleffekt ausgeschaltet wird, so daß die Einspritzung von Kraftstoff aus den zweiten Einspritzöffnungen (37; 137) vor zugsweise bewirkt wird; und die Hubgeschwindigkeitsbegren zungseinrichtung (64; 190) die Hubgeschwindigkeit des Nadel ventils (50; 150) verringert, bis die Hubhöhe des Nadelven tils den bestimmten Hubhöhenbetrag erreicht hat.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Hubgeschwindigkeitsbegrenzungseinrich tung (64) das Nadelventil (50) im wesentlichen zeitweilig anhält, so daß die Hubhöhe des Nadelventils auf einem vorbe stimmten Hubhöhenbetrag (L₁) gehalten wird, der kleiner ist als der bestimmte Hubhöhenbetrag.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Drückeinrichtung eine erste Feder (62) aufweist und die Hubgeschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung eine zweite Feder (64) aufweist, die erste Feder das Nadel ventil (50) in Richtung des Ventilsitzes (35) über eine erste Stange (61) drückt, die zweite Feder (64) eine zweite Stange (63), die koaxial zu der ersten Stange (61) angeordnet ist, beaufschlagt, und wenn die erste Stange (61) und die zweite Stange (63) in ihren jeweiligen Endstellungen in der Nähe des Ventilsitzes (35) sind, die erste Stange und die zweite Stan ge einen Abstand voneinander haben, der dem vorbestimmten Hubhöhenbetrag (L₁) entspricht.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Hubgeschwindigkeitsbegrenzungsein richtung (190) die Hubgeschwindigkeit des Nadelventils (50) unter Verwendung eines Strömungswiderstands eines Fluids ver ringert.

5. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Drückeinrichtung eine Feder (161) und einen hydraulischen Drückmechanismus (170) aufweist, welche das Nadelventil (50) in Richtung des Ventilsitzes (35) drücken, wobei der hydraulische Drückmechanismus einen Zylinder (171), einen Kolben (174), der in dem Zylinder angeordnet ist und eine Druckaufnahmefläche hat, die größer als die des Druckaufnahmeabschnitts (52) des Nadelventils (50) ist, und eine Druckzufuhreinrichtung (P) hat, die dem Kolben einen Druck zuführt, der weit geringer als der Kraft stoffdruck ist, wobei der Kolben (174) mit dem Nadelventil über eine Stange (175) wirkmäßig verbunden ist, und die Hub geschwindigkeitsbegrenzungseinrichtung eine Öffnung (190) hat, die zwischen dem Zylinder (171) und der Druckzufuhrein richtung (P) vorgesehen ist.

6. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Düsenkörper (130) ein Kraftstoffdurch gangsloch (133) hat, das zwischen dem Kraftstoffspeicherraum (132) und dem Ventilsitz (135) vorgesehen ist, wobei das Na delventil einen Verlängerungsabschnitt (153) hat, der zwi schen dem Druckaufnahmeabschnitt (152) und dem Stoßabschnitt (156) vorgesehen und in dem Kraftstoffdurchgangsloch (133) angeordnet ist, und eine Führungseinrichtung (139, 159) zwi schen einer äußeren Begrenzungsfläche des Verlängerungsab schnitts (153) und einer inneren Begrenzungsfläche des Kraft stoffdurchgangsloches (133) vorgesehen ist, um das Nadelven til daran zu hindern, in senkrechter Richtung zu der Achse des Nadelventils zu wackeln.

7. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Vielzahl an Vorsprüngen (159) aufweist, die sich radial nach außen von der äußeren Begrenzungsfläche des Verlängerungsabschnitts (153) des Nadelventils (150) erstrecken, wobei die äußeren Endflächen der Vorsprünge (159) die innere Begrenzungsfläche des Kraftstoffdurchgangsloches (133) in dem Düsenkörper (130) berühren.

8. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Vielzahl an Vorsprüngen (139) aufweist, die sich radial nach innen von der inneren Begrenzungsfläche des Kraftstoffdurchgangsloches (133) im Düsenkörper (130) erstrecken, wobei die äußeren End flächen der Vorsprünge (139) die äußere Begrenzungsfläche des Verlängerungsabschnitts (153) des Nadelventils (150) berüh ren.

9. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Kegelwinkel des Ventilsitzes (35) im wesentlichen gleich groß wie der Kegelwinkel des Stoßab schnitts (55) des Nadelventils (50) ist, so daß, wenn das Na delventil auf dem Ventilsitz anliegt, die inneren Enden der ersten Einspritzöffnungen (36) durch die äußere Begrenzungs fläche des Stoßabschnitts (55) geschlossen sind.

10. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die inneren Enden der zweiten Einspritzöff nungen (37) am Ventilsitz (35) angeordnet sind, so daß, wenn der Stoßabschnitt (55) des Nadelventils (50) auf dem Ventil sitz anliegt, die inneren Enden der zweiten Einspritzöffnun gen (37) der äußeren Begrenzungsfläche des Stoßabschnitts (55) zugekehrt sind.

11. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß, wenn der Stoßabschnitt (55′) des Nadelven tils (50) auf dem Ventilsitz (35) anliegt, die inneren Enden der zweiten Einspritzöffnungen (37) einen Abstand von einem äußeren Ende des Stoßabschnitts (55′) in der Achsenrichtung des Nadelventils haben.