DE4340874A1

DE4340874A1 - Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4340874A1
Application number: DE4340874A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Christ
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-12-01
Filing date: 1993-12-01
Publication date: 1995-06-08
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: BR9406076A; EP0696339A1; EP0696339B1; JPH08506641A; RU2121596C1; CZ285169B6; DE59407014D1; US5632447A; WO1995015435A1; CZ192995A3; DE4340874C2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Anspruchs 1. Bei einer beispielsweise durch die EP 0 568 845 A1 bekannten Einspritzdüse dieser Art fließt das aus dem Führungsspiel der Ventilnadel im Düsenkörper aus tretende Lecköl durch den Durchbruch der Zwischenscheibe in die Federkammer im Düsenhalter, die über einen Anschlußstutzen mit einer Lecköl-Rück führleitung verbunden ist. Im Bereich der Zwischenscheibe passiert es dabei das axiale Führungsspiel zwischen dem Druckzwischenglied und dem axialen Spiel zwischen dem Druckbolzen der ersten Schließ feder und dem diesen umgebenden Druckring der zweiten Schließfeder. Bei dieser bekannten Druckübertragungseinrichtung der Einspritzdüse tritt eine Dämpfung der Bewegung der Ventilnadel in deren Vorhub stellung auf, wenn das Druckzwischenglied mit seinem Randbereich an dem Druckring der zweiten Schließfeder und dieser gleichzeitig mit derselben Stirnseite an der Druckzwischenscheibe anliegen. Durch die dabei erzeugte Unterbrechung der Verbindung zwischen der Nieder druckseite der Ventilnadel und der druckentlasteten Federkammer wird durch Druckaufbau auf der Niederdruckseite die Öffnungs- und Schließcharakteristik der Kraftstoff-Einspritzdüse durch Dämpfung verändert. In der Vorhubposition der Ventilnadel ist nämlich der Raum in der Zwischenscheibe durch das Druckzwischenglied abge schlossen, so daß es dort zum Druckaufbau kommt. Da die Druckfläche des Druckzwischenglieds größer ist als die Druckfläche der Ventil nadel, resultiert eine Kraft, die dem Nadelschließen entgegengewirkt ist und die das Schließen verzögert. Dadurch entsteht eine gänzlich unerwünschte HC-Emission.

Vorteile der Erfindung

Die Kraftstoff-Einspritzdüse mit den kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung hat den Vorteil, daß ein schnelles Schließen der Ventil nadel nach der Einspritzphase gewährleistet ist, so daß das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine einem hohen Standard ge recht wird. Die vorgeschlagene Losung ist kostengünstig und funktionssicher.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 ange gebenen Kraftstoff-Einspritzdüse möglich.

Zeichnung

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

Fig. 1 eine in zwei Druckstufen öffnende Kraftstoff-Einspritzdüse im Längsschnitt,

Fig. 2 und 3 ein Detail im Bereich der Druckübersetzungseinrichtung der Kraftstoff-Einspritzdüse nach Fig. 1 in den Stellungen "Vorhub" und "Gesamthub",

Fig. 4 ein Druckzwischenglied in Draufsicht,

Fig. 5 und 6, Fig. 7 und 8 und Fig. 9 und 10 alternative Ausbildungsformen des Druckzwischenglieds im Querschnitt und in Draufsicht sowie Fig. 10 eine alternativ ausgebildete Drucküber tragungseinrichtung im Längsschnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Kraftstoff-Einspritzdüse hat einen Düsenhalter 10, an dem mit einer Überwurfmutter 13 über eine Zwischenscheibe 14 ein Düsenkörper 15 festgespannt ist. Der Düsenkörper 15 hat eine Spritzöffnung 18 und einen dieser vorgelagerten Ventilsitz 17, mit dem eine im Düsen körper 15 verschiebbar gelagerte Ventilnadel 16 zusammenwirkt. Die Führungsbohrung für die Ventilnadel 16 ist wie üblich an einer Stelle zu einem Druckraum 19 erweitert, in dessen Bereich die Ven tilnadel 16 eine Druckschulter 21 hat und der über einen Kanal 22 mit einem Stutzen 23 am Düsenhalter 10 zum Anschließen einer Kraft stoff-Förderleitung verbunden ist. Der an der Druckschulter 21 der Ventilnadel 16 angreifende Kraftstoffdruck schiebt die Ventilnadel 16 entgegen dem abgestuften Kraftverlauf der im folgenden be schriebenen Anordnung von Schließfedern 11 und 12 nach oben, wobei der Kraftstoff in einer von der ersten Schließfeder 11 bestimmten Voreinspritzphase und einer von beiden Schließfedern 11, 12 be stimmten Haupteinspritzphase durch die Spritzöffnung 18 in den Brennraum ausgespritzt wird.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Schließfedern 11, 12 radial ineinander in einer gestuften Kammer 25 im Düsenhalter 10 angeordnet; sie können jedoch, wie an sich bekannt, auch axial hintereinander angeordnet sein. Die innere, erste Schließfeder 11 stützt sich einerseits über eine Scheibe 26 am Grund 27 der Kammer 25 und andererseits an einem Druckbolzen 28 ab, der mit einem Zapfen 29 die erste Schließfeder 11 und mit seinem Mantel die zweite Schließfeder 12 führt. Die äußere, zweite Schließfeder 12 stützt sich einerseits über eine Scheibe 31 an einer Schulter 32 der Kammer 25 und andererseits über einen den Druckbolzen 28 umgebenden Druck ring 33 an einer von der Zwischenscheibe 14 gebildeten Schulter 34 ab.

Der Druckbolzen 28 drückt mit seiner eben ausgebildeten Stirnseite 36 dauernd auf ein Druckzwischenglied 40, das sich seinerseits auf einem Stirnzapfen 37 der Ventilnadel 16 abstützt. Dieses Druck zwischenglied 40 hat im wesentlichen die Form einer Scheibe mit zwei planparallelen Stirnseiten 41, 42. Es ist mit seinem Umfang in einer Erweiterung 46 eines Durchbruchs 45 in der Zwischenscheibe 14 nahe der Kammer 25 des Düsenhalters 10 axial verschiebbar mit Bewegungs spiel geführt. Der Durchmesser der Erweiterung 46 und der des Druck zwischenglieds 40 sind größer als der Innendurchmesser des Druck rings 33, so daß der Randbereich des Druckzwischenglieds 40 in axialer Deckung mit dem inneren Ringbereich des Druckrings 33 ist. Die Dicke des Zwischenglieds 40 ist so bemessen, daß dessen obere Stirnseite 41 in der Schließstellung der Ventilnadel 16 um das Maß h_v unter der Schulter 34 der Zwischenscheibe 14 bzw. der Stirn seite 35 des sich auf dieser abstützenden Druckrings 33 liegt (Fig. 1). Der Vorhub h_v der Ventilnadel 16 kann durch Auswahl eines Zwischenglieds 40 mit der entsprechenden Dicke leicht eingestellt werden. Beim Öffnungshub der Ventilnadel 16, bei dem zunächst der Vorhub h_v unter der Wirkung nur der ersten Schließfeder 11 zurück gelegt wird, kommt das Druckzwischenglied 40 nach Durchlaufen der Vorhubstrecke an dem Druckring 33 zur Anlage, wonach beide Schließ federn 11 und 12 auf die Ventilnadel 16 eine Druckstufe bildend wirken (Fig. 2). Der Gesamthub h_g der Ventilnadel 16 wird wie be kannt durch die am Übergang zum Stirnzapfen 37 gebildete Ring schulter 38 der Ventilnadel 16 und die untere Stirnseite der Zwischenscheibe 14 begrenzt (Fig. 3).

Um zu vermeiden, daß in der Vorhubstellung (Fig. 2), in welcher der Druckring 33 mit seiner unteren Stirnseite 35 sowohl auf der Schulter 34 der Zwischenscheibe 14 als auch auf der oberen Stirn seite 41 des Druckzwischenglieds 40 unter Druck abdichtend aufliegt, die hydraulische Verbindung zwischen dem von dem Druckzwischenglied 40 zur Ventilnadel 15 hin abgeteilten Raum und der druckentlasteten Federkammer unterbrochen wird, die über eine Bohrung 48 und einen Druckstutzen 49 mit einer nicht dargestellten Leckölrückführleitung verbunden ist, ist im Druckzwischenglied 40 oder im Druckring 30 wenigstens ein die geschlossene Anlagefläche zwischen dem Druckring 33 und dem Druckzwischenglied 40 unterbrechender Kanal 50 ange ordnet. Das aus dem Führungsspiel der Ventilnadel 16 unter Druck austretende Lecköl kann somit am Umfang des Druckzwischenrings 40 vorbei durch den Kanal 50 und durch das Führungsspiel 54 zwischen dem Druckring 33 und dem Druckbolzen 28 in die druckentlastete Federkammer 25 abfließen.

Die Kanäle 50 im Druckzwischenglied 40 sind beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 dadurch gebildet, daß am Umfang einer zylindrischen Scheibe gleichmäßig verteilt drei Randabschnitte 51 entfernt sind, so daß sich der Umfang aus drei radial zurückge setzten Bereichen mit geradliniger Begrenzungsfläche 52 und aus drei Führungsabschnitten mit bogenförmiger Begrenzungsfläche 53 zusammen setzt. Durch die durch die Randabschnitte 51 nicht abgedeckten Be reiche des Spielspalts 54 zwischen dem Druckring 33 und dem Druck bolzen 28 besteht dauernd eine Verbindung zwischen der Niederdruck seite der Ventilnadel 16 und der druckentlasteten Kammer 25.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 sind im Umfang des zylindrischen Druckzwischenglieds 40 diametral zwei Einschnitte 55 angeordnet, die den Spielspalt 54 zwischen dem Druckbolzen 28 und dem Druckring 33 teilweise decken. Anstelle der Einschnitte 55 können, wie die Fig. 7 und 8 zeigen, im Druckzwischenglied 40 in der am Druckbolzen 28 anliegenden Stirnseite 41 radiale Nuten 57 an geordnet sein. Lecköl streicht bei dieser Ausgestaltung zunächst durch das Führungsspiel zwischen dem Umfang des Druckzwischenglieds 40 und der Erweiterung 46 des Durchbruchs 45 in der Zwischenscheibe 14, darauf durch die drei Nuten 57 und schließlich durch den Spiel spalt 54. Die Kanäle 50 können auch, wie die Fig. 9 und 10 zeigen, durch Durchbrüche in Form von Bohrungen 58 in dem zylin drischen Druckzwischenglied 40 gebildet sein, deren Längsachse im wesentlichen mit dem Spielspalt 54 ausgerichtet ist.

Anstelle von Kanälen 50 im Druckzwischenglied 40 können solche auch im Druckring 33 angeordnet sein. Wie die Fig. 11 zeigt, hat der Druckring 33 in seiner der Zwischenscheibe 14 und dem Druckzwischen glied 40 zugewandten Stirnseite 35 wenigstens eine Aussparung vor zugsweise in Form einer radialen Nut 59. Das durch den Führungsspalt zwischen dem Druckzwischenglied 40 und der Erweiterung 46 des Durch bruchs 45 in der Zwischenscheibe 14 fließende Lecköl kann durch die radialen Nuten 59 im Druckring 33 zum Spielspalt 54 und zum Führungsspalt zwischen der Wand der Kammer 25 und dem Außenumfang des Druckrings 33 abfließen. Andere Gestaltungsformen von Kanälen im Druckring 33 sind möglich. Schließlich können Überbrückungskanäle auch in der Schulter 34 der Zwischenscheibe 14 angeordnet sein, durch das durch das Führungsspiel des Druckzwischenglieds 40 fließendes Lecköl in den Spielspalt zwischen der Innenwand der Kammer 25 und dem Außenumfang des Druckrings 33 abfließen kann. Außerdem ist es möglich, solche Überbrückungskanäle sowohl im Druck zwischenglied 40 als auch im Druckring 33 und außerdem in der Schulter 34 des Zwischenglieds 14 anzuordnen.

Claims

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für die Vor- und Haupteinspritzung bei Brennkraftmaschinen, mit einem Düsenkörper (15), in welchem eine Ventilnadel (16) verschiebbar gelagert ist und welcher über eine Zwischenscheibe (14) an einem Düsenhalter (10) festgespannt ist, in welchem eine druckentlastete, mit einer Leckölrückführleitung ver bundene Federkammer (25) zur Aufnahme von zwei koaxial angeordneten Schließfedern (11, 12) gebildet ist, von denen die erste Schließ feder (11) über einen zentralen Druckbolzen (28) ständig auf die Ventilnadel (16) einwirkt und die zweite Schließfeder (12) gegen einen den Druckbolzen (28) umgebenden Druckring (33) drückt, welcher in Schließlage der Ventilnadel (16) an einer an der Zwischenscheibe (14) gebildeten Schulter (34) abgefangen ist und an welchem ein mit der Ventilnadel (16) in einem Durchbruch (45) in der Zwischenscheibe (14) axial verschiebbares, umfangsseitig geführtes Druckzwischen glied (40) nach Zurücklegen eines Vorhubs zur Anlage kommt, das einen vom Durchbruch (45) in der Zwischenscheibe (14) gebildeten, zum Düsenkörper (15) und zur Ventilnadel (16) hin offenen Nieder druckraum von der Feder-Kammer (25) abgrenzt, dadurch gekenn zeichnet, daß in dem Druckzwischenglied (40) und/oder im Druckring (33) und/oder in der Schulter (34) der Zwischenscheibe (14) wenigstens ein die axiale Anlage des Druckrings (33) an der Schulter (34) des Zwischenglieds (14) und/oder dem Druckzwischenglied (40) unterbrechender Kanal (50) angeordnet ist.

2. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (50) als radiale Abtragung (51, 55) im Umfang des Druckglieds gebildet ist.

3. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (50) durch eine radiale Nut in der Stirnfläche (41) des Druckzwischenglieds (40) gebildet ist.

4. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (50) als das Druckzwischenglied (40) durchsetzender Durchbruch ausgebildet ist.

5. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnfläche (36) des Druckrings (33) wenigstens eine Radialnut (59) angeordnet ist.