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Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf
leine Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, deren Nadel in einem Loch des Düsenkörpers
geführt und an ihrem Ende als Kolbenschleber ausgebildet ist, der durch den Flüssigkeitsdruck
in der Richtung nach dem Einspritzraum hin verschoben wird und dabei den vorher
geschlossenen Austrittsquerschnitt für de Brennstoff auf steuert.
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Bei den bekannten Düsen dieser Art hat die Nadel nahe an ihrem dem
Einspritzraum zugekehrten Ende eine Einschnürung. Am Übergang von dieser Einschnürung
zu dem den Kolbenschieber bildenden Endstück der Nadel befindet sich eine kreisförmige
Steuerkante. Das kolbenschieberartige Endstück steckt in der Schließlage der Nadel
passend im zylindrischen Teil der Führungsbohrung im Düsenkörper und soll so verhindern,
daß Brennstoff aus der Düse tropft, solange sie geschlossen ist. Erst wenn beim
öffnungshüb der Nadel ihr schieberartiges Endstück aus dem zylindrischen Teil seiner
Führungsbohrung herausbewegt worden ist, so daß zwischen der Steuerkante an der
Nadel und einer das Ende des zylindrischen - Teils der Führungsbohrung bestimmenden
Kreiskante ein Ringspalt entsteht, soll der Brennstoff durch diesen Ringspalt in
den Einspritzraum hineingetrieben werden.
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Der Hub der Nadel vom Beginn ihrer öffnungsbewegung an bis zum Aufsteuern
des Austrittsspaltes muß bei dieser bekannten Düsenbauart sehr klein gehalten werden,
weil die Nadel, sobald sie bei .der Schließbewegung den Austrittsspalt zugesteuert
hat, über den Rest ihrer Schließbewegung auf den Brennstoff in den Bohrungen des
Düsenhalters und in der Druckleitung wie ein drückender Kolben einwirkt. Der geringe
Abschlußweg der Nadel ergibt aber leine kleine Überdeckung von der Steuerkante an
der Nadel bis zur Ringkante am Ende der Nadelführung. Bei dieser geringen Überdeckung
hält die Düse nur dann dicht, wenn der Kolbenschieber am Nadelende mit äußerster
Sorgfalt in die Führungsbohrung eingepaßt ist. Eine derart fein eingepaßte Nadel
bleibt indessen beim Betrieb infolge der unvermeidlichen Wärmedehnungen leicht hängen,
so daß das richtige Arbeiten der Düse aufhört.
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Die hohen Anforderungen an einen guten Einpaß des schieberartigen
Nadelendes in die Führungsbohrung können bei gleichbleibender Dichtheit der Düse
gemildert und der erwähnte Nachbeil des Hängenbleibens der Nadel kann behoben werden,
indem man gemäß der Erfindung das als Führung für die Nadel und den Kolbenschieber
dienende Loch in seiner ganzen Länge mit gleichbleibendem Durchmesser ausführt und
mindestens meiner der beiden Gleitflächen am Schieber oder seiner Führung wenigstens
eine Stichbohrung vorsieht, aus welcher der Brennstoff über die Einspritzzeit unmittelbar
in dien Einspritzraum spritzt. An Stelle des bei der bekannten Bauart vorhandenen
ringförmigen Austrittsspaltes hat man jetzt ein oder mehrere
Löcher.
Die bei abgeschlossener Düse vorhandene Überdeckung ist hier zwar auch nicht länger
als bei der bekannten Bauart. Trotzdem ergibt sich bei gleicher Einpaßgüte mit der
neuen Bauart eine bessere Abdichtung als mit dem bereits erwähnten bekannten Vorschlag.
Dies ist wohl darauf zurückzuführen, daß bei der bekannten Bauart die sehr kurze
Überdeckung um den ganzen Umfang des Kolbenschiebers herum vorhanden ist und einen
großen Leckquerschnitt ergibt, während bei dem neuen Vorschlag diese kurzen Überdeckungswege
nur dort sind, wo die kleinen Stichbohrungen in die Gleitfläche münden, also nur
auf einem geringen Teil des ganzen Kolbenschieberumfanges.
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Es ist zwar auch schon eine Düse bekannt, bei welcher die Nadel ebenfalls
als Schieber ausgebildet ist, der im Verlauf des Nadelhubes lediglich Stichbohrungen
steuert, welche in die Schiebergleitfläche münden. Die Abdichtungsverhältnisse für
die als Spritzlöcher dienenden Stichbohrungen liegen also bei dieser bekannten Bauart
ganz ähnlich wie beim Erfindungsgegenstand. Indessen ist bei dieser bekannten Bauart
die Nadel eine Schieberhülse, die auf einem feststehenden Hohlkolben geführt ist.
Demgegenüber ist der Erfindungsgegenstand sowohl im Aufbau als in der Ausbildung
der Einzelteile einfacher.
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Es hat sich auch bei Vergleichsversuchen bezeigt, daß der Erfindungsgegenstand
gegen Abnutzungen viel unempfindlicher ist als bekannte Düsen.
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Es sei hier noch hervorgehoben, daß der Erfindungsgegenstand sich
als eine geschickte Vereinigung bekannter Einzelmerkmale darstellt, die sogar schon
gruppenweise an vorbekannten Düsen anzutreffen sind. Die Vereinigung aller dieser
Einzelmerkmale an :einer einzigen, Düse aber ist neu und vorteilhaft.
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Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
jeweils im Längsschnitt dargestellt.
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Abb. i zeigt das erste Ausführungsbeispiel. Die als Spritzlöcher dienenden
Stichbohrungen befinden sich dabei in der Nadel. In Abb. z ist das auf der Spritzseite
liegende Ende der Düse nach Abb. i in größerem Maßstab wiedergegeben. Die Nadel
ist dabei in ihrer Eröffnungsstellung gezeichnet.
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Abb. 3 stellt das zweite Ausführungsbeispiel dar. Hier sind die ebenfalls
als Spritzlöcher dienenden Stichbohrungen im Führungskörper der Düsennadel vorgesehen.
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Abb. q. zeigt das Ende der DüsenachAbb. 3 in größerem Maßstab. Die
Nadel ist dabei in ihrer Offenstellung dargestellt. In .
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Abb.5 ist als drittes Ausführungsbeispiel eine Düse mit Voreinspritzung
und in Abb. 6 eine dafür geeignete Einspritzpumpe dargestellt.
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Abb. 7 zeigt das Ende der Düse nach Abb. 5 in größerem Maßstab bei
offener Nadel. Der Düsenhaltera hat an seinem dargestellten Ende einen Gewindefortsatz
b, gegen dessen ebene Stirnfläche die ebenfalls ebene Stirn des Düsenkörpers c durch
eine überwurfmutter d dichtend angepreßt wird. In der durchgehenden, glatten Längsbohrung
des Düsenkörpers ist:eine Düsennadele mitSchiebesitz eingepaßt. Der gegen den Düsenhalter
hin aus dem -Düsenkörper herausragende, etwas dickere Teil der Düsennadel sticht
in die Bohrung/ im Düsenhalter. Eine über den dickeren Teil der Düsennadel geschobene
Schraubenfederg stützt sich einerseits auf die Stirn des Düsenkörpers und anderseits
gegen einen Bund 1s am oberen Ende der Düsennadel ab und ist bestrebt, die Düsennadel
entgegen dem auf sie einwirkenden Brennstoffdruck in der Schließlage (Abt. i, 3
und 5) zu halten. Dabei drückt die Feder das obere Ende der Nadel gegen den Absatz,
der im Düsenhalter am Übergang der Brennstoffzuführungsbohrung Z zur weiteren Bohrung/
im Düsenhalter entsteht.
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Die Nadel selbst ist von ihrem oberen Ende bis nahe an ihr unteres,
dem Einspritzraum zugekehrtes Ende längs ausgebohrt (Bohrungh). In der Nähe des
unterenNadelendes sind feine Stichbohrungen, m vorgesehen, die vom Innern der ständig
mit der Brennstoffzuleitung verbundenen Nadellängsbohrung h schräg nach unten gerichtet,
bis zur Oberfläche des als Kolbenschieber ausgebildeten Nadelendes führen. In der
Nadelschließstellung sind die Mündungen der Stichbohrungen m auf der Nadeloberfläche
völlig verdeckt durch die Wand der Nadelführungsbohrung im Düsenkörper c. Erst wenn
von der Einspritzpumpe her genügend Brennstoff zugefördert wird, verschiebt sich
die Nadel entgegen dem Druck der Feder g so weit, daß die Mündungen der Stichbohrungen
m aus der Nadelführung heraustreten (Abt. a) und der geförderte Brennstoff durch
die Stichbohrungen ausspritzen kann. Dann führt die Federg die Nadel wieder in ihre
Schließlage zurück.
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Das zweite Ausführungsbeispiel nach den Abb.3 und q. unterscheidet
sich vom ersten im wesentlichen nur dadurch, daß die Stichbohrungen in nicht
so wie dort in der Nadel untergebracht sind, sondern nahe am unteren Ende des Düsenkörpers
c. Die als Kolbenschieber dienende Düsennadel hat dabei nahe an ihrem unteren Ende
eine Einschnürung tt, zu welcher der Brennstoff aus dem Raum ungehindert fließen
kann. Den Übergang von der Einschnürungit zu dem kolbenartigen. Endstück o .der
Nadel bildet eine Steuerkantep.
In der Schließlage der Nadel überdeckt
das Endstück o die in der Wand der Nadelführung liegende Mündung der Stichbohrungenm.
Sobald aber die Steuerkantep bei Öffnungshub der Nadel über die Bohrungen m hinweggleitet,
spritzt der Brennstoff durch die Bohrungen m aus.
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Das dritte Ausführungsbeispiel nach den Abb. 5 bis 7 unterscheidet
sich vom vorhergehenden nur dadurch, daß zwei übereinander angeordnete Reihen oder
Kränze von Stichbohrungen nacheinander aufgesteuert werden. Die obere Reihe g besteht
aus wenigen ganz feinen Bohrungen und ist dazu vorgesehen, um eine Voreinspritzung
zu :erreichen, bevor die Hauptmenge des Brennstoffs durch die später aufgesteuerte
Lochreihe m eingespritzt wird. Damit der Beginn der Voreinspritzung und der Haupteinspritzung
nicht zu rasch aufeinanderfolgen, wodurch der durch die Voreinspritzungerreichbare
Vorteil eines weicheren Ganges des Motors hinfällig werden würde, ist es zweckmäßig,
den Nocken r der Einspritzpumpe mit einem entsprechenden Absatz auszubilden, wie
dies 'Abt. 6 zeigt.