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Die Erfindung betrifft eine Flüssigkraftstoffeinspritzdüse
zum Zuführen von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine,
wobei die Düse dem Typ nach eine nach innen offene ist,
mit einem Düsenkörper, einer in dem Körper ausgebildeten
Blindbohrung, die sich von einem Ende desselben erstreckt,
einem am Ende der Blindbohrung ausgebildeten Sitz, einem
Kraftstoffeinlaßkanal (Kraftstoffeinlaßleitung), der
mittig zu den Enden der Bohrung mit derselben in
Verbindung steht, wobei der Kraftstoffeinlaßkanal in Benutzung
mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe in Verbindung steht,
einer Hülse, die verschiebbar an dem dem blinden Ende der
Bohrung entfernten Ende ausgebildet ist und mit einem in
der Hülse verschiebbar ausgebildeten Ventilglied, wobei
das Ventilglied zum Verändern einer Kraftstoffströmung
durch einen Auslaß mit einem Sitz in Eingriff bringbar ist
und ein Federanschlag (Feder-Widerlager) mit dem
Ventilglied in Eingriff steht und durch die Hülse oder einen
dazu zugeordneten Teil in Eingriff bringbar ist. Die
Anordnung ist derart, daß, wenn Kraftstoff unter Druck
durch den Einlaßkanal zugeführt wird, der Kraftstoffdruck
auf das Ventilglied und die Hülse eine Bewegung des
Ventilglieds und der Hülse gegen die Wirkung einer Feder, die
mit dem Anschlag in Eingriff steht, bewirkt, so daß
Kraftstoff durch den Auslaß strömen kann. Die Düse enthält auch
eine Anschlagfläche bildende Mittel, die mit der Hülse
oder dem Teil zur Begrenzung der Bewegung der Hülse in
Eingriff bringbar sind, wobei eine weitere Bewegung des
Ventilglieds weg von dem Sitz durch die Wirkung des unter
Druck stehenden Kraftstoffs, der alleinig auf das
Ventilglied wirkt, bewirkt wird.
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Eine derartige Kraftstoffeinspritzdüse ist aus der DE-A-
581 476 bekannt, in der ein verminderter Endabschnitt des
Ventilglieds in einer Ausnehmung des Federanschlags
angeordnet ist und letzterer mit einem ringförmigen Mittelteil
in Eingriff steht, das wiederum mit einer das Ventilglied
umgebenden Hülse in Eingriff steht.
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Die FR-A-2 333 973 zeigt in Fig. 4 ebenfalls eine obige
Kraftstoffeinspritzdüse, in der der Federanschlag direkt
durch die das Ventilglied umgebende Hülse in Eingriff
gebracht ist. In diesem Fall weist der Federanschlag eine
ringförmige Form auf und umgibt einen verminderten
Endabschnitt des Ventilglieds.
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Oben genannte Kraftstoffeinspritzdüsen weisen für zwei
Anhebestufen des Ventilglieds weg von dem Sitz eine einzelne
Feder auf. Die erste Bewegungsstufe erlaubt eine begrenzte
Kraftstoffströmung zum zugehörigen Motor. Der
Düsenöffnungsdruck ist der Druck, an dem sich das Ventilglied
beginnt von dem Sitz zu heben. Die Uberprüfung dieses Drucks
muß nach dem Zusammenbau der Düse erfolgen und es kann
auch nötig sein, diese Überprüfung während der Standzeit
der Düse vorzunehmen. Der Düsenöffnungsdruck wird
üblicherweise dadurch geprüft, daß der Eingang der Düse mit
dem Ausgang einer handbetätigten Pumpe verbunden wird, die
mit einem zugehörigen Druckmeßgerät verbunden ist. Es
wurde herausgefunden, daß, wenn die handbetätigte Pumpe
schnell betätigt wird, eine zuverlässige Aussage des
Düsenöffnungdrucks erhalten werden kann. Wenn jedoch die
Pumpe langsamer betätigt wird, wurde manchmal ein zum
Heben des Ventilglieds von dem Sitz geringerer benötigter
Druck gefunden.
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Eine Untersuchung zu diesem Problem führte zu der
Erkenntnis, daß, wenn die Hülse oder das vorgenannte Teil durch
Kraftstoffdruck in Kontakt mit dem Federanschlag gedrückt
wird, eine ringförmige Dichtung oder Dichtungen erhalten
werden, die verhindern, daß entlang des Arbeitsspiels
zwischen der Hülse und dem Ventilglied eine
Kraftstoffleckströmung zum üblichen Auslaß erfolgt. Dadurch kann es
zu einem Druckaufbau kommen, der verursacht, daß das
Ventilglied mit dem Sitz in Kontakt bleibt.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfach und in
üblicher Form ausgebildete Düse der erläuterten Art zu
realisieren.
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Gemäß der Erfindung enthält eine Kraftstoffeinspritzdüse
der erläuterten Art einen Strömungsweg für die
Leckströmung, der mit einem Bereich in Verbindung steht, der
innhalb des ringförmigen Kontaktbereichs zwischen der
Hülse oder dem Teil und dem Federanschlag ausgebildet ist.
Ein Beispiel der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse
wird unter bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es
zeigen:
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Fig. 1 eine teilweise Querschnittsansicht eines
Abschnitts der Düse,
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Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Teils der in Fig. 1
gezeigten Düse,
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Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, die eine
Abänderung zeigt und
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Figuren eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht, die
weite-4 und 5 re Abänderungen zeigen.
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen enthält die Düse einen
Düsenkörper 10 mit einer abgestuften zylindrischen Form,
in der sich eine Blindbohrung 11 befindet, wobei sich die
Blindbohrung 11 von dem breiteren Ende des Körpers
ausgehend erstreckt. Am blinden Ende der Bohrung ist ein
kegelstumpfartiger Sitz 12 ausgebildet, der in einen Sackraum
13 führt, wobei sich von diesem ein Auslaß l4 erstreckt.
Mittig zwischen den Enden der Bohrung ist eine Aufweitung
15 ausgebildet, von der sich ein Einlaßkanal 16 erstreckt,
der sich am breiteren Ende des Körpers 10 öffnet. Der
zwischen der Aufweitung und dem breiteren Ende des Körpers
angeordnete Abschnitt 17 der Bohrung weist einen
vergrösserten Durchmesser auf, wobei innerhalb dieses Abschnitts
der Bohrung eine verschiebbare Hülse 18 montiert ist.
Zusätzlich ist der Abschnitt 17 der Bohrung nahe dem Ende
des Körpers zur Bildung einer ringförmigen Einbuchtung 19
aufgeweitet.
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In der Bohrung erstreckt sich ein Ventilglied 20, das an
dem dem Sitz nahen Ende zum Zusammenwirken mit demselben
ausgebildet ist. Zwischen dem Ventilglied und dem
Hauptabschnitt der Bohrung 11 ist ein Zwischenraum angeordnet,
wobei das Ventilglied einen verminderten Abschnitt 21
aufweist, der sich innerhalb der Hülse erstreckt und
verschiebbar darin montiert ist. An der Verbindung zwischen
dem reduzierten Abschnitt des Ventilglieds und dessen
Hauptabschnitt ist eine Stufe 22 gebildet. Darüberhinaus
ist an dem von dem Sitz fernen Ende des Ventilglieds ein
verminderter Endabschnitt 23 ausgebildet. Ein ringförmiges
Mittelteil oder Teil 24 umgibt den reduzierten
Endabschnitt des Ventilglieds und ist axial auf demselben
verschiebbar, wobei das Teil 24 in der Einbuchtung 19
angeordnet ist.
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Der Düsenkörper ist in diesem Beispiel gegen einen
Anschlag 25 gesichert, der durch ein ringförmiges
Distanzstück 26 gebildet ist, das zwischen dem Düsenkörper und
einem hohlen zylindrischen Düsenhalter 27 angeordnet ist.
Der Düsenkörper, das Distanzstück und der Halter sind
durch eine Hutmutter 34 zusammengesetzt in bekannter Weise
gehalten. Die Anschlagfläche 25 liegt über der Einbuchtung
19, wobei sich ein zylindrischer Fortsatz 28 eines
Federanschlags 29 durch eine Öffnung in dem Distanzstück 26
erstreckt. Der Federanschlag 29 ist an einem Ende mit
einer spiralförmigen Druckfeder 30 in Eingriff, die in den
Halter eingesetzt ist, wobei das gegenüberliegende Ende
der Feder mit einem einstellbaren Anschlag in Eingriff
steht, der nicht gezeigt ist.
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Das Distanzstück 26 des Halters 27 bildet
Kraftstoffkanäle, die mit dem Kanal 16 verbunden sind. Der Halter
weist einen Kraftstoffeinlaß auf, der im Betrieb mit einer
Kraftstoffeinspritzpumpe in Verbindung steht. Das
Ventilglied ist in den Zeichnungen in der geschlossenen Stellung
gezeigt. In der Fig. 2 ist deutlicher dargestellt, daß das
Ende des verminderten Endabschnitts 23 des Ventilglieds in
der geschlossenen Stellung etwas unterhalb der Endfläche
des größeren Endes des Düsenkörpers liegt. Der
zylindrische Fortsatz 28 des Federanschlags steht mit dem
Ventilglied in Eingriff, wobei der unter Druck stehende
Kraftstoff, der dem Einlaß zugeführt wird und auf die Hülse 18
wirkt, die Hülse nach oben in Eingriff mit dem Mittelteil
oder Teil 24 bewegt, das dadurch mit der Endfläche des
Fortsatzes 28 in Eingriff kommt. Aus der Fig. 2 ist auch
ersichtlich, daß zwischen einer Stufe 31, die zwischen dem
verminderten Endabschnitt 23 und dem Abschnitt 21 des
Ventilglieds ausgebildet ist und dem Mittelteil oder Teil 24
ein Zwischenraum gebildet ist.
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Wenn der unter Druck stehende Kraftstoff der Einbuchtung
15 im Betrieb zugeführt wird, wirkt der Kraftstoffdruck
auf die Endfläche der Hülse 18, wobei sich, wenn die Hülse
nicht mit dem Mittelteil in Kontakt ist und sich das
letztere nicht mit dem Fortsatz 28 in Kontakt befindet, ein
solcher Kontakt ausbildet. Der auf die Hülse und auch auf
das Ventilglied wirkende Druck erzeugt der Wirkung der
Feder 30 gegenläufige Kräfte. Wenn die zusammengesetzten
Kräfte ausreichend sind, um die von der Feder ausgeübte
Kraft zu übersteigen, bewegen sich das Ventilglied und die
Hülse nach oben, so daß eine begrenzte Kraftstoffströmung
durch den Auslaß 14 strömen kann. Die Bewegung nach oben
ist durch den Anschlag des Mittelteils oder Teils 24 mit
der Anschlagfläche 25 begrenzt. Eine weitere Bewegung der
Hülse und des Mittelteils wird dadurch verhindert. Wenn
jedoch der Druck des zur Einbuchtung 15 zugeführten
Kraftstoffes weiter steigt, wird ein auf das Ventilglied
wirkender Druck erreicht, der allein ausreichend ist, um eine
weitere Bewegung des Ventilglieds gegen die Wirkung der
Feder zu verursachen, wobei sich das Ventilglied weiter
anhebt, so daß sich eine im wesentlichen unbeschränkte
Kraftstoffströmung durch den Auslaß 14 ausbilden kann. Die
weitere Bewegung des Ventilglieds ist durch den Eingriff
der Stufe 31 mit dem Mittelteil oder Teil 24 beschränkt.
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Wenn die Kraftstoffzufuhr durch die Einspritzpumpe endet,
werden das Ventilglied und die Hülse durch die Wirkung der
Feder 30 zurückgeführt. Die Hülse 18 kann sich unter
bestimmten Betriebsumständen weiter nach unten bewegen als
das Ventilglied. Eine solche Bewegung ist jedoch durch den
Anschlag der Hülse 28 mit der Stufe 22 beschränkt. Zur
Vermeidung einer Verkantung der Hülse aufgrund ungleicher
Drücke entlang des Arbeitsspiels zwischen der Hülse
18 und dem Abschnitt 17 der Bohrung und dem Abschnitt 21
des Ventilglieds, ist die Hülse längs mit beabstandeten
Öffnungen versehen. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, ist
die mit dem Teil 24 in Eingriff kommende Endfläche der
Hülse abgeschrägt, wobei zusätzlich eine Aufweitung des
Anfangsabschnitts der Bohrung in der Hülse nahe dem
abgeschrägten Ende derselben ausgebildet ist.
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Durch die Tiefe des verminderten Endabschnitts 23 unter
der Endfläche des Düsenkörpers wird die kritische
Anfangsbewegung des Ventilglieds bestimmt. Diese Anfangsbewegung
kann durch die Herstellung des Ventilglieds auf eine
passende Länge bestimmt werden, wobei eine weitere Bewegung
des Ventilglieds durch die Dicke des Mittelteils 24
bestimmt ist, wobei die passende Dicke bei der Herstellung
berücksichtigt werden kann.
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Im Betrieb der Düse kommt es zu einer
Kraftstoffleckströmung entlang dem Arbeitsspiel zwischen der Hülse 18 und
der Wand des Abschnitts der Bohrung und entlang des
Arbeitsspiels zwischen dem Ventilglied und der Hülse. Die
Einbuchtung 19 steht mit der Kammer in dem Halter 27 in
Verbindung, der die Feder 30 enthält, wobei diese Kammer
in Betrieb mit einem Ausfluß verbunden ist. Der entlang
dem Arbeitsspiel zwischen dem Ventilglied und der Hülse
austretende Kraftstoff kann nicht direkt zum Ausfluß
strömen, da, wenn der unter Druck stehende Kraftstoff auf
die Hülse und das Ventilglied wirkt, sich die Hülse in
Kontakt mit dem Mittelteil 24 und das Mittelteil 24 in
Eingriff mit dem Fortsatz 28 des Anschlags bewegt. Da die
Kontaktflächen dieser Teile sorgfältig geschliffen sind,
sind ringförmige Dichtungen derart ausgebildet, daß von
dem sich ringförmig ausbildenden Bereich kein Kraftstoff
ausströmen kann.
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Im Normalbetrieb der Düse kann das entlang des
Arbeitsspiels zwischen dem Ventilglied und der Hülse ausströmende
Leckkraftstoffvolumen sehr gering sein, verursacht
dadurch, daß sich kein Druck ausbildet, der die Betätigung
der Düse beeinflußt. Wenn jedoch die Düse getestet wird
und während niedrigen Motordrehzahlen, steigt der zum
Düseneinlaß zugeführte Kraftstoffdruck langsam an, wobei
sich in dem vorgenannten Bereich ein Kraftstoffdruck
aufbauen kann, aufgrund der entlang des Arbeitsspiels
ausströmenden Kraftstoffleckströmung. Wie aus der Fig. 2
ersichtlich, wirkt der Druck in dem Bereich auf die Stufe
31 entgegen dem Kraftstoffdruck, der auf das untere Ende
des Ventilglieds wirkt, wobei zusätzlich der Druck auch
auf die Endfläche des verminderten Abschnitts 23 des
Ventilglieds wirken kann. Darüberhinaus bilden sich entlang
den gegeneinander abgedichteten Flächen Druckverläufe aus.
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Erfindungsgemäß ist von dem Abschnitt ausgehend ein
Leckstromkanal vorgesehen, zum Verhindern eines Druckaufbaus.
Unter Bezug auf Fig. 2 kann der Leckstromkanal durch einen
Schlitz 33 in der Oberfläche des Mittelteils in Wirkung
mit dem Fortsatz 28 oder, wie in Fig. 4 gezeigt, durch
einen Schlitz 33A in der Endoberfläche der Hülse 18 in
Wirkung mit dem Mittelteil ausgebildet sein. Als weitere
Alternative kann der Leckstromkanal wie in Fig. 5 gezeigt
durch einen Schlitz 33B gebildet sein, der in der
Endoberfläche des Fortsatzes 28 ausgebildet ist.
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Eine andere Ausbildung der Einspritzdüse weist das
Mittelteil oder das Teil einstückig mit der Hülse ausgebildet
auf. In diesem Fall erstreckt sich die Innenwand der Hülse
zum Fortsatz 28 und ein Alternativverfahren zum
Beschränken der Bewegung des Ventilglieds in seiner zweiten
Stellung
ist angewendet. Vorzugsweise sind die Schlitze 33 und
33B mit dieser Düsenausbildung versehen, zum Verhindern
eines Druckaufbaus.
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Wie gezeigt, erstreckt sich die Auslaßöffnung 14 von dem
Sackvolumen 13. Die Erfindung kann ebenso auf Düsen dieser
Art verwendet werden, bei denen sich die Öffnung oder die
Öffnungen von dem Dichtungsbereich ausgehend erstrecken.
Darüberhinaus kann die Erfindung auf sogenannte
Stift-Einspritzdüsen angewandt werden, in denen der Düsenkörper 10
und auch das Ventilteil eine beträchtliche Länge
aufweisen, wobei der entsprechende Teil des Rands der Hutmutter
einstückig mit dem Körper ausgebildet ist. In diesem Fall
ist ein tassenförmig geformtes Verschlußteil in die
Aussenwand geschraubt, so daß ein Anschlag für die Feder
gebildet ist. Der Kraftstoffeinlaß erstreckt sich seitlich
von dem Körper an einer unter der Außenwand liegenden
Position, wobei der Anschlag 25 an einer Platte gebildet
ist, die durch den Endverschluß festgelegt ist. In diesem
Fall kann der von der Feder ausgeübte Druck daher durch
eine Abstandsscheibe eingestellt werden, die zwischen der
Feder und der Basiswand des Verschlußteils angeordnet ist.
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In Fig. 3 ist eine alternative Anordnung des
Leckstromkanals gezeigt. In diesem Fall ist der Fortsatz 28 mit einer
zentralen Öffnung 35 versehen, die zur Endoberfläche des
verminderten Abschnitts 23 des Ventilglieds geöffnet ist.
Die zentrale Öffnung ist durch einen Axialkanal 36 in dem
Fortsatz mit der die Feder enthaltenden Kammer verbunden.
Alternativ dazu kann die Öffnung mit einem diametrisch
angeordneten Kanal in dem Fortsatz verbunden sein, dessen
sich gegenüberliegende Enden mit den zwischen dem Fortsatz
und dem Distanzstück 26 gebildeten Raum oder mit einem
geneigten Kanal in dem Fortsatz verbunden sind, der sich
in den vorgenannten Raum öffnet. In dieser Anordnung muß
zum Verhindern eines starken Druckaufbaus das Ventilglied
und der Fortsatz durch einen schmalen Spalt getrennt sein,
so daß eine Kraftstoffleckströmung durch die Öffnung 35
möglich ist. Das kann dadurch vermieden werden, daß die
Öffnung 35 in den ringförmigen Spalt zwischen dem
Mittelteil 24 und dem verminderten Abschnitt 23 des Ventilglieds
führt. Die Anordnung gemäß Fig. 3 kann auch für den
Düsentyp verwendet werden, bei dem die Hülse und das Mittelteil
einstückig ausgeformt sind.