DE69400374T2

DE69400374T2 - Kraftstoffeinspritzdüse

Info

Publication number: DE69400374T2
Application number: DE69400374T
Authority: DE
Inventors: Malcolm Lambert
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1994-01-28
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2014-01-29
Also published as: WO1994017300A1; US5662275A; EP0681650B1; ES2093517T3; EP0681650A1; GB9301793D0; DE69400374D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse zur Zufuhr von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor mit einem länglichen Düsenkörper, einer axial zwischen den Enden des Körpers verlaufenden Bohrung, einer an einem Ende der Bohrung an dem Körper definierten Sitzfläche, einem in der Bohrung beweglichen Ventilelement mit einem Kopffür einen Eingriff mit der Sitzfläche, einem mit dem Ventilelement gekoppelten elastischen Element, das in der Bohrung verläuft und derart wirkt, daß es den Kopf des Ventilelements in einen Eingriff mit der Sitzfläche drückt, und einer Einrichtung zum Einbringen von unter Druck stehendem Kraftstoff in die Bohrung, wobei die Anordnung derart beschaffen ist, daß beim Betrieb der Kopf des Ventilelements, wenn der Kraftstoffdruck in der Bohrung einen vorgegebenen Wert erreicht, von der Sitzfläche gehoben wird, um einen Kraftstoffstrom von dem einen Ende der Bohrung zu dem zugehörigen Motor zu ermöglichen, wobei das von dem Kopf entfernte Ende des elastischen Elements mit einem Ring in Eingriff steht und zwischen diesem und einem nahe dazu angeordneten Abschnitt des Düsenkörpers eine Zwischenscheibe angeordnet ist.
Derartige Düsen sind in der Technik als nach außen öffnende Düsen bekannt und weisen gegenüber der verbreiteteren, nach innen öffnenden Düse wesentliche Vorteile auf. Ein Vorteil ist, daß kein Kraftstoff aus der Düse tropfen kann, wenn der Ventilkopf mit der Sitzfläche in Kontakt steht. Bei einer nach innen öffnenden Düse verbleibt stromabseitig der Sitzfläche ein Volumen an Kraftstoff, wenn das Ventilelement mit der Sitzfläche in Kontakt steht, und dieses Kraftstoffvolumen kann von der Düse tropfen und einen Anstieg des Kohlenwasserstoffgehalts des Abgases des Verbrennungsmotors verursachen.
Ein Beispiel einer derartigen Düse ist in der DE-A-3139170 beschrieben. Hierbei muß die Dicke der Zwischenscheibe derart gewählt sein, daß der gewünschte Düsenöffnungsdruck erzeugt wird.
Ein weiteres Beispiel einer Düse ist der FR-A-921787 zu entnehmen. Das elastische Element weist die Form eines Stabs auf, der an seinem von dem Ventilelement entfernten Ende in einer Hülse mit einem Schraubengewinde befestigt ist. Mit den Schraubengewindegängen der Hülse steht eine Mutter in Eingriff, die auch mit dem danebenliegenden Ende des Düsenkörpers in Eingriff steht, und eine relative Drehung der Hülse und der Mutter verändert die Spannung in dem elastischen Element und dadurch den zum Heben des Ventilelements von der Sitzfläche erforderlichen Druck des Kraftstoffs. In der GB-A-586213 ist eine weitere Art von Düse dargestellt, bei der das von dem Ventilkopf entfernte Ende des elastischen Elements ein Schraubengewinde aufweist und mit einer Mutter in Eingriff steht, wodurch die Spannung in dem elastischen Element verändert werden kann. Es wurde festgestellt, daß die Verwendung von Elementen mit Schraubengewinden zum Einstellen des Öffnungsdrucks der Düse aus einer Reihe von Gründen nicht zufriedenstellend ist. Zunächst muß das Verfahren zur Einstellung zur Berücksichtigung von Fertigungstoleranzen eine Grobeinstellung, aber ebenso zum Verändern der Spannung des elastischen Elements eine Feineinstellung ermöglichen. Um eine Feineinstellung zu bieten, müssen die Schraubengewindegänge eine geringe Ganghöhe aufweisen, und es wurde vorgeschlagen, dies mittels einer Differentialmutter zu erreichen. Der verfügbare Raum ist jedoch klein, und es ist schwierig, die Gewinde mit den erforderlichen hohen Grad an Genauigkeit zu fertigen. Zudem bilden die Gewinde Bereiche mit einer hohen Belastungskonzentration.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzdüse der spezifizierten Art in einfacher und zweckmäßiger Form zu schaffen.
Erfindungsgemäß ist bei einer Düse der spezifizierten Art der Kopf des Ventilelements hinter dem einen Ende der Bohrung angeordnet, wobei die Dicke der Zwischenscheibe derart gewählt ist, daß in dem elastischen Element eine Spannungskraft erzeugt wird, die über die zur Erzeugung des gewünschten Düsenöffnungsdrucks erforderliche hinausgeht, und zum Verringern der Zugkraft in dem elastischen Element eine Einrichtung zum Aufbringen einer Druckkraft auf einen Teil des Düsenkörpers vorgesehen ist.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, die die Düse und zugehörige Teile in einer seitlichen Querschnittsansicht zeigt, ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse beschrieben.
Gemäß der Zeichnung weist die Düse einen Düsenkörper 10 mit einer stufigen Zylinderform auf. Der Körper weist einen schmaleren Abschnitt 11 auf, der sich beim Betrieb durch eine im Zylinderkopf des zugehörigen Verbrennungsmotors ausgebildete Bohrung 12 erstreckt, wobei die Bohrung 12 eine Verlängerung einer weiteren Bohrung im Zylinderkopfist. Der breitere Abschnitt 13 des Körpers erweitert sich an seinem von dem schmaleren Abschnitt entfernten Ende geringfügig nach außen, und die Endfläche des breiteren Abschnitts ist derart bearbeitet, daß mit der Endfläche eines Abstandhalterelements 14 eine kraftstoffdichte Dichtung gebildet wird.
Zwischen den Enden des Düsenkörpers verläuft eine zylindrische Bohrung 15, und die die Öffnung der Bohrung umgebende Endfläche des schmaleren Abschnitts 11 des Körpers ist derart bearbeitet, daß eine Sitzfläche gebildet wird. In den angrenzenden Endabschnitt der Bohrung ist ein Ventilelement 16 verschiebbar, das einen außerhalb der Bohrung angeordneten Kopf 17 und einen mit der Wand der Bohrung zusammenwirkenden gerippten Führungsabschnitt aufweist. Die untere Fläche des Kopfs ist derart bearbeitet, daß sie zum Verhindern eines Austretens von Kraftstoff aus der Bohrung mit der Sitzfläche zusammenwirkt. Das Ventilele ment ist an einem Ende eines elastischen Elements mit der Form eines dünnen Stabs 13 angeordnet, das einstückig mit dem Ventilelement ausgebildet ist. Der Stab verläuft mit einem Freiraum durch die Bohrung, und das vom Kopf entfernte Ende des Stabs ragt über das Ende des Körpers hinaus und ist vergrößert, um ein Widerlager 19 zu definieren, das eine derartige Größe aufweist, daß es durch die Bohrung 15 geführt werden kann.
Das Widerlager 19 sitzt in einem Ring, der durch eine C- förmige Unterlegscheibe 20 definiert ist, und zwischen der Unterlegscheibe und dem danebenliegenden Ende des breiteren Abschnitts des Körpers ist eine Zwischenscheibe 21 angeordnet, die ebenfalls C-förmig ist, wobei die C-Form sowohl der Unterlegscheibe als auch der Zwischenscheibe ihre Anordnung unter dem Widerlager ermöglicht. Die Unterlegscheibe, die Zwischenscheibe und das Widerlager sind in einer in dem Abstandhalterelement 14 ausgebildeten Kammer 22 angeordnet, und der Kammer kann durch einen Kanal 23 in dem Abstandhalterelement unter Druck stehender Kraftstoff zugeführt werden. Aufgrund der C-Form der Unterlegscheibe und der Zwischenscheibe steht die Bohrung 15 mit der Kammer in Verbindung.
Der Düsenkörper 10 und das Abstandhalterelement 14 werden durch eine Hutmutter 24, die einen mit Öffnungen versehenen, nach Innen gerichteten Flansch 25 aufweist, der mit der zwischen den beiden Abschnitten des Düsenkörpers definierten Stufe in Eingriff steht, in einem mit einem Düsenhalter oder mit dem Gehäuse einer Kraftstoffpumpe zusammengesetzten Zustand gehalten. Die Hutmutter weist an ihren offenen Ende ein Innengewinde auf, das mit den Halter oder dem Gehäuse in Eingriff steht und festgezogen wird, um die verschiedenen Bauteile in einen Dichtungseingriff zu ziehen.
Bei der Verwendung der Düse wirkt der Kraftstoffdruck bei der Zufuhr von unter Druck stehendem Kraftstoff durch den Kanal 23 auf die Unterseite des Kopfs 17 des Ventilelements ein, und wenn der Druck einen hinreichend hohen Wert erreicht, wird der Kopf gegen die Zugkraft des Stabs 18 von der Sitzfläche gehoben. Nun kann Kraftstoff vom Ende der Bohrung in eine Brennkammer des zugehörigen Verbrennungsmotors strömen, wobei der Kraftstoff zerstäubt wird, wenn er die Bohrung verläßt.
Es ist entscheidend, daß der Düsenöffnungsdruck auf einen vorgegebenen Wert eingestellt werden kann, und um dies beim Zusammenbau der Düse zu erreichen, wird eine Zwischenscheibe 21 zwischen der Unterlegscheibe 20 und dem Ende des Körpers eingepaßt, das eine Vorbelastung auf den Stab 13 aufbringt. Die Düse wird dann mit dem Halter oder dem Pumpengehäuse zusammengesetzt, die Hutmutter wird festgezogen, und die Düse wird in eine Einspanneinrichtung eingeführt, die die beim Einführen der Duse in den Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors auf sie aufgebrachte Klemmkraft reproduziert. Die Düse wird dann überprüft, und wenn sich erweist, daß der Düsenöffnungsdruck zu gering ist, wird eine dickere Zwischenscheibe eingeführt, und der Düsenöffnungsdruck wird erneut überprüft.
Bei einer in der entsprechenden Position befindlichen Zwischenscheibe, die einen Düsenöffnungsdruck ergibt, der geringfügig höher als erforderlich ist, kann der Düsenöffnungsdruck durch ein weiteres Festziehen der Hutmutter verringert werden. Dies hat die Wirkung einer Steigerung der auf den breiteren Abschnitt 13 des Düsenkörpers aufgebrachten Druckkraft und verursacht dadurch eine Verringerung seiner axialen Länge, was zu einer Verringerung des Düsenöffnungsdrucks führt, da die Vorbelastung des Stabs 18 verringert wird. Ist der Öffnungsdruck in der Einspanneinrichtung einmal korrekt eingestellt, können der Halter bzw. das Pumpengehäuse und die Düse aus der Einspanneinrichtung entfernt werden, und unter der Voraussetzung, daß bei der Verwendung die gleiche Klemmkraft aufgebracht wird, wird der gewünschte Düsenöffnungsdruck erhalten.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzdüse zur Zufuhr von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine mit einem langgezogenen Düsenkörper (10), einer Bohrung (15), die sich axial zwischen den Enden des Körpers erstreckt, einer Sitzfläche, die an den Körper an einem Ende der Bohrung definiert ist, einem Ventilteil (16), das in der Bohrung bewegbar ist, und einen Kopf (17) aufweist, zum Ineingriffkommen mit der Sitzfläche, einem elastischen Teil (18), das mit dem Ventilteil verbunden ist, wobei sich das elastische Teil innerhalb der Bohrung erstreckt und den Kopf (17) des Ventilteus in Eingriff mit der Sitzfläche drückt, Mitteln (23) zum Erlauben, daß Kraftstoff unter Druck in die Bohrung eintritt, wobei, wenn der Kraftstoffdruck einen vorbestimmten Wert aufweist, der Kopf (17) von der Sitzfläche angehoben wird, so daß Kraftstoff von einem Ende der Bohrung zu dem zugehörigen Motor strömen kann, wobei weiterhin das Ende des elastischen Teils (18), das entfernt von dem Kopf (17) angeordnet ist, mit einem Ring (20) in Eingriff steht, zwischen dem und einem naheliegenden Abschnitt des Drosselkörpers (10) eine Zwischenscheibe (21) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

der Kopf (17) hinter dem einen Ende der Bohrung (15) angeordnet ist und die Dicke der Zwischenscheibe derart ist, daß eine Spannungskraft in dem elastischen Teil (18) erzeugt wird, die dieselbe übersteigt, die für den gewünschten Düsenöffnungsdruck erforderlich ist und Mittel (24, 25) vorgesehen sind, zum Aufbringen einer Kompressionskraft auf einen Teil des Drosselkörpers (10) zum Vermindern der Spannungskraft in dem elastischen Teil (18), wobei der gewünschte Öffnungsdruck durch ein Einstellen der Kompressionskraft eingestellt wird.

2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel eine Überwurfmutter (24) enthalten, die gegen eine in dem Drosselkörper (10) gebildete Stufe eingreift und mit einem Teil in Eingriff steht, an dem der Drosselkörper montiert ist.