DE7036241U

DE7036241U - Kraftstoffeinspritzduese.

Info

Publication number: DE7036241U
Application number: DE7036241U
Authority: DE
Inventors: Kenneth Griffiths
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-09-30
Filing date: 1970-09-30
Publication date: 1973-11-22
Also published as: GB1283205A; US3687375A; DE2048161A1

Description

Kraftstoffeinspritzdüse

Die Erfindung "betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse mit mehreren Einspritzöffnungen. Solche Düsen sind in Brennkraftmaschinen eingebaut.

Bisher ist es üblich gewesen, Kraftstoffeinspritzdüsen mit Einspritzöffnungen kreisförmigen Querschnitts zu versehen. Bei den öffnungen handelt es sich gewöhnlich einfach um Bohrungen, welche in das Ende des Düsenkörpers gebohrt worden sind. Im allgemeinen verläßt bei diesen bekannten Einspritzdüsen der aus den runden öffnungen unter Druck ausgespritzte Kraftstoff diese öffnungen in einem scheinbar zusammenhängenden Strom, der erst in einem gewissen Abstand von den jeweiligen Öffnungen aufbricht und sich zerteilt. Die aus den öffnungen austretenden zusammenhängenden Ströme weisen jeweils einen Durchmesser auf, der etwa dem Innendurchmesser der zugehörigen öffnungen entspricht. Unbeeinflußt sind Ströme zwischen etwa 150 und 3OO mm lang, bevor sie aufbrechen. Ih praxi haben sie jedoch nicht diese Länge, und zwar wegen der begrenzten Innenräume der Zylinder, in welche der Kraftstoff von den Düsen eingespritzt wird. Tatsächlich werden die Ströme durch Berührung mit den Zylinderoberflächen

aufgebrochen. Dies hat kein· gut· Verteilung *·■ Kraftstoff·· zur Folge, ao daß nur ein· wenig wirksame Verbrennung sustande kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die·· Haohteile su beheben. Dies ist mit einer Eraftstoffeinspritsdüse mit mehreren Einspriteöffnungen erreicht_t welche erf1nflungsgemäfl ge kennzeichnet ist durch ein Metallrohr, welches an einem Ende derart nach innen verformt iet, dafi Abschnitte der Rohrwand gegeneinander gedrückt sind, und da· Rohrinnere in wenigstens zwei in Richturs der Rohrlängsachse verlaufende Kanäle aufge teilt ist, welche jeweils eine rohrförmige Einspritsöffnung mit einem sich senkrecht zur Rohrlängsachse verjüngenden Querschnitt bilden.

Bei der erfinöungsgemäSen KraxtsioxxeinepfitsdUBa wird der der Düse unter Druck zugeführte Kraftstoff aufgebrochen und verteilt, sobald er aus den Düsenöffnungen austritt. Dies ist eine Folge davon, daß wegen der seitlich sich verjüngenden Gestalt des Querschnitts jeder Einspritzöffnung der Druck des sie durchströmenden Kraftstoffs über den Öffnungsquerschnitt variiert. Demgemäß bewegt sich der Kraftstoff an verschiedenen Stellen des Offnungsquerschnitte mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, was ein Aufbrechen des Kraftstoff Stroms zur Folge hat. Es ist ein feiner, gut verteilter bzw* zerteilter Strahl erzielbar, was eine verbesserte und vollkommenere Verbrennung ergibt.

Die erfindungsgemäße Düse ist hauptsächlich für das Einspritzen von Kraftstoff gedacht, der der Düse mit einem verhältnismäßig-niedrigen Druck zugeführt wird, beispielsweise mit einem Druck zwischen etwa 1 und etwa 2 kg/cm . Unter diesen Bedingungen werden die besten Ergebnisse erzielt. Zu-

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friedenstellonde Resultate werden Jedoch auch erhalten, wenn dar Kraftstoff ait höherem Druck zugeführt wird. Die Länge der »dhrfSsaigen Einspritsöffnungen beeinflußt die form der Strahlen, in denen dar Kraftstoff aua den Offnungen austritt· Sind die öffnungen kuri, beiaplelaweiae kürtar ala etwa 5 mm, dann ergaben eioh breite Strahlen. Sind die Öffnungen verh&lt» nisnaßig lang, beispielweise linger als etwa 6 mm, dann sind die Strahlen anger, wobei die Strahlen mit wachsender lange der EinspritsSffnungan immer enger werden und sieh der Gestalt eines Stromes nähern. Die für die meisten Anwendungen ideale Lange stellt einen Kompromiß «wischen diesen beiden Formen dar« Normalerwelse ist es daher wünschenswert, daß die Sinspritsöffnungen zwischen etwa 5 und etwa 6 mm lang sind.

Das Rohr, aus welches die egflnrtungsgsm&ße Kraftstoff-•insprite&üse hergestellt tiird, kann Jaden gewünschten Innendurchmesser aufweisen. Sie Auswahl des Bonrungsdurchmessers des Rohres ist normalerweise durch die Ansahl der Einsprits-Sffnungen bestimmt, welche die Düse aufweisen soll, ferner von der gewünschten Kraftstoff abgabe der Düse. Im allgemeinen ist ein Mindestinnendurehmeseer von etwa 6 mm erforderlich.

Im allgemeinen wird ein dünnwandiges Bohr verwendet. Sie Wandstärke liegt voreugsweiee »wischen etwa 0,5 bis etwa 0,8 mm. Bas Rohr kann aus jedem geeigneten Metall bestehen. Beaüpdevs geeignet ist ein Rohr aus rostfreiem Stahl· Sas Rohr kann durch Preßrollen oder auf Jede andere bekannte Art und Weise verformt werden.

Jede gewünschte Anzahl von Öffnungen kann ausgebildet werden und vorliegen. Sie grüßte Anzahl an öffnungen« welche ausgebildet werden können, hingt von der Qaezrschnittsgröße des verwendeten Rohres und der QuersehnittsgröBe der gewünschten Einepritsoffnungen ab. Sie SinapritzSffnungen können alle

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dieselbe oder alle verschiedene Querschnittsgröße und -gestalt aufweisen.

Sie Rohrwandung kann so verformt sein, daß die gebildeten rohrförmigen Einspritzöffnungen sich parallel nebeneinander verlaufend in einer Reihe erstrecken. Dabei weisen die beiden äußeren öffnungen der Reihe mit Vorteil jeweils einen tränenförmigen Querschnitt auf. Sie Querschnittsgestalt kann jedoch auch eine andere sein, beispielsweise pfeil- oder diamantförmig· Sind wenigstens drei öffnungen- vorgesehen, dann weist die innere öffnung bzw. weisen die inneren öffnungen jeweils einen ovalen Querschnitt auf, welcher an den beiden schmaleren Seiten spitz zuläuft. Die Seiten der öffnungen können linear konvergieren, um sich an den engen Enden ihres Querschnitts zu treffen. Stattdessen können sie doch auch zu diesen Enden hin in konkaven Bögen konvergieren, oder aber in konvexen Bögen, so daß die engen Enden Spitzen bilden. Stattdessen kann die innere öffnung bzw. können die inneren öffnungen zwischen den beiden äußeren öffnungen der Reihe auch jeweils im Querschnitt diamantförmig oder möglicherweise als Zweispitz ausgebildet sein.

Bei der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse können auch wenigstens drei um die Längsachse vom Rohr winklig versetzt angeordnete öffnungen vorgesehen sain. Vorteilhafterweise weist dann Jede öffnung eintu tränenförmigen Querschnitt auf, wobei das schmale Ende zur Längsachse hin gerichtet ist. Der Querschnitt jeder öffnung kann jedoch auch andere ausgestaltet sein, beispielsweise pfeil- oder diamantförmig.

Bei der Anordnung der Einspritzöffnungen um die Rohrlängsachse herum kann auch mit Vorteil auf bzw. im Bereich der Rohrlängeachse eine mittlere öffnung vorgesehen sein. Deren Ge-

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stalt hängt von der Anzahl und ~-.er Gestalt der sie umgebenden Einsprit-zöffnungen ab. Weisen d.'.e uisgebenden Einspritzöffnungen einen tränenförmigen Querschnitt auf, dann ist die mittlere öffnung normalerweise mit einem Querschnitt ausgestaltet, der die Gestalt eines Sterns mit drei oder mehr Spitzen bzw. Zacken hat.

Nachstehend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:

Fig. Λ eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse mit zwei Einspritzöffnungen;

Fig. 2 eine perspektivische Wiedergabe des Abgabeendes einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse mit vier nebeneinander in einer Reihe angeordneten Einspritzöffnungen ;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Abgabeendes einer weiteren erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse mit gleichfalls vier Einspritzöffnungen, welche jedoch kreuzartig angeordnet sind;

Fig. 4- und 5 jeweils die perspektivische Wiedergabe des Abgabeendes einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß der Erfindung mit drei bzw. fünf Einspritzöffnungen.

Alle in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse sind aus einem dünnwandigen Rohr 10 aus Metall, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, hergestellt. Die Gestalt der Abgabeenden der

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Einspritzdüsen ist in der Zeichnung der "besseren Verständlichkeit wegen übertrieben dargestellt.

Die Kraftstoffeinspritzdüse nach Pig. ι weist zwei rohrförmige Einspritzöffnungen 11 auf, welche nebeneinander liegend angeordnet sind. Die Einspritzöffnungen 11 sind durch dichtes Aneinanderdrücken diametral gegenüberliegender Abschnitte 12 vom Rohr 10 am Rohrende hergestellt, so daß an den gegenüberliegenden Enden eines Durchmessers vom Rohr 10 Kanäle ausgebildet sind, welche sich in Längsrichtung des Rohres 10 erstrecken und die Einspritzöffnungen 11 bilden. Das Ende des Rohres 10 kann durch jede bekannte Vorrichtung zusammengedrückt werden. Die so gebildeten kanalartigen Einspritzöffnungen 11 weisen ähnliche Größe und ähnliche Gestalt auf. Gewünschtenfalls können sie auch unterschiedliche Größe besitzen. In diesem Fall weisen die öffnungen 11 einen tränenförmigen Querschnitt auf, dessen schmales Ende nach innen zur Längsachse des Rohres 10 hin gerichtet ist.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 weist vier rohrförmig ge, kanalartige Einspritzöffnungen 11 auf, welche parallel zueinander in einer Reihe angeordnet sind. Die Öffnungen 11 sind hergestellt, indem das Ende des Rolhres 10 von den gegenüberliegenden Seiten so zusammengedrückt ist, daß sich in Längsrichtung verlaufende Rillen 13 ergeben. Sie sich in Längerichtung erstreckenden Vertiefungen 14 der Rillen 13 auf einer Seite des zusammengedrückten Rohres 10 grenzen an die Vertiefungen 14 der Rillen 13 auf der gegenüberliegenden Stite vom Rohr 10 entlang eines Rohrdurchmesserβ an. Die Einepriteöffnungen 11 sind von Kanälen gebildet, welche zwiechen gegenüberliegenden Erhöhungen 15 der Rillen 13 auf beiden Selten des zusammengedrückten Rohrendea eingeschlossen sind. Qewünschtenfalle können drei oder mehr als vier parallele Sin-

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sprii " "friungen 11 in dieser Weise ausgebildet sein. Aus Fig. 2 gel utlich hervor, daß die äußeren Öffnungen 11 der Einspr-ic fnungsreihe jeweils einen etwa tränenformigen Querschnitt aufweisen, dessen schmaleres Ende nach innen zur Längsachse vom Rohr 10 gerichtet ist. Die dazwischen liegenden anderen beiden Öffnungen 11 weisen jeweils einen Querschnitt mit der Gestalt eines abgewandelten Ovals auf, wobsi die schmaleren Enden jeweils in einer Spitze auslaufen.

Sie Kraftstoffeinspritzdüsen nach Pig. 3 und 4- sind mit vier bzw. drei rohrförmigen, kanalartigen Einspritzöff nungen 11 versehen, welche um die Längsachse des Rohres 10 herum gegeneinander winklig versetzt angeordnet sind. In jedem Fall sind die Offnungen 11 von Kanälen gebildet, welche dadurch hervorgebracht sind, daß winklig gegeneinander versetzte Abschnitte 16 der Wand vom Rohr 10 derart nach innen gedrückt sirxl, daß diese Abschnitte 16 in der Mitte vom Rohr 10 aneinanderliegen und gegeneinander gepreßt sind. Biese Öffnungen 11 weisen gleichfalls jeweils einen tränenförmigen Querschnitt auf, dessen schmaleres Ende zur Mitte der Düse hin gerichtet ist.

Bei den in Pig. 3 und 4 wiedergegebenen Ausführungsformen sind die nach innen gedrückten Abschnitte 16 der Rohrwand um den gleichen Winkel auf dem Rohrumfang gegeneinander versetzt, so daß die Offnungen 11 ähnlich große Querschnitte aufweisen. Die Abschnitte 16 müssen jedoch nicht notwendigerweise so angeordnet sein, d.h. gleichmäßig über den Umfang vom Rohr 10 verteilt sein. Sind Öffnungen 11 unterschiedlicher Querechnittsgröße erforderlich, dann können die Abschnitte 16 in ungleichem Abstand voneinander auf dem Umfang vom Bohr 10 verteilt sein· Bei der Ansieht vom Abgabeende her weisen die Bohre nach Tig. 3 und 4 jeweils vier bzw. drei Nasen 17 traneaförmiger Qe st alt auf, welche von der Längsachse des

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Eohres 10 ausgehen und Jeweils eine Öffnung 11 im äußeren, wulstigen Abschnitt umfassen. Die Achsen der Öffnungen 11 erstrecken sich sowohl "bei der Düse nach Fig. 5 als aueii bei derjenigen nach Figo 4 parallel zur Längsachse vom Bohr 10. Es können mehr als vitx' Nasen 17, und demgemäß mehr als vier Einspritzöffnungen 11, erforderlichenfalls auf ähnliche Weise in einer Düse ausgebildet sein.

Die in Fig. 5 wiedergegebene Düse weist fünf Einspritgöffmingen 11. 11' auf und ist auf ähnliche Weise gebildet, wie die Düse nach Fig. 3, abgesehen davon, daß in diesem Fall die gleichmäßig über den Umfang vom Bohr 10 verteilten Abschnitte 18 der Rohrwand, welche nach innen gedrückt sind, sich in der Mitte vom Bohr 10 nicht treffen· Vielmehr grenzen die Abschnitte 18 in kurzer Entfernung vor- de:? Bohrmitte aneinander, so daß die Bohrmitte offen blclot und eine mittlere Öffnung 11* gebildet ist. Diese ist von vier Öffnungen 11 umgeben, welche jeweils im wülstigen Außenabschnitt einer von vier Nasen 19 eingeschlossen ist, welche jeweils mit der jeweils benachbarten Nase 19 einen Winkel von etwa 90° einschließen, d.h. um die Längsachse vom Bohr 10 gleichmäßig winklig verteilt sind, und jeweils tränenförmig ausgebildet sind. Die Achsen aller fünf Öffnungen 11, 11' sind parallv.1 zueinander angeordnet. Es können wiederum mehr als vier Nasen 19, und demgemäß mehr als vier öffnungen 11, um die mittlere Öffnung 11 · herum angeordnet sein. Wie bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 4 weist jede äußere Öffnung 11 einen tränenförmigen Querschnitt auf, dessen schmaleres Ende zur Mitte vom Bohr 10 hin gerichtet ist. Die mittlere Öffnung 11' besitzt im Querschnitt die Gestalt eines vierzackigen Sterns.

Die Bohre 10 aller vorstehend beschriebenen und in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsformen, weisen in praxi vorzugsweise eine Wandstärke von etwa 0,5 bis etwa 0,8 mm und

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einen Inndurchmesser von wenigstens etwa 6 mm auf. Die öffnungen 11, 11' sind vorzugsweise etwa 5 bis 6 mm lang.

In jedem Fall ist das den öffnungen 11 und gegebenenfalls 11' abgewandte Ende vom Rohr 10 so ausgebildet, daß das Rohr 10 damit mit dem Abgabeende einer nicht dargestellten Speiseleitung verbunden werden kann, welche von einer gleichfalls nicht dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe ausgeht. Über die Speiseleitung wird dem Rohr 10 Kraftstoff unter Druck zugeführt.

Diese Düsen spritzen lediglich Kraftstoff in die Brennkraftmaschinenzylinder, denen sie im Betrieb zugeordnet sind. Luft wird den Zylindern unabhängig davon zugeführt, beispielsweise über normals, von den Düsen getrennten Luftansaugeinrichtungen.

Es hat sich herausgestellt, daß bei allen beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Düsen dann, wenn ihnen Kraftstoff nit einem Druck zwischen etwa 1 und etwa 2 kg/cm zugeführt wird, sich ein feiner, gleichmäßig verteilter Strahl ausbildet, und zwar unmittelbar beim Austritt des Kraftstoffs aus den öffnungen. Dies hat festgestelltermaßen eine sehr gute Verbrennung und ein verbessertes Verhalten derjenigen Brennkraftmaschinen zur Folge, welche mit den erfindungsgemäßen Düsen bestückt sind.

Besonders gute Ergebnisse sind mit den beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Düsen bei Ein- und Zweitaktmotoren für Motorräder erzielt worden.

Die erfindungsgemäßen Düsen können sehr leicht und billig hergestellt werden.

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Claims

Ansprüche

1. Kraftstoff einspritzdüse mit mehreren Einspritzöffnungen, gekennzeichnet durch ein Metallrohr (1.0), welches an einem Ende derart nach innen verformt ist, daß Abschnitte (12; 14; 16; 18) der Rohrwand gegeneinander gedrückt sind, und das Rohrinnere in wenigstens zwei in Richtung der Rohrlängsachse verlaufende Kanäle aufgeteilt ist, welche jeweils eine rohrförmige Einspritzöffnung (11; 11') mit einem sich senkrecht zur Rohrlängsachse verjüngenden Querschnitt bilden.

2. Kraftstoff einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (11) parallel nebeneinander verlaufend in einer Reihe angeordnet sind.

3· Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren öffnungen (11) der Reihe jeweils einen tränenförmigen Querschnitt aufweisen.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei öffnungen (11) vorgesehen sind, wobei die innere öffnung (11) bzw. inneren öffnungen (11) jeweils einen ovalen Querschnitt aufweist bzw. aufweisen, welcher an den beiden schmaleren Seiten spitz zuläuft.

5. Kraftstoff einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei um die Längsachse vom Rohr (10) winklig versetzt angeordnete öffnungen (11) vorgesehen sind.

6. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß jede öffnung (11) einen tränenf örmigen Querschnitt aufweist, wobei d&s schmale Ende zur Rohrlängsachse hin gerichtet ist.

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7. Kraft stoff einspritzdüse nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzf·lehnet, daß auf bzw. im Bereich der Rohrlängsachse eine mittlere öffnung (11 ·) vorgesehen ist.