DE762041C - Fluessigkeitsgesteuertes Einspritzventil fuer Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• '-Flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil für Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einer in der Strömungsri.chtung.des Kraftstoffs entgegen dem Druck einer Schließfeder öffnenden Ventilnadel, die mit ihrer an derzuflußseitigen Nadelstirn befindlichen schmalen Sitzfläche in der Schließstellung die Zuflußbohrung abschließt.
• Def Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein den Kraftstoff gut zerstäubendes Einspritzventil zu erhalten. Diese Aufgabe ist bei Einspritzventilen der genannten Bauart dadurch schon gelöst worden, daß hinter der Nadelstirn am Nadelschaft ein Tauchkolben vorgesehen ist, dessen den Mündungsquerschnitt der. Zulaufbohrung übersteigender Querschnitt sofort nach Abheben der Nadel von ihrem Sitz dem Kraftstoff so lange eine zusätzliche Angriffsfläche darbietet, als der Tauchkolben seine Führung beim Hubspiel noch nicht verlassen hat. Diese Lösung erfordert jedoch eine genaue Passung und Bemessung des Tauchkolbens und ist deshalb teuer. Ein ebenfalls gut zerstäubendes, jedoch in der Herstellung einfacheres und damit billigeres Einspritzventil erhält man, wenn gemäß der Erfindung zwischen dem die schmale Sitzfläche umgebenden Teil der Nadelstirn und seiner Gegenfläche ein so kleiner Drosselspalt vorgesehen ist, daß der den Drosselspalt nach Abheben der Nadel vom Sitz' durchströmende Kraftstoff auf den die Sitzfläche umgebenden Teil der Stirnfläche infolge der Drossel-,virkung eine die Öffnungsbewegung der Nadel beschleunigende zusätzliche Kraft ausübt.
• In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. ' Abb. i zeigt das erste Beispiel im Längsschnitt; Abb. 2 stellt einen Ausschnitt aus Abb. i in stark vergrößertem Maßstab dar und Abb.3 den entsprechenden Ausschnitt für das zweite Beispiel.
• In einem Ventilkörper i gleitet eine Ventilnadel 2, die in der gezeichneten Stellung durch eine Schließfeder3 gegen einen Nippeid. gedrückt wird. Dabei liegt die Nadel a mit ihrer Sitzfläche 5 (Abb. 2) an der am Nippel d. vorgesehenen Gegensitzfläche 6 in einer radialen Breite s an und schließt die durch den Nippel führende Zulaufbohrung 7 an ihrer Mündung mit Durchmesser dl ab. Die Gegenfläche 6 ist eben und senkrecht zur Nadelachse angeordnet. Der die Sitzfläche 6 umgebende Teil der Nadelstirn, die Fläche ä, bildet mit der Gegenfläche 6 einen im Querschnitt keilförmigen Drosselspalt g mit Keilwinkel x. An die Stirnfläche schließt ein im Durchmesser abgesetzter Nadelteil io mit Durchmesser d., an, der eine Querbohrung i i enthält. Diese führt zu einer axialen Bohrung 1-z, die in eine die Schließfeder 3 aufnehmende ebenfalls axiale Bohrung 13 der Ventilnadel mündet. Die Ventilnadel gleitet in einer Bohrung 1.I des Ventilkörpers i, die um den Nadelhub lt länger ist als die Ventilnadel. Von der Bohrung 14 führt ein Kanal 15 zu Spritzlöchern 16.
• Der durch die nicht dargestellte Einspritzpumpe geförderte Kraftstoff drückt auf einen Kreisausschnitt mit Durchmesser d1 der Nadelstirn und hebt die Nadel von der Gegenfläche 6 zunächst um einen kleinen Hubteil ab. Da die Einspritzpumpe genügend rasch Kraftstoff nachfördert, entsteht beim Durchfließen des Kraftstoffs durch den Drosselspalt g nur ein geringer, nach außen zunehmender Druckabfall, so daß nun die im Öffnungssinn an der Nadel angreifende Kraft infolge der erheblich größeren, dem Kraftstoff gebotenen Angriffsfläche mit Durchmesser d., wesentlich größer ist. Der Durchmesser d. ist etwa dreimal so groß wie der Durchmesser di, die Sitzbreite s beträgt nur etwa o,5 mm. Dies hat zur Folgedaß die Nadelbewegung sehr stark beschleunigt wird, wodurch der Durchflußquerschnitt I am KLadelsitz rasch vergrößert wird, was zu einem Abfallen des hydraulischen Druckes auf den Schließdruck und dadurch zum Schließen des Ventils führt. Dieser Vorgang wiederholt sich mehrere Male während des gesamten Ein- j spritzvorgangs und erzeugt ein hörbares Schnarren des Einspritzventils als Zeichen eines, eine gute Zerstäubung herbeüührenden Zerhackens des Einspritzvorgangs.
• j Ein um so besseres Ergebnis wird erzielt, je kleiner der Spalt g, also der Winkel x gemacht wird. Befriedigende Ergebnisse erhält man noch bei einem Spalt, dessen Winkel x = 3- ist. Die untere Grenze des Spaltwinkels ist durch die wirtschaftlich noch tragbare Fertigungsgenauigkeit gegeben tznd liegt et«-a bei x = o' 1o'.
• Das zweite Beispiel (Abb. 3) unterscheidet sich vom ersten nur durch die Ausbildung des Drosselspaltes g. Der die Sitzfläche 5 unigebende Teil der Nadelstirn ist hier gegenüber der Sitzfläche um das -Maß a abgesetzt. Auch in diesem Fall erhält man ein um so besseres Ergebnis, je kleiner das 'Maß a gemacht wird. Die untere Grenze ist wie beim ersten Beispiel durch die wirtschaftlich noch tragbare Fertigungsgenauigkeit gegeben und liegt etwa bei ca = o,o5 mm. Die obere Grenze, bei der noch ein befriedigendes Ergebnis erzielt wird, ist eine Spaltbreite a = 0,2 mm.
• In beiden Beispielen gelten die großen Werte der Spaltbreite für größere und die kleineren Werte für kleinere radiale Spaltlängen. Die Spaltbreite gleich Null, d. h. die Sitzbreite S = 1/e (d; dj ) zu machen, würde unwirtschaftlich hohe Fertigungskosten mit sich bringen, weil eine vollständige Auflage auf dieser großen Sitzbreite notwendig wäre, um die beabsichtigte Wirkung einigermaßen zu erreichen. Diese ergibt sich aber nur dann, wenn die nach dem Abheben der 'Nadel wirksame Fläche größer ist als vor dem Abheben. Aber selbst bei einer derart breiten Sitzfläche wird die beabsichtigte Wirkung nicht sicher erreicht, weil beim Schließvorgang Kraftstoffspuren zwischen Nadelsitzfläche und Gegenfläche zurückbleiben und das dichte Aufsitzen verhindern. Um die beabsichtigte Wirkung bei der beschriebenen Ventilbauart mit Sicherheit zu erreichen, ist es daher notwendig, einerseits die Sitzbreite nicht zu groß, höchstens 0,7 mm, zu machen und andererseits den anschließenden Spalt eng genug zu gestalten, daß sich beim Durchquetschen des Kraftstoffs noch eine ausreichend große, im Oifnungssinn wirkende zusätzliche Kraft ergibt.

Claims (3)

1. PATE-XT3\SPRÜCHE: i. Flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einer in der Strömungsrichtung des Kraftstoffs entgegen dem Druck einer Schließfeder öffnenden Ventilnadel, die mit ihrer an der zuflußseitigen Nadelstirn befindlichen schmalen Sitzfläche in der Schließstellung die Zuflußbohrung abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem die schmale Sitzfläche. umgebenden Teil der Nadelstirn und seiner Gegenfläche ein so kleiner Drosselspalt vorgesehen ist, daß der den Drosselspalt nach Abheben der Nadel vom Sitz durchströmende Kraftstoff auf den die Sitzfläche umgebenden Teil der Stirnfläche infolge der Drosselwirkung eine die Öffnungsbewegung der Nadel beschleunigende zusätzliche Kraft ausübt.
2. 2. Flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Sitzfläche höchstens o,7 mm beträgt.
3. 3. Flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselspalt einen gegen die Mantelfläche der Nadel geöffneten Winkel von o° ro' bis 3° bildet. q.. Flüssigkeitsgesteuertes Einspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselspalt eine gleichbleibende Breite von 0,05 mm bis o,2 mm hat.