DE873011C

DE873011C - Einspritzduese fuer Dieselmotoren

Info

Publication number: DE873011C
Application number: DEA15349A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Bek
Original assignee: Adolph Saurer AG
Current assignee: Saurer AG
Priority date: 1951-04-24
Filing date: 1952-03-13
Publication date: 1953-04-09

Description

Einspritzdüse für Dieselmotoren Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für Dieselmotoren, bei welcher der mit einer,oder mehreren Spritzöffnungen versehene und mit seiner Spitze in den Brennraum hineinragende Düsenvorsatz auch die Sitzfläche für die Auflage der Einspritzdüse im Zylinderkopf aufweist, und hat zum Ziel, bei thermisch hochbelasteten Maschinen eine gute Wärmeabfuhr aus der Einspritzdüse zu gewährleisten und die Düse vor :einem großen Wärmeeinfall zu schützen.
Eine solche Düse bekannter Bauart ist in Fig. i der Zeichnung dargestellt. In Fig. i ist im Zylinderkopf i die vom Kühlwasser umspülte, aus gut-wärmeleitendem Material, z. B. Kupfer, bestehende Einsatzhülse 2 eingewalzt. Die eigentliche Düse besteht zur Hauptsache aus dem Düsenkörper 3 mit dem- Nadelführungsstück 4 und der Düsennadel 5, welche durch die Feder 6 ,auf ihren Sitz 7 gepreßt wird, und dem Düsenvorsatz B. Der obere Abschluß der Düse wird durch das Zwischenstück g und die Überwurfmutter io gebildet. Die Überwurfmutter i i, mit welcher der Düsenvorsatz 8 dichtend gegen den Düsenkörper 3 gepreßt wird, bildet gleichzeitig die kegelige Sitzfläche 12 der Düse im Zylinderkopf. Diese Sitzfläche könnte natürlich auch flach ausgebildet sein. Die übenvurfm-utber i i weist die hülsenförmige Verlängerung 13 :auf, die den Düsenhals i ¢ des Düsenvorsatzes 8 mit Spiel umschließt und die Düse vor dem Wärmeeinfall durch Leitung und Strahlung aus dem Zylinderraum 15 schützt.
Diese bekannte Anordnung hät den Nachteil, daß die mit <der Übenvurfmutter i i aus einem Stück bestehende Wärmeschutzhülse 13 nicht aus einem Material mit bestmöglichen W.ärmeleiteigenschaften mechanisch hergestellt werden kann, weil aus FestigkeitsgTänden nur Stahl ,i.n. Betracht kommt. Die Hülse 13 wird daher zu heiß und verliert ihre Wirkung, . weil durch Strahlung von, ihr aus. doch Wärme Sam den Düsenhals 14 übertragen wird und somit die Dü siennadel 5 selbst beheizt wird.
Ferner hat die in das Vorderteil des Halses 1 4. des Düsenvorsatzes 8 eindringende Wärme einen ziemlich langen Weg bis zur Sitzfläche 12 der Düse in der im Zylinderkopf i eingewalzten, vom Kühlwasser umspülten Hülse 2 zurückzulegen. Auf diesem Weg ward der Wärmefluß zudem noch durch die zwischen Düsenvorsatz 8 und überwurfmutter i i bestehende Trennung gebremst.
Zur Verbesserung des Wärmeflusses an das Kühlwasser wurde daher schon vorgeschlagen, die Trennung des Düsenvorsatzes und der überwurfmutter zu vermeiden, d. h. die überwurfmutter und den ,Düsenvorsatz aus einem Stück zu fertigen. Dies führt zu Düsenausführuggen, bei welchen der mit den Spritzlöchern versehene Düsenvorsatz ;auch die Auflage der Einspritzdüse im Zylinderkopf bildet. Damit ist eine .gewisse Verbesserung der W.ärmeableitverhältnisse gegenüber der Ausführung entsprechend Fig. i mit getrenntem Düsenvorsatz und Überwurfrnutter -erzielt. Bei, diesem Düsenaufbau muß aber die .ganze in das Düsenvorderteil einfallende Wärme im Düsenhals selbst abgeleitet werden. Dia zudem der Düsenhals laus Haltbarkeitsgründen und Festigkeitsgründen aus Strahl mit relativ schlechten Wärmeleiteigenschaften besteht, wird das Düsenvorderteil, trotzdem es zugleich die Sitzfläche der Düse im Zylinderkopf bildet, erfahrungsgemäß noch zu heiß, und für hohe thermische Belastung ist ialuch diese Ausführung noch ungenügend.
Optimale Verhältnisse werden bei der Düse gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erzielt, daß auf dem Hals. des Düsenvorsatzes eine Hülse aus :gut wärmeleitendem Material ,aufgewalzt ist, welche gleichzeitig auch die Sitzfläche für die Düse bildet. Die Hülse aus gut wärmeleitendem Material kann dabei auf der ganzen Länge mit Preßsitz am zylindrischen Hals des Düsenvorsatzes anliegen oder nur in der Nähe des Düsensitzes, darunter aber, gegen den Brennraum zu, den Düsenhals mit Spiel umschließen, so daß die Hülse dort als Strahlungsschutz wirkt. Vorteilhaft ist zur besseren Verankerung der wärmeleitenden Hülse am Düsenhals letzterer unterhalb der Sitzpartie mindestens mit ;einer Nut oder mindestens mit einer schmalen Rippe versehen, in bzw. über welche das Material der Hülse gewalzt wird. Die Hülse kann ,auch am unteren Ende eingezogen sein und eine möglichst große Fläche des. Düsenvorderendes mit Spiel umschließen und dieses Ende bestmöglichst vor Wärmeeinfall schützen.
Die Fig.2, 3, 4 und 5 der Zeichnung zeigen beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegehistandes Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform _ einer Einspritzdüse im Axialschnitt; Fig.3 zeigt- den unteren Teil der Düse nach Fig. 2 in größerem Maßstab; Fig. ¢ zeigt eine zweite Ausführungsform einer Düse ebenfalls im Axialschnitt; und Fig.5 zeigt in größerem Maßstab eine abgeänderte Ausführungsform des unteren äußeren T°iles der Düse mach Fig. 2.
In Fig.2 ist mit i der Zylinderkopf und mit die Einsatzhülse, welche in den Zylinderkopf eingewalzt ist, bezeichnet. Der Düsenhals 20 weist Rippen 27 auf und bildet mit dem Düsenkörper 21 ein. Stück: Im Düsenkörper 21 sind die Düsennadel 22, die zugleich als Spaltfilter ausgebildete NadelführUng 23 und die Schließfeder 24 untergebracht. Die Schließfeder 24 preßt die Düsennadel 22 auf ihren Sitz in der unteren Endpartie des Düsenhalses 2o. Der obere Teil der Düse besteht aus dem der Brennstoffzuführung dienenden Zwischenstück 25 und der überwurfmutter 26.
Entsprechend den Ausführungen nach den Fig.2 und 3 ist die Hülse 40 aus gut wärmeleitendem Material, z. B. Kupfer, auf den Düsenhals 2o gewalzt und bildet gleichzeitig die Sitzfläche 41 für die Düse. Diese Hülse transportiert @die aus dem Brennraum 15 durch Leitung und Strahlung in sie sowie in das Vorderende 42 der Düse eindringende Wärmemenge direkt in die Sitzpartie der Düse und von dort an die gekühlte 2 im Zylinderkopf i.
Dias zum Transport der in das Vorderende 42 der Düse aus dem Brennraum 15 einfallenden Wärmemenge erforderliche Temperaturgefälle wird bei Anwendung einer solchen Hülse;, z. B. aus Kupfer, wesientlich kleiner als ohne eine solche, hat doch Kupfer eine Wärmeleitzahl, die acht- bis zehnmal so groß ist wie diejenige der für Düsen verwendeten Stahlqualitäten. Das. Vorderteil der Hülse und der Düse wird also bei Anwendung einer solchen wärmeleitenden Hülse wesentlich kühler bleiben.
Die Hülse 40 liegt nur in der Nähe des Düsensitzes 41 am Düsenhals 20 an, darunter aber, gegen den. Brennraum 15 zu, umgibt sie den Düsenhals 20 mit Spiel und wirkt demzufolge als Wärmeleitorgan Biowie gleichzeitig als Strahlungsschutz. Ein solcher Strahlungsschutz ;aus Kupfer bleibt aus den obigen Gründen wesentlich kühler wie der in Fig. i gezeigte Schutz aus Stahl.
Die Wirksamkeit der Hülse 40 als Strahlungsschutz wird dadurch erhöht, daß sie am unteren äußeren Ende 44 eingezogen ist und .eine möglichst große. Fläche des Vorderendes der Düse mit Spiel umschließt. Damit wird das den Brenngasen @ausgesetzte Düsenvorderteil 42 bestmöglichst vor Wärmeeinfall geschützt. Die in die Hülse 40 aus dem Brennraum 15 eindringende Wärme wird von dieser ohne großen Widerstand mit relativ kleinem Tempematurgefälle in die Sitzpartie transportiert und von dort über die kupferne Einsatzhülse 2 direkt ans Kühlwasser. Die in die Düsenspitze selbst eindringende Wärmemenge ist in diesem Fall :dann ,nur noch sehr klein, da die der Strahlung und W.ärmeleitung ausgesetzte Fläche sehr klein ist. Da die Strahlungsschutzhülse 40 wegen der guten Wärmeleitverhältnisse des für sie verwendeten Materials kühl bleibt, ist die in den Düsenhals 2o neinstrahlende Wärmemenge ebenfalls sehr klein und kann in diesem :ohne großes Temperaturgefälle an die Einwalzstelle der Kupferhülse 40 und von hier an die Sitzpartie 41 und die wassergekühlte Hülse 2 transportiert werden. Damit ist eine bestmögliche Kühlhaltung des Düsenvorderteils erreicht.
Fig.4 zeigt gegenüber Fig.2 einen etwas anderen Aufbau der eigentlichen Düse. Der Düsenhals 30 ist mit Nuten 38 versehen und bildet mit dem "Düsenkörper 31, welcher zugleich die Führung für die Nadel 32 bildet, ein Stück. Das der Brennstoffzuführung dienende Abschlußsfück 33 wird mit dem Düsenkörper 31 durch die Gewindehülse 33 zusammengehalten, wobei das als Spaltfilter ausgebildete Zwischenteil 34 danvischengeklemmt ist, welches die Schließfeder 36 enthält. Die Hülse 4o ist in gleicher Weise wie in Fig.2 und 3 ,auf den Düsenhals 3o aufgewalzt, wobei das Material dieser Hülse in die Nuten 38 :eingewalzt wird.
Fig.5 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher im Gegensatz zu den Fig. 2 bis ¢ :eine Hülse 43 aus Kupfer auf der ganzen Länge mit Preßsitz ,am zylindrischen Düsenhals 2o anliegt und nur als Wärmeleitorgan dient. Die Ausbildung der Düse ist sonst gleich wie beim Beispiel nach Fig. 2.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einspritzdüse für Dieselmotoren, bei welcher der mit einer oder mehreren Spritzöffnungen versehene und mit seiner Spitze in den Brennraum hineinragende Düsenvorsatz auch die Sitzfläche für die Auflage der Einspritzdüse im Zylinderkopf .aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Hals dieses D:üse,nvorsatzes eine Hülse aus gut wärmeleitendem Material aufgewalzt ist, welche gleichzeitig auch die Sitzfläche für die Düse bildet.
2. Einspritzdüse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Hals des Düsenvorsatzes aufgewalzte Hülse aus Kupfer besteht.
3. Einspritzdüse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus gut wärmeleitendem Material auf der ganzen Länge mit Preßsitz am zylindrischen Hals des Düsenvorsatzes anliegt.
4. Einspritzdüse nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus gut wärmeleitendem Material nur in der Nähe des Drüsensitzes mit Preßsitz am Hals des Düsenvorsatzes anliegt, -darunter aber, gegen den Brennraum zu, den Düsenhals mit Spiel umschließt, so daß diese Hülse dort als Strahlungsschutz wirkt.
5. Einspritzdüse nadh den Ansprüchen 1, 3 und ¢, :dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Verankerung der wärmeleitenden Hülste am Düsenhals dieser letztere außerhalb der Sitzpartie mindestens eine Nut trägt, in die :das Material der Hülse eingewalzt wird.
6. Einspritzdüse nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, :dadurch gekennzeichnet, daß zur besseren Verankerung der wärmeleitenden Hülse am Düsenhals dieser letztere außerhalb der Sitzpartie mindestens eine schmale Rippe trägt, über die das Material der Hülse gewalzt wird.
7. Einspritzdüse nach den Ansprüchen i und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse am äußeren Ende eingezogen ist und eine möglichst große Fläche des Düsenvorderendes mit Spiel umschließt und dieses letztere bestmöglich vor Wärmeeinfall schützt.