EP0118816B1

EP0118816B1 - Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: EP0118816B1
Application number: EP84101906A
Authority: EP
Inventors: Kurt Seifert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-03-04
Filing date: 1984-02-23
Publication date: 1986-01-29
Also published as: US4572434A; JPS59168261A; DE3307671A1; EP0118816A1; DE3460028D1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Patentanspruches 1. Bei diesen Einspritzdüsen kann durch entsprechende Abstimmung der Stützfeder gegenüber dem Dämpfungsbeiwert die Dämpfungswirkung druckabhängig begrenzt werden. Das ist in manchen Fällen im hohen Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine erwünscht, wenn die Rückführfeder die Kappe bzw. das von ihr beaufschlagte Teil bis zu Beginn des nächsten Einspritzvorganges in die Ausgangsstellung zurückführen kann. Bei den bekannten Einspritzdüsen der eingangs genannten Gattung sind die Kappe und die Stützfeder in einem Käfig gefangen, welcher zwischen zwei gehäusefesten Anschlägen verschiebbar geführt und von der Rückführfeder als ganzes gegen den einen dieser Anschläge gedrückt ist. Diese Ausführung erleichtert den Zusammenbau, benötigt jedoch den Käfig als zusätzliches Teil (EP-A-0084662 nach Art. 54 (3) des EPÜ). Die erfindungsgemässe Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 ist einfacher als die bekannte Anordnung, weil ein Käfig für die Stützfeder und die Kappe entfällt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel und in Fig. 2 ist eine Variante der Ausführung nach Fig. 1 dargestellt.
Die Einspritzdüse hat einen Düsenkörper 10, der durch eine Überwurfmutter 12 an einem Düsenhalter 14 festgespannt ist. Zwischen dem Düsenkörper 10 und dem Düsenhalter 14 ist eine Hülse 16 angeordnet, welcheeinen nach innen gerichteten Kragen 18 hat, der eine Kammer 20 von einer Kammer 22 im inneren der Einspritzdüse abteilt. lm Düsenkörper 10 ist ein Ventilsitz 24 gebildet und eine Ventilnadel 26 verschiebbar gelagert, deren Dichtkegel 27 von einer Schliessfeder 28 gegen den Ventilsitz 24 gedrückt ist. Die Schliessfeder 28 stützt sich am Düsenkörper 10 ab und greift über ein Flanschteil 30 an einer Stützscheibe 32 an, die sich ihrerseits an einer Schulter 34 der Ventilnadel 26 abstützt.
Der Düsenhalter 14 enthält eine Zulaufbohrung 36, welche in die Kammer 20 einmündet, die über einen von dem Kragen 18 umgebenen Durchbruch 38 mit der Kammer 22 verbunden ist. Aus dieser führt eine Bohrung 40 im Düsenkörper 10 in einen Ringraum 42, der zwischen der zentralen Bohrungswand des Düsenkörpers 10 und dem Mantelumfang eines im Durchmesser verkleinerten Abschnittes 44 der Ventilnadel 26 gebildet ist und unmittelbar bis vor den Ventilsitz 24 reicht. Zwischen dem Flanschteil 30 und dem Düsenkörper 10 ist in der dargestellten Schliesslage ein Abstand hg vorhanden, welcher dem Gesamthub der Ventilnadet 26 entspricht. Die Ventilnadel 26 wird vom Kraftstoffdruck entgegen der Schliessfeder 28 nach aussen in Öffnungsrichtung verschoben, bis der Flanschteil 30 am Düsenkörper 10 anschlägt. Beim Schliessen des Ventils führt die Schliessfeder 28 die Ventilnadel 26 nach innen in die dargestellte Schliesslage zurück.
An die Schulter 34 der Ventilnadel 26 schliesst sich ein kolbenförmiger Ansatz 46 an, welcher durch den Durchbruch 38 hindurchtritt und in die Kammer 20 ragt. Der Durchmesser des kolbenförmigen Ansatzes 46 entspricht dem Führungsdurchmesser der Ventilnadel 26. Auf den Ansatz 46 ist eine Kappe 48 mit vorgegebenem Radialspiel aufgesetzt, welche eine durchgehende Bohrung 50 und einen Flanschrand 52 hat. An diesem greift eine Stützfeder 54 an, welche sich auf dem Kragen 18 abstützt und die Kappe 48 gegen Schultern 56 am Düsenhalter 14 drückt. Der vom Flanschrand 52 abgekehrte Endabschnitt 58 der Kappe 48 hat einen Aussendurchmesser, der kleiner als der Innendurchmesser des Kragens 18 ist.
In die Bohrung 50 der Kappe 48 taucht ferner mit vorgegebenem Radialspiel ein Schliesskörper 60 ein, der mit einem Ringbund 62 versehen ist. An diesem greift eine Rückführfeder 64 an, die sich an einer Ringschulter 66 des Düsenhalters 14 abstützt. Zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten des kolbenförmigen Ansatzes 46 und des Schliesskorpers 60 ist ein mit Kraftstoff gefüllter Dämpfungsraum 68 gebildet welcher über das den Ansatz 46 umgebende Radialspiel in der Bohrung 50 gedrosselt mit dem Hauptströmungsweg des Kraftstoffs verbunden ist Dieser führt von der Zulaufbohrung 36 über die Kammer 20 und den Durchbruch 38 in die Kammer 22, von wo der Kraftstoff über die Bohrung 40 im Düsenkörper 10 und den Ringraum 42 zum Ventilsitz 24 gelangt.
Die Einspritzduse arbeitet wie folgt:

Am Beginn eines Einspritzvorganges nehmen die Teile die gezeigte Lage ein, in welcher die Kappe 48 an die Schultem 56 des Düsenhalters 14 angedrückt ist und der Ringbund 62 des Schliesskörpers 60 auf der oberen Stirnseite der Kappe 48 aufliegt. In dieser Stellung hat der Dämpfungsraum 68 sein Kleinstes Volumen. Bei ansteigendem Kraftstoffdruck entsteht eine Druckdifferenz zwischen dem Dämpfungsraum 68 und der Kammer 20, weil die Kappe 48 wegen der Einwirkung der Stützfeder 54 der Bewegung der Ventilnadel 26 zunächst nicht folgen kann und der Kraftstoff über das Radialspiel um den Ansatz 46 und gegebenenfalls den Schliesskörper 60 herum nur verzögert in den Dämpfungsraum 68 gelangt. Die Stützfeder 54 ist so ausgefegt, dass im Leerlauf und im mittleren Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine die Druckdifferenz die Vorspannung der Stützfeder 64 nicht zu überwinden vermag, so dass die Dämpfung über den gesamten Nadelhub wirksam ist.

Im oberen Drehzahlbereich steigt die Druckdifferenz zwischen der Kammer 20 und dem Dämpfungsraum 68 soweit an, dass die Vorspannkraft der Stützfeder 54 überwunden wird. Darauf folgt unter Zusammendrücken der Stützfeder 54 die Kappe 48 der Ventilnadel 26, wodurch die Dämpfungswirkung nicht mehr weiter verstärkt wird. Durch entsprechende Wahl bzw. Einstellung der Stützfeder 54 kann so die Dämpfungswirkung auf ein gewünschtes Mass druckabhängig begrenzt werden. Beim Schliesshub der Ventilnadel 26 weicht zunächst die Kappe 48 und der Schliesskörper 60 unter Entspannung der Stützfeder 54 und Spannung der Rückführfeder 64 nach oben aus, bis die Kappe 48 zur Anlage an den Schultern 56 kommt. Während des nun folgenden restlichen Schliesshubes der Ventilnadel 26 drückt der Ansatz 46 über das im Dämpfungsraum 68 eingeschlossene Kraftstoffpolster den Schliesskörper 60 unter weiterem Zusammendrücken der Rückführfeder 64 nach oben weg. Die Rückführfeder 64 ist so bemessen, dass einerseits die Ventilnadel 26 ihren restlichen Schliesshub ohne nennenswerte Behinderung ausführen kann und dass andererseits die in den Dämpfungsraum 68 eingeströmte Kraftstoffmenge bis zum Beginn des nächsten Öffnungshubes der Ventilnadel 26 bis auf das dargestellte Restvolumen aus dem Dämpfungsraum 68 herausgedrückt ist.
Bei der Variante nach Fig. 2 hat ein kolbenförmiger Ansatz 46' deτ VentilnadeI einen kegelstumpfförmigen Stirnansatz 70, auf welchen der Schliesskörper 60 in der Schliessstellung der Ventilnadel aufsitzt. In dieser Stellung hat der Ringbund 62 des Schliesskörpers 60 zur oberen Stirnseite der Kappe 48 einen Abstand h" der einem ungedämpften Vorhub entspricht.
Während dieses Vorhubs h_v folgt der Schliesskörper 60 der Ventilnadel bzw. dem Ansatz 46', wobei die'Bewegung der Ventilnadel ungedämpft erfolgt. Dadurch ist erreicht, dass zu Beginn eines jeden Einspritzvorgangs ein Vorstrahl mit einer ausreichend grossen Kraftstoffmenge ausgespritzt wird. Nach dem Aufsetzen des Schliesskörpers 60 auf die Kappe 48 wird die weitere Bewegung der Ventilnadel in der beschriebenen Weise gedämpft.

Claims

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einer von einer Schliessfeder (28) belasteten und in Strömungsrichtung des Kraftstoffs öffnenden Ventilnadel (26), die mit einem Kolben (46) verbunden ist, der einen mit Kraftstoff gefüllten Dämpfungsraum (68) begrenzt, welcher beim Öffnungshub der Ventilnadel (26) nur über einen Drosselkanal mit dem Hauptströmungsweg des Kraftstoffs verbunden und in einer auf den Kolben (46) aufgesteckten Kappe (48) gebildet ist, die zur Seite der Spritzöffnung hin über eine vorgespannte Stützfeder (54) am Düsengehäuse abgestützt ist und einen nach der anderen Seite hin gegen die Kraft einer Rückführfeder (64) auslenkbaren Wandabschnitt (60) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (48) und die Stützfeder (54) zwischen Schultern (18, 56) des Düsengehäuses gefangen sind und dass der gegen die Kraft der Rückführfeder (64) auslenkbare Wandabschnitt der Kappe (48) ein an bzw. in der Kappe (48) verschiebbar geführter Schliesskörper (60) ist.

2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (48) eine durchgehende Bohrung (50) hat, in welche von der einen Seite der Kolben (46) mit Drosselspiel und von der anderen Seite der Schliesskörper (60) eintaucht, und dass der Dämpfungsraum (68) zwischen den einander zugekehrten Stirnseiten des Kolbens (46) und des Schliesskörpers (60) in der Bohrung (50) gebildet ist.

3. Einspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselkanal durch das Radialspiel zwischen der Wand der Bohrung (50) der Kappe (48) und dem Kolben (46) und/oder dem Schliesskörper (60) gebildet ist.