EP0980474B1 - Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende brennkraftmaschinen - Google Patents

Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0980474B1
EP0980474B1 EP98936237A EP98936237A EP0980474B1 EP 0980474 B1 EP0980474 B1 EP 0980474B1 EP 98936237 A EP98936237 A EP 98936237A EP 98936237 A EP98936237 A EP 98936237A EP 0980474 B1 EP0980474 B1 EP 0980474B1
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EP
European Patent Office
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sleeve
section
valve stem
fuel injection
injection nozzle
Prior art date
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EP98936237A
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Karl Hofmann
Friedrich Boecking
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02M61/10—Other injectors with elongated valve bodies, i.e. of needle-valve type
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    • F02M2200/00—Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/28—Details of throttles in fuel-injection apparatus

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector for Self-igniting internal combustion engines with one Nozzle body, in the bottom of which a blind hole conical seat is formed by the Spray openings, and with a valve needle, with a guide section in the entrance area of the Blind hole against a closing force and against the fuel flow direction slidably guided is and the end one at the guide section subsequent valve stem one with the seat cooperating closing cone, the Valve stem on the circumference of an annulus for the Fuel supply limited.
  • Fuel injectors go out of the DE-OS 37 34 587 and from the German utility model 93 01 992.0.
  • An object according to claim 1, first part is from US-A-3368 761 known.
  • German utility model 93 01 992.0 emerging fuel injector is replaced by a Guide sleeve which surrounds the valve shaft and the a conical front and in her the conical end section close to several has conical front-facing recesses, prevents the locking cone from playing or an eccentricity of the valve needle or at the valve needle acting side forces at small Opening stroke or part of the pre-stroke Covering spray holes completely or partially, causing results in an impairment of the combustion process.
  • the invention is therefore based on the object generic fuel injector such to further develop that mentioned above Manufacturing tolerances especially in the area of Pre-strokes do not adversely affect the injection process impact and that at least at the start of spraying slowly increasing injection is reached.
  • a throttle device is provided at the one in the annulus against the restoring force a spring axially displaceable sleeve is arranged, which with a conical front on the outer ring surface of the conical seat. It is particularly advantageous if in the sleeve at least two by axial displacement of the valve needle sequentially controllable openings with different opening cross-section are provided.
  • a sleeve has in particular the very large one Advantage on that they are not just simple is easy to manufacture, but in particular is also to be installed outside the nozzle body.
  • An advantageous embodiment provides that a first opening above one on the valve stem trained control edge in the jacket of the sleeve and a second opening with a smaller opening cross-section than that of the first opening below that on the Valve stem trained control edge are arranged.
  • the one provided in the conical end face Opening takes over an initial throttling, whereas the opening provided in the jacket through Axial displacement of the valve needle one Decrease in throttle cross-section dependent on valve needle stroke allows.
  • the opening provided in the jacket can an elliptical, oval, round, three, four or have a polygonal shape.
  • Another advantageous embodiment provides that in the annulus against the restoring force of a Spring an axially displaceable sleeve is arranged, which with a conical front on the outer ring surface of the conical end face and that the sleeve is opposite in the valve stem at least one cooperating with the sleeve Recess is arranged, the opening cross section at the facing the guide portion of the valve needle End of the sleeve steadily towards the conical seat increases.
  • the sleeve is special simple and with few manufacturing steps produced.
  • FIG. 1 The lower section of a fuel injector for Self-igniting internal combustion engines is shown in FIG. 1 the left half of the picture, but this is only the should illuminate technical background and none Illustrates embodiment of the invention.
  • a valve needle axially slidably arranged with a (not shown) guide section in the entrance area of Blind hole against a closing force and against the fuel flow direction axially displaceable is led and which in the end one to the Guide section adjoining valve stem 10 a closing cone 12 interacting with the seat surface 32 having.
  • the valve stem 10 delimits one on the circumference Annulus 40, which is the supply of fuel serves.
  • a throttle device changeable throttle cross section arranged by which depends on the axial displacement of the Valve needle the injection quantity is variable.
  • the Throttle device includes one in the annulus on the Nozzle body 30 trained shoulder 31 and a the valve stem 10 of the valve needle slightly downstream control edge 20 to which downstream two conical surfaces 21, 22 with connect different cone angles.
  • throttle device changeable throttle cross section The function of such a throttle device changeable throttle cross section is as follows: First becomes a first throttle cross section through the distance between the shoulder 31 and the control edge 20 and thus between the shoulder 31 and the valve stem 10 realized.
  • the throttle cross-section initially changes as long not until the control edge 20 has a Ü in FIG has performed designated lifting movement and Control edge runs over shoulder 31.
  • the first conical surface 21 of the shoulder 31 opposite, which due to its conicity with a further axial displacement of the valve needle to one Decrease in throttle cross section leads.
  • FIG. 3 and Fig. 3a Another fuel injector with a Throttle device with variable Throttle cross section, which in particular in Injection nozzles for common rail injection systems for Application is shown in Fig. 3 and Fig. 3a and is also only intended to provide the technical background show and represents no embodiment of the Invention.
  • Fig. 3 are those elements that with those of 1 and 2 fuel injectors shown are identical, provided with the same reference numerals, so that regarding their description to the Explanations related to these fuel injectors is taken.
  • the common rail fuel injector shown in FIG. 3 differs by the used in common rail nozzles, known per se Valve seat.
  • the one shown in Fig. 3 Fuel injector also differs from those shown in Figs. 1 and 2 Fuel injectors in that the on the Valve needle 10 formed control edge 20 on the Valve body 30 trained shoulder 31 in essentially directly with a distance d1 opposite.
  • the control edge 20 closes a cone surface 23, the cone angle of which is smaller is than the angle ä2 of the closing cone.
  • Fuel injector is as follows: First, the Closing cone 12 slightly from the valve seat 32, whereby there is a gap between the closing cone 20 and forms the valve seat 32, the width of which is smaller than the distance d1 between the control edge 20 and the Shoulder 31. Because of these distance ratios first forms the gap between the closing cone 12 and the valve seat 32 a throttle. Another The gap becomes increasingly axial movement of the valve needle between the shoulder 31 and the control edge 20 on the Valve stem 10 continuously larger, approximately until the control edge 20 adjoining conical surface 23 along the shoulder 31 moved, i.e. until the valve needle 10 has an axial stroke Height h1. This will start with a Flat increase in injection quantity with increasing stroke the valve needle, which after passing through the Axial strokes of size h1 with increasing axial stroke gets bigger.
  • Embodiments of throttle devices for Fuel injectors are shown in FIGS. 4 and 5 as each shown half-sectional view.
  • Embodiments are those elements that with those of those described above Fuel injectors are identical to the same Provide reference numerals so that with respect to their Description on the comments on the above described fuel injection nozzles becomes.
  • the shown in Figs. 4 and 5 Embodiments differ from those in Fig. 1 to 3 shown fuel injectors, that instead of training a shoulder 31 in the Annulus 40 in this one against the restoring force a spring (not shown) axially displaceable Sleeve 50 is arranged with a conical trained end face on the outer ring surface 32a the conical seat 32 rests.
  • valve stem 10 sequentially controllable openings 52, 53 provided, the first opening 52 in the jacket of the Sleeve 50 is arranged and the second opening 53 the conical end face 51, for example is provided in the form of grooves.
  • a control edge 70 is provided, which at closed fuel injector in one predetermined distance Ü below the first opening 52 is arranged with a larger opening cross-section.
  • Such a fuel injector acts in the conical end face 51 provided opening 53 initially as a throttle, which at a slight Axial displacement of the valve stem 10 through the opening cross section of the second opening 53 certain injection quantity leads.
  • Another Axial displacement of the valve stem 10 runs over the Control edge 70 in the jacket of the sleeve 50th arranged opening 52 with a larger opening cross section, whereby the amount of fuel injected with increasing stroke movement of the valve stem 10 is continuously increasing.
  • the one in Fig. 4 on the right half of the picture illustrated embodiment are the two Openings of different cross sections each formed a row of holes 61, 62, the downstream hole row 61 a smaller one Total cross section has as the upstream horizontal row of holes 62.
  • control edge 70 lies between the first and second row of holes 61, 62.
  • Fig. 5 on the left half of the picture Embodiment differs from that in Fig. 4 illustrated embodiment in that the Sleeve 50 opposite in valve stem 10 several recesses cooperating with the sleeve 50 80 are arranged, the opening cross-section on the the cone 12 facing away and one (not shown) guide portion of the valve needle facing end of the sleeve 50 to the conical seat steadily increasing.
  • This area 81 represents one Throttle with variable throttle cross section represents the by a stroke movement of the valve stem 10 is continuously reduced.
  • the illustrated embodiment is the sleeve 50 trained in such a way that Axial displacement of the valve needle and thus the Valve stem 10 can be taken through the valve stem 10 is.
  • the valve stem 10 has a shoulder 17 on which engages a projection 57 of the sleeve 50.
  • the sleeve 50 has a conical shape Recesses 55 that are open toward the end face 51 which represent a throttle cross section, the with increasing axial displacement of the valve stem 10 decreases.
  • the Projection 57 so far from the Valve needle 10 trained shoulder 17 arranged, that the sleeve 50 first with a lifting movement of the Valve needle is not taken. In this case is the amount of fuel injected that in the conical end face 51st formed openings 55, which have a throttle function exercise, led.
  • the distance of the protrusion 57 over the shoulder 17 corresponds to a preliminary stroke of Fuel injector.

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende Brennkraftmaschinen mit einem Düsenkörper, bei dem im Grund einer Sackbohrung eine konische Sitzfläche gebildet ist, von der Spritzöffnungen ausgehen, und mit einer Ventilnadel, die mit einem Führungsabschnitt im Eingangsbereich der Sackbohrung entgegen einer Schließkraft und entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung verschiebbar geführt ist und die am Ende eines an den Führungsabschnitt anschließenden Ventilschafts einen mit der Sitzfläche zusammenwirkenden Schließkegel hat, wobei der Ventilschaft umfangsseitig einen Ringraum für die Kraftstoffzuführung begrenzt. Derartige Kraftstoffeinspritzdüsen gehen beispielsweise aus der DE-OS 37 34 587 sowie aus dem deutschen Gebrauchsmuster 93 01 992.0 hervor. Ein Gegenstand nach Anspruch 1, erster Teil ist aus der US-A-3368 761 bekannt.
Bei der aus der DE-OS 37 34 587 hervorgehenden Kraftstoffeinspritzdüse ist zur Verhinderung des sogenannten Rückblasens der Verbrennungsgase ein von der Ventilnadel hubabhängig beeinflußter Steuerdurchgang für den Einspritzkraftstoff vorgesehen, dessen Durchgangsquerschnitt sich beim Schließhub der Ventilnadel bis auf einen die pumpenseitige Entlastungswelle vom Kraftstoffdruck im Sackloch abkoppelnden Drosselquerschnitt verringert.
Bei der aus dem deutschen Gebrauchsmuster 93 01 992.0 hervorgehenden Kraftstoffeinspritzdüse wird durch eine Führungshülse, welche den Ventilschacht umgibt und die eine konisch ausgebildete Stirnseite und in ihrem der konischen Stirnseite nahen Abschnitt mehrere bis zur konischen Stirnseite reichende Ausnehmungen aufweist, verhindert, daß der Schließkegel infolge von Spiel oder einer Exzentrizität der Ventilnadel oder auch bei auf die Ventilnadel wirkenden Seitenkräften bei kleinem Öffnungshub oder beim Vorhub einen Teil der Spritzlöcher ganz oder teilweise abdeckt, wodurch sich eine Beeinträchtigung des Verbrennungsvorganges ergibt.
Ein Problem bei derartigen Kraftstoffeinspritzdüsen ist es, daß ein kleiner Hub der Ventilnadel bereits große Durchflußmengen hervorruft. Insbesondere im Vorhub-Bereich verläuft die hubabhängige Durchflußkennlinie sehr steil.
Dies ist abgesehen von negativen Verbrennungsvorgängen insbesondere auch deshalb problematisch, weil hierdurch unterschiedliche, mit unterschiedlichen Toleranzen behaftete Kraftstoffeinspritzdüsen bei gleichem Hub sehr unterschiedliche Durchflußmengen hervorrufen.
Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß eine gestufte oder zumindest bei Spritzbeginn langsam ansteigende Einspritzung generell zu einer Verbesserung der Emissionswerte der Brennkraftmaschine führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse derart weiterzubilden, daß sich obenerwähnte Fertigungstoleranzen insbesondere im Bereich des Vorhubs nicht nachteilig auf den Einspritzvorgang auswirken und daß zumindest bei Spritzbeginn eine langsam ansteigende Einspritzung erreicht wird.
Vorteile der Erfindung
Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoffeinspritzdüse der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Drosseleinrichtung vorgesehen ist, bei der in dem Ringraum eine entgegen der Rückstellkraft einer Feder axial verschiebliche Hülse angeordnet ist, die mit einer konisch ausgebildeten Stirnseite an der äußeren Ringfläche der konischen Sitzfläche anliegt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn in der Hülse wenigstens zwei durch Axialverschiebung der Ventilnadel nacheinander aufsteuerbare Öffnungen mit unterschiedlichem Öffnungsquerschnitt vorgesehen sind. Eine derartige Hülse weist insbesondere den sehr großen Vorteil auf, daß sie nicht nur auf einfache Weise herzustellen ist, sondern auch leicht, insbesondere auch außerhalb des Düsenkörpers zu montieren ist.
Was die Anordnung und Ausbildung der durch Axialverschiebung der Ventilnadel nacheinander aufsteuerbaren Öffnungen mit unterschiedlichem Öffnungsquerschnitt betrifft, so könnte sie rein prinzipiell die unterschiedlichste Gestalt aufweisen. Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß eine erste Öffnung oberhalb einer an dem Ventilschaft ausgebildeten Steuerkante in dem Mantel der Hülse und eine zweite Öffnung mit kleinerem Öffnungsquerschnitt als der der ersten Öffnung unterhalb der an dem Ventilschaft ausgebildeten Steuerkante angeordnet sind. Die in der konisch ausgebildeten Stirnseite vorgesehene Öffnung übernimmt dabei eine Anfangsdrosselung, wohingegen die in dem Mantel vorgesehene Öffnung durch Axialverschiebung der Ventilnadel eine ventilnadelhubabhängige Abnahme des Drosselquerschnitts ermöglicht. Die in dem Mantel vorgesehene Öffnung kann eine elliptische, ovale, runde, drei-, vier- oder vieleckige Gestalt aufweisen.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß in dem Mantel der Hülse zwei übereinanderliegende Lochreihen angeordnet sind, wobei die stromabwärts liegende Lochreihe einen kleineren Gesamtöffnungsquerschnitt aufweist, als die stromaufwärts liegende Lochreihe. Diese Ausführungsform der Drosseleinrichtung ermöglicht auf vorteilhafte Weise zusätzlich eine Filterung des eingespritzten Kraftstoffquerschnitts.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß in dem Ringraum entgegen der Rückstellkraft einer Feder eine axialverschiebliche Hülse angeordnet ist, die mit einer konisch ausgebildeten Stirnseite an der äußeren Ringfläche der konischen Stirnfläche anliegt und daß der Hülse gegenüberliegend in dem Ventilschaft wenigstens eine mit der Hülse zusammenwirkende Ausnehmung angeordnet ist, deren Öffnungsquerschnitt an den dem Führungsabschnitt der Ventilnadel zugewandten Ende der Hülse zur konischen Sitzfläche hin stetig zunimmt.
Eine wiederum andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß in dem Ringraum eine entgegen der Rückstellkraft einer Feder axial verschiebliche, durch die Axialverschiebung der Ventilnadel mitnehmbare Hülse angeordnet ist, die mit einer konisch ausgebildeten Stirnseite an der äußeren Ringfläche der konischen Sitzfläche anliegt und in der konisch ausgebildeten Stirnseite wenigstens eine zur Stirnseite hin offene Ausnehmung aufweist.
Bei letzterer Ausführungsform ist die Hülse besonders einfach und mit wenigen Fertigungsschritten herstellbar.
Zeichnung
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
jeweils in Halbschnittdarstellung und teilweise weggebrochen zwei Kraftstoffeinspritzdüsen, die hier nur den technischen Hintergrund darstellen sollen und kein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen;
Fig. 2
jeweils in Halbschnittdarstellung und teilweise weggebrochen zwei weitere Kraftstoffeinspritzdüsen,
Fig. 3
eine Halbschnittdarstellung einer Drosseleinrichtung einer Kraftstoffeinspritzdüse, wobei Fig. 2 und Fig. 3 ebenfalls keine Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen und nur den technischen Hintergrund verdeutlichen sollen;
Fig. 3a
eine Detailvergrößerung der in Fig. 3 dargestellten Drosseleinrichtung;
Fig. 4
jeweils in Halbschnittdarstellung und teilweise weggebrochen zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils;
Fig. 5
jeweils in Halbschnittdarstellung und teilweise weggebrochen zwei weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzventils.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Der untere Bereich einer Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende Brennkraftmaschinen ist in Fig. 1 auf der linken Bildhälfte dargestellt, wobei dies nur den technischen Hintergrund beleuchten soll und kein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die Kraftstoffeinspritzdüse einen Düsenkörper 30 auf, bei dem im Grund einer Sackbohrung 31 eine konische Sitzfläche 32 gebildet ist, von der Spritzöffnungen 34 ausgehen. In der Sackbohrung 31 ist eine Ventilnadel axial verschieblich angeordnet, die mit einem (nicht dargestellten) Führungsabschnitt im Eingangsbereich der Sackbohrung entgegen einer Schließkraft und entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung axial verschiebbar geführt ist und die am Ende eines an den Führungsabschnitt anschließenden Ventilschafts 10 einen mit der Sitzfläche 32 zusammenwirkenden Schließkegel 12 aufweist.
Der Ventilschaft 10 begrenzt umfangsseitig einen Ringraum 40, welcher der Zuführung von Kraftstoff dient. Im Übergangsbereich zwischen dem Ventilschaft 10 und dem Schließkegel 12 ist eine Drosseleinrichtung mit veränderbarem Drosselquerschnitt angeordnet, durch welche abhängig von der Axialverschiebung der Ventilnadel die Einspritzmenge variierbar ist. Die Drosseleinrichtung umfaßt eine in dem Ringraum an dem Düsenkörper 30 ausgebildete Schulter 31 sowie eine an dem Ventilschaft 10 der Ventilnadel geringfügig stromabwärts ausgebildete Steuerkante 20, an die sich stromabwärts zwei Konusflächen 21, 22 mit unterschiedlichen Kegelwinkeln anschließen.
Die Funktion einer derartigen Drosseleinrichtung mit veränderbarem Drosselquerschnitt ist folgende: Zunächst wird ein erster Drosselquerschnitt durch den Abstand zwischen der Schulter 31 und der Steuerkante 20 und damit des zwischen der Schulter 31 und dem Ventilschaft 10 realisiert. Durch Axialverschiebung des Ventilschafts 10 entgegen der Strömungsrichtung des einzuspritzenden Kraftstoffs, d.h. in Fig. 1 nach oben, verändert sich der Drosselquerschnitt zunächst solange nicht, bis die Steuerkante 20 eine in Fig. 1 mit Ü bezeichnete Hubbewegung ausgeführt hat und die Steuerkante die Schulter 31 überfährt. In diesem Moment liegt die erste Konusfläche 21 der Schulter 31 gegenüber, welche aufgrund ihrer Konizität bei einer weiteren Axialverschiebung der Ventilnadel zu einer Abnahme des Drosselquerschnitts führt.
Dieser verringert sich weiter, sobald die zweite Konusfläche 22 die Schulter 31 zu überfahren beginnt, so daß mit der weiteren Öffnungshubbewegung der Ventilnadel der Überströmquerschnitt vom Ringraum 40 zu den Spritzöffnungen 34 zunimmt.
Die in Fig. 1 auf der rechten Bildhälfte sowie die in Fig. 2 auf der linken und rechten Bildhälfte dargestellten Kraftstoffeinspritzdüsen unterscheiden sich von der in Fig. 1 auf der linken Bildhälfte dargestellten, oben beschriebenen Kraftstoffeinspritzdüse durch die unterschiedliche Anordnung von Steuerkante 20 und Schulter 31. Dabei sind diejenigen Elemente, die mit denen der in Fig. 1 auf der linken Bildhälfte dargestellten Kraftstoffeinspritzdüse identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zu Fig. 1 voll inhaltlich Bezug genommen wird.
Eine weitere Kraftstoffeinspritzdüse mit einer Drosseleinrichtung mit veränderlichem Drosselquerschnitt, welche insbesondere in Einspritzdüsen für Common-Rail- Einspritzsysteme zur Anwendung kommt, ist in Fig. 3 und Fig. 3a dargestellt und soll hier ebenfalls nur den technischen Hintergrund zeigen und stellt kein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
In Fig. 3 sind diejenigen Elemente, die mit denen der in Fig. 1 und 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzdüsen identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zu diesen Kraftstoffeinspritzdüsen Bezug genommen wird. Die in Fig. 3 dargestellte Common Rail-Kraftstoffeinspritzdüse unterscheidet sich durch den bei Common Rail-Düsen verwendeten, an sich bekannten Ventilsitz. Die in Fig. 3 dargestellte Kraftstoffeinspritzdüse unterscheidet sich ferner von den in Fig. 1 und 2 dargestellten Kraftstoffeinspritzdüsen dadurch, daß die an der Ventilnadel 10 ausgebildete Steuerkante 20 der an dem Ventilkörper 30 ausgebildeten Schulter 31 im wesentlichen direkt mit einem Abstand d1 gegenüberliegt. An die Steuerkante 20 schließt sich eine Konusfläche 23 an, deren Konuswinkel ä1 kleiner ist als der Winkel ä2 des Schließkegels. Durch den aufgrund des Abstands d1 ausgebildeten Spalt wird der Übergang vom Öffnungsbereich zum Vorhub-Bereich der Kraftstoffeinspritzdüse festgelegt. Dieser kann zusätzlich dadurch geändert werden, daß die Steuerkante 20 geringfügig in einem Abstand h2 unter der Schulter 21 angeordnet ist.
Durch eine derartige Ausbildung der Drosseleinrichtung wird der Schließkegel 12 in die Drosselfunktion der Drosseleinrichtung auf die nachfolgend beschriebene Weise mit einbezogen.
Die Funktion der in Fig. 3 und Fig. 3a dargestellten Kraftstoffeinspritzdüse ist folgende: Zunächst hebt der Schließkegel 12 geringfügig von dem Ventilsitz 32 ab, wodurch sich ein Spalt zwischen dem Schließkegel 20 und dem Ventilsitz 32 bildet, dessen Breite kleiner ist als der Abstand d1 zwischen der Steuerkante 20 und der Schulter 31. Aufgrund dieser Abstandsverhältnisse bildet zunächst der Spalt zwischen dem Schließkegel 12 und dem Ventilsitz 32 eine Drossel. Bei einer weiteren Axialbewegung der Ventilnadel wird zunehmend der Spalt zwischen der Schulter 31 und der Steuerkante 20 an dem Ventilschaft 10 kontinuierlich größer, und zwar etwa solange, bis sich die an die Steuerkante 20 anschließende Konusfläche 23 an der Schulter 31 entlang bewegt, d.h. bis die Ventilnadel 10 einen Axialhub der Höhe h1 ausgeführt hat. Hierdurch wird zunächst ein flacher Anstieg der Einspritzmenge mit zunehmendem Hub der Ventilnadel ermöglicht, der nach Durchlaufen des Axialhubs der Größe h1 mit weiter zunehmendem Axialhub größer wird.
Hierdurch wird nicht nur eine Einspritzverlaufsformung auf besonders vorteilhafte Weise ermöglicht, sondern es werden insbesondere auch nachteilige Streuungen bei der Einspritzmenge aufgrund von Fertigungstoleranzen beseitigt.
Ausführungsbeispiele von Drosseleinrichtungen für Kraftstoffeinspritzdüsen sind in den Fig. 4 und 5 als jeweils Halbschnittdarstellung gezeigt.
Bei den in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen sind diejenigen Elemente, die mit denen der vorstehend beschriebenen Kraftstoffeinspritzdüsen identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß bezüglich deren Beschreibung auf die Ausführungen zu den vorstehend beschriebenen Kraftstoffeinspritzdüsen Bezug genommen wird. Die in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Kraftstoffeinspritzdüsen dadurch, daß statt der Ausbildung einer Schulter 31 in dem Ringraum 40 in diesem eine entgegen der Rückstellkraft einer (nicht dargestellten) Feder axial verschiebliche Hülse 50 angeordnet ist, die mit einer konisch ausgebildeten Stirnseite an der äußeren Ringfläche 32a der konischen Sitzfläche 32 anliegt.
Bei der in Fig. 4 auf der linken Bildhälfte dargestellten Hülse 50 sind in der Hülse zwei durch Axialverschiebung der Ventilnadel und folglich des Ventilschaftes 10 nacheinander aufsteuerbare Öffnungen 52, 53 vorgesehen, deren erste Öffnung 52 im Mantel der Hülse 50 angeordnet ist und deren zweite Öffnung 53 an der konisch ausgebildeten Stirnseite 51 beispielsweise in Form von Nuten vorgesehen ist. An dem Ventilschaft 10 ist dabei eine Steuerkante 70 vorgesehen, die bei geschlossener Kraftstoffeinspritzdüse in einem vorgegebenen Abstand Ü unterhalb der ersten Öffnung 52 mit größerem Öffnungsquerschnitt angeordnet ist. Bei einer derartigen Kraftstoffeinspritzdüse wirkt die in der konischen Stirnseite 51 vorgesehene Öffnung 53 zunächst als Drossel, welche bei einer geringfügigen Axialverschiebung des Ventilschafts 10 zu einer durch den Öffnungsquerschnitt der zweiten Öffnung 53 bestimmten Einspritzmenge führt. Bei einer weiteren Axialverschiebung des Ventilschafts 10 überfährt die Steuerkante 70 die in dem Mantel der Hülse 50 angeordnete Öffnung 52 größeren Öffnungsquerschnitts, wodurch die eingespritze Kraftstoffmenge mit zunehmender Hubbewegung des Ventilschafts 10 kontinuierlich zunimmt.
Bei dem in Fig. 4 auf der rechten Bildhälfte dargestellten Ausführungsbeispiel werden die beiden Öffnungen unterschiedlicher Öffnungsquerschnitte durch jeweils eine Lochreihe 61, 62 gebildet, wobei die stromabwärts liegende Lochreihe 61 einen kleineren Gesamtquerschnitt aufweist als die stromaufwärts liegende Lochreihe 62.
In diesem Falle liegt die Steuerkante 70 zwischen der ersten und der zweiten Lochreihe 61, 62. Durch Axialverschiebung des Ventilschafts 10 überfährt die Steuerkante 70 die stromaufwärts liegende Lochreihe 61 und öffnet diese mit zunehmender Hubbewegung kontinuierlich, wodurch der Drosselquerschnitt kontinuierlich abnimmt.
Das in Fig. 5 auf der linken Bildhälfte dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Hülse 50 gegenüberliegend in dem Ventilschaft 10 mehrere mit der Hülse 50 zusammenwirkende Ausnehmungen 80 angeordnet sind, deren Öffnungsquerschnitt auf der dem Schließkegel 12 abgewandten und einem (nicht dargestellten) Führungsabschnitt der Ventilnadel zugewandten Ende der Hülse 50 zur konischen Sitzfläche hin stetig zunimmt. Dieser Bereich 81 stellt eine Drossel mit veränderlichem Drosselquerschnitt dar, der durch eine Hubbewegung des Ventilschafts 10 kontinuierlich verringert wird.
Bei dem in Fig. 5 auf der rechten Bildhälfte dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hülse 50 derart ausgebildet, daß sie durch eine Axialverschiebung der Ventilnadel und damit des Ventilschafts 10 durch den Ventilschaft 10 mitnehmbar ist. Hierzu weist der Ventilschaft 10 eine Schulter 17 auf, die an einem Vorsprung 57 der Hülse 50 angreift. Die Hülse 50 weist in der konisch ausgebildeten Stirnseite 51 zur Stirnseite hin offene Ausnehmungen 55 auf, welche einen Drosselquerschnitt darstellen, der mit zunehmender Axialverschiebung des Ventilschafts 10 abnimmt. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, ist dabei der Vorsprung 57 derart mit Abstand von der an der Ventilnadel 10 ausgebildeten Schulter 17 angeordnet, daß die Hülse 50 zunächst bei einer Hubbewegung der Ventilnadel nicht mitgenommen wird. In diesem Falle wird die eingespritze Kraftstoffeinspritzmenge durch die in der konisch ausgebildeten Stirnseite 51 ausgebildeten Öffnungen 55, welche eine Drosselfunktion ausüben, geführt.
Der Abstand des Vorsprungs 57 über der Schulter 17 entspricht dabei einem Vorhub der Kraftstoffeinspritzdüse.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf eine Spritzlochdüse, es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf eine solche Spritzlochdüse beschränkt ist, sondern auch bei einer Sacklochdüse in entsprechender Weise zur Anwendung kommen kann.

Claims (6)

  1. Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende Brennkraftmaschinen mit einem Düsenkörper (30), bei dem im Grund einer Sackbohrung (37) eine konische Sitzfläche (32) gebildet ist, von der Spritzöffnungen (34) ausgehen, und mit einer Ventilnadel, die mit einem Führungsabschnitt im Eingangsbereich der Sackbohrung (37) entgegen einer Schließkraft und entgegen in der Kraftstoffströmungsrichtung verschiebbar geführt ist und die am Ende eines an den Führungsabschnitt anschließenden Ventilschafts (10) einen mit der Sitzfläche (32) zusammenwirkenden Schließkegel (12) hat, wobei der Ventilschaft (10) umfangseitig einen Ringraum (40) für die Kraftstoffzuführung begrenzt und wobei im Übergangsbereich zwischen dem Ventilschaft (10) und dem Schließkegel (12) eine Drosseleinrichtung mit veränderbarem Drosselquerschnitt angeordnet ist, durch welche abhängig von der Axialverschiebung der Ventilnadel die Einspritzmenge variierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ringraum (40) eine axial verschiebliche Hülse (50) angeordnet ist, die mit einer konisch ausgebildeten Stirnseite (51) an der äußeren Ringfläche (32a) der konischen Sitzfläche (32) anliegt und in der der Drosselquerschnitt ausgebildet ist.
  2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drosselquerschnitt durch wenigstens zwei durch Axialverschiebung der Ventilnadel nacheinander aufsteuerbare Öffnungen (52, 53; 61, 62) mit unterschiedlichem Öffnungsquerschnitt ausgebildet ist.
  3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Öffnung (52) oberhalb einer an dem Ventilschaft ausgebildeten Steuerkante (70) in dem Mantel der Hülse (50) und eine zweite Öffnung (53) mit kleinerem Öffnungsquerschnitt als der der ersten Öffnung (52) in der an der Hülse (50) ausgebildeten Stirnseite (51) angeordnet ist.
  4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mantel der Hülse (59) zwei übereinanderliegende Lochreihen (61, 62) gebildet sind, wobei die stromabwärts liegende Lochreihe (61) einen kleineren Gesamtöffnungsquerschnitt aufweist als die stromaufwärts liegende Lochreihe (62) und wobei eine an dem Ventilschaft (10) ausgebildete Steuerkante (70) im geschlossenen Zustand der Kraftstoffeinspritzdüse zwischen den beiden Lochreihen (61, 62) angeordnet ist.
  5. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülse (50) gegenüberliegend in dem Ventilschaft (10) wenigstens eine mit der Hülse (50) zusammenwirkende Ausnehmung (80) angeordnet ist, deren Öffnungsquerschnitt an dem dem Führungsabschnitt zugewandten Ende der Hülse (50) zur konischen Sitzfläche hin stetig zunimmt.
  6. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (50) durch eine axiale Verschiebung der Ventilnadel mitnehmbar ist, wobei die Hülse (50) in der konisch ausgebildeten Stirnseite (51) wenigstens eine zur Stirnseite hin offene Ausnehmung (55) aufweist.
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