Einspritzdüse für Dieselmotoren. Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für Dieselmotoren, bei welcher der mit. minde stens einer Spritzöffnung versehene und in den Brennraum hineinragende Düsenvorsatz auch die Sitzfläche für die Auflage der Ein- sprit7düse im Zylinderkopf aufweist und hat zum Ziel, bei thermisch hochbelasteten Ma schinen eine gute Wärmeabfuhr aus der Ein spritzdüse züi gewährleisten und die Düse vor einem grossen Wärmeeinfall zu schützen. Eine solche Düse bekannter Bauart ist in Fig.l der Zeichnung dargestellt.
In Fig.l ist im Zylinderkopf 1 die vom Kühlwasser umspülte, aus gut wärmeleitendem Material, zum Beispiel Kupfer, bestehende Einsatzhülse '1. eingewalzt. Die eigentliche Düse besteht zur Hauptsache aus dem Düsenkörper 3 mit dem iadelführungsstück 4 und der Düsen nadel 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 9 und die Überwurfmutter 10 gebildet.
Die Übersiurfmutter 11, mit wel eher der Düsenvorsatz 8 dichtend gegen den Düsenkörper 3 gepresst wird, bildet gleich zeitig die kegelige Sitzfläche 12 der Düse im Zylinderkopf. Diese Sitzfläche könnte natür lich auch flach ausgebildet sein.
Die Über -urfmutter 11 weist die hülsenförmige Ver längerung 13 auf, die den Düsenhals 14 des Düsenvorsatzes 8 mit Spiel umschliesst und die Düse vor dem Wärmeeinfall durch Lei tung und Strahlung aus dem Zylinderraum <B>15</B> schützt. Diese bekannte Anordnung hat den NacH- teil, dass die mit der Überwurfmutter 11 aus einem Stück bestehende Wärmeschutzhülse 13 nicht aus einem Material mit bestmöglichen Wärmeleiteigenschaften mechanisch hergestellt werden kann, weil aus Festigkeitsgründen nur Stahl in Betracht kommt.
Die Hülse 13 wird daher zu heiss und verliert ihre Wirkung, weil durch Strahlung von ihr aus doch Wärme an den Düsenhals 14 übertragen wird und somit die Düsennadel 5 selbst beheizt wird.
Ferner hat die in das Vorderteil des Hal ses 14 des Düsenvorsatzes 8 eindringende Wärme einen ziemlich langen Weg bis zur Sitzfläche 12 der Düse in der im Zylinder kopf 1 eingewalzten, vom Kühlwasser umspül ten Hülse 2 zurückzulegen.
Auf diesem Weg wird der Wärmefluss zudem noch durch die zwischen Düsenvorsatz 8 und Überwurfmutter 11 bestehende Trennung gebremst: Zur Verbesserung des Wärmeflusses an das Kühlwasser wurde daher schon vorgeschlagen, die Trennung des Düsenvorsatzes und der Überwnrfmutter zu vermeiden, das heisst die Überwurfmutter und den Düsenvorsatz aus einem Stück zu fertigen.
Dies führt zu Düsen ausführungen, bei welchen der mit den Spritz- löchern versehene Düsenvorsatz auch die Auf lage der Einspritzdüse im Zylinderkopf bildet. Damit ist eine gewisse Verbesserung der Wärmeableitverhältnisse gegenüber der Aus führung entsprechend Fig. 1 mit getrenntem Düsenvorsatz und überwurfmutter erzielt. Bei diesem Düsenaufbau muss aber die ganze, in das Düsenvorderteil einfallende Wärme im Düsenhals selbst abgeleitet werden.
Da zu dem der Düsenhals ans Haltbarkeits- und Festigkeitsgründen aus Stahl - mit relativ schlechten Wärmeleiteigenschaften - besteht, wird das Düsenvorderteil, trotzdem es zugleich die Sitzfläche der Düse im Zylinderkopf bil det, erfahrungsgemäss noch z11 heiss und für hohe thermische Belastung ist auch diese Aus führung noch ungenügend.
Optimale Verhältnisse werden bei der Düse gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch erzielt, dass auf dem Hals des Düsenvorsatzes eine Hülse aufgewalzt ist, welche gleichzeitig auch die Sitzfläche für die Düse bildet und aus einem Material mit besserer Wärmeleit fähigkeit besteht als der Düsenvorsatz. Diese Hülse kann dabei auf der ganzen Länge mit Presssitz am zylindrischen Hals des Düsen vorsatzes anliegen oder nur in der Nähe des Düsensitzes, darunter aber, gegen den Brenn- raum zu, den Düsenhals mit Spiel umschlie ssen, so dass die Hülse dort als Strahlungs schutz wirkt.
Vorteilhaft ist zur besseren Ver ankerung der wärmeleitenden Hülse am Dü senhals letzterer unterhalb der Sitzpartie min destens 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 untern Ende einge zogen sein und eine möglichst grosse Fläche des Düsenv orderendes mit Spiel umschliessen und dieses Ende bestmöglich vor Wärmeeinfall schützen.
Die Fig.2, 3, 4 und 5 der Zeichnung zei gen beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.
Fig.2 zeigt eine erste Ausführungsform einer Einspritzdüse im Axialsehnitt.
Fig. 3 zeigt den untern Teil der Düse nach Fig.2 in grösserem Massstab.
Fig.4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Düse ebenfalls im Axialschnitt, und Fig. 5 zeigt in grösserem Massstab eine ab geänderte Ausführungsform des untern äu ssern Teils der Düse nach Fig.2.
In Fig. 2 ist mit 1 der Zylinderkopf und mit 2 die Einsatzhülse, welche in den Zylin derkopf eingewalzt ist, bezeichnet. Der Düsen- hals 20 weist Rippen 27 auf und bildet. mit dem Düsenkörper 21 ein Stück. Im Düsenkör per 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 untern Endpartie des Düsen halses 20. 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 wärme leitendem Material, zum Beispiel Kupfer, auf den Düsenhals 20 gewalzt und bildet gleich zeitig 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 Dfise eindringende Wärmemenge direkt in die Sitzpartie der Düse und von dort an die gekühlte Einsatz hülse 2 im Zylinderkopf 1.
Das zum Transport. der in das Vorderende 42 der Düse ans dem Brennraum 15 einfal lenden Wärmemenge erforderliche Tempera turgefälle wird bei Anwendung einer solchen Hülse, zum Beispiel aus Kupfer, wesentlich kleiner als ohne eine solche; hat doch Kupfer eine Wärmeleitzahl, die acht- bis zehnmal so gross ist wie diejenige der für Düsen ver wendeten Stahlqualitäten. Das Vorderteil der Hülse und der Düse wird also bei Anwen dung einer solchen wärmeleitenden Hülse we sentlich 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 demzu folge als Wärmeleitorgan sowie gleichzeitig als Strahlungsschutz. Ein solcher Strahlungs schutz aus Kupfer bleibt. atis den obigen Gründen wesentlich kühler wie der in Pig. 1 gezeigte Schutz aus Stahl.
Die Wirksamkeit der Hiilse 40 als Strah lungsschutz wird dadurch erhöht, dass sie am sintern äussern Ende 44 eingezogen ist und eine möglichst grosse Fläche des Vorderendes der Düse mit Spiel umschliesst.. Damit wird das den Brenngasen ausgesetzte Düsenvorder- teil 42 bestmöglich vor Wärmeeinfall ge schützt. Die in die Hülse 40 aus dem Brenn- raum 15 eindringende Wärme wird von dieser ohne grossen Widerstand mit relativ kleinem Temperaturgefälle in die Sitzpartie trans portiert 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 Wärmeleitung ausgesetzte Fläche sehr klein ist. Da die Strahlungsschutzhülse 40 wegen der guten Wärmcleitverhältnisse des für sie verwendeten. Materials kühl bleibt, ist die in den Düsenhals 20 einstrahlende Wärmemenge ebenfalls sehr klein und kann in diesem ohne grosses Temperaturgefälle an die Einwalz- stelle der Kupferhülse 40 und von hier an die Sitzpartie 41 und die wassergekühlte Hülse 2 transportiert werden. Damit ist eine bestmög liche Kühlhaltung des Düsenvorderteils er reicht.
Fig.4 zeigt gegenüber Fig. 2 einen etwas andern Aufbau der eigentlichen Düse. Der Düsenhals 30 ist mit Nuten 38 versehen und bildet mit dem Düsenkörper 31, welcher zu gleich die Führung für die Nadel 32 bildet, ein Stück. Das der Brennstoffzuführung die nende Abschlussstück 33 wird mit dem Düsen körper 31 durch die Gewindehülse 35 zusam mengehalten, wobei das als Spaltfilter ausge bildete Zwischenteil 34 dazwischen geklemmt. ist, welches die Schliessfeder 36 enthält.
Die Hülse 40 ist in gleicher Weise wie in Fig. \? und 3 auf den Düsenhals 30 aufgewalzt, wobei das Material dieser Hülse in die Nuten 38 eingewalzt wird.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei wel cher im Gegensatz zu den Fig. 2. bis 4 eine Hülse 43 aus Kupfer auf der ganzen Länge mit Presssitz am zylindrischen Düsenhals 20 anliegt und nur als Wärmeleitorgan dient. Die Ausbildung der Düse ist sonst gleich wie beim Beispiel nach Fig.2,.
Injection nozzle for diesel engines. The invention relates to an injection nozzle for diesel engines, in which the with. The nozzle attachment, which is provided with at least one spray opening and protrudes into the combustion chamber, also has the seat for the support of the injection nozzle in the cylinder head and aims to ensure good heat dissipation from the injection nozzle in thermally highly stressed machines and to ensure that the nozzle is protected from a large amount of heat to protect. Such a nozzle of known design is shown in Fig.l of the drawing.
In Fig.l the cylinder head 1 is surrounded by the cooling water and made of a material that conducts heat well, for example copper, the insert sleeve '1. rolled in. The actual nozzle mainly consists of the nozzle body 3 with the needle guide piece 4 and the nozzle needle 5, which is pressed onto its seat 7 by the spring 6, and the nozzle attachment B. The upper end of the nozzle is provided by the intermediate piece 9 and the union nut 10 formed.
The cover nut 11, with which the nozzle attachment 8 is pressed against the nozzle body 3 in a sealing manner, at the same time forms the conical seat surface 12 of the nozzle in the cylinder head. This seat could naturally also be made flat.
The union nut 11 has the sleeve-shaped extension 13, which encloses the nozzle neck 14 of the nozzle attachment 8 with play and protects the nozzle from the incidence of heat through lines and radiation from the cylinder space. This known arrangement has the disadvantage that the heat protection sleeve 13, which is made of one piece with the union nut 11, cannot be made mechanically from a material with the best possible heat conducting properties, because only steel is considered for reasons of strength.
The sleeve 13 therefore becomes too hot and loses its effect, because heat is transferred from it to the nozzle neck 14 through radiation and the nozzle needle 5 itself is thus heated.
Furthermore, in the front part of the Hal ses 14 of the nozzle attachment 8 penetrating heat has a fairly long way to the seat 12 of the nozzle in the rolled in the cylinder head 1, from the cooling water umspül th sleeve 2 to cover.
In this way, the heat flow is also slowed down by the separation between the nozzle attachment 8 and the union nut 11: To improve the heat flow to the cooling water, it has already been proposed to avoid the separation of the nozzle attachment and the union nut, i.e. the union nut and the nozzle attachment from to manufacture one piece.
This leads to nozzle designs in which the nozzle attachment provided with the spray holes also forms the position of the injection nozzle in the cylinder head. This achieves a certain improvement in the heat dissipation conditions compared to the implementation according to FIG. 1 with a separate nozzle attachment and union nut. With this nozzle structure, however, all of the heat that falls into the nozzle front part must be dissipated in the nozzle neck itself.
Since the nozzle neck is made of steel - with relatively poor heat conduction properties - for reasons of durability and strength, the nozzle front part, although it also forms the seat of the nozzle in the cylinder head, is still z11 hot according to experience and this version is also designed for high thermal loads still insufficient.
Optimal conditions are achieved with the nozzle according to the present invention in that a sleeve is rolled onto the neck of the nozzle attachment, which at the same time also forms the seat for the nozzle and consists of a material with better thermal conductivity than the nozzle attachment. This sleeve can rest with a press fit on the cylindrical neck of the nozzle attachment over its entire length or only close to the nozzle seat, but underneath it, towards the combustion chamber, surround the nozzle neck with play so that the sleeve acts as radiation protection there works.
It is advantageous for better anchoring of the thermally conductive sleeve on the nozzle neck of the latter below the seat area min least with a groove or at least with. provided a narrow rib, in or over which the material of the 'sleeve is rolled. The sleeve can also be drawn in at the lower end and enclose the largest possible area of the nozzle front end with play and protect this end as best as possible from the incidence of heat.
The Fig.2, 3, 4 and 5 of the drawing show example embodiments of the subject invention.
2 shows a first embodiment of an injection nozzle in axial section.
Fig. 3 shows the lower part of the nozzle according to Fig. 2 on a larger scale.
4 shows a second embodiment of a nozzle, also in axial section, and FIG. 5 shows, on a larger scale, a modified embodiment of the lower outer part of the nozzle according to FIG.
In Fig. 2, 1 with the cylinder head and 2 with the insert sleeve, which is rolled derkopf into the Zylin, denotes. The nozzle neck 20 has ribs 27 and forms. with the nozzle body 21 one piece. In the nozzle body by 21, the nozzle needle 22, the needle guide 23, which is also designed as a slit filter, and the closing spring 24 are housed. The closing spring 24 presses the nozzle needle 22 onto its seat in the lower end section of the nozzle neck 20. The upper part of the nozzle consists of the intermediate piece 25 serving for the fuel supply and the union nut 26.
According to the embodiments according to FIGS. 2 and 3, the sleeve 40 is made of a good heat-conducting material, for example copper, rolled onto the nozzle neck 20 and at the same time forms the seat surface 41 for the nozzle. This sleeve transports the amount of heat that penetrates from the combustion chamber 15 through conduction and radiation into it and the front end 42 of the nozzle directly into the seat area of the nozzle and from there to the cooled insert sleeve 2 in the cylinder head 1.
That for transport. the temperature gradient required in the front end 42 of the nozzle to the combustion chamber 15 einfal lowing amount of heat is significantly smaller when using such a sleeve, for example made of copper, than without one; After all, copper has a thermal conductivity that is eight to ten times greater than that of the steel grades used for nozzles. The front part of the sleeve and the nozzle will therefore remain significantly cooler when using such a thermally conductive sleeve.
The sleeve 40 rests on the nozzle neck 20 only in the vicinity of the nozzle seat 41; but below it, against the combustion chamber 15, it surrounds the nozzle neck 20 with play and acts accordingly as a heat conducting element and at the same time as a radiation protection. Such radiation protection made of copper remains. atis much cooler than that in Pig for the reasons above. 1 protection made of steel.
The effectiveness of the sleeve 40 as radiation protection is increased by the fact that it is drawn in at the sintered outer end 44 and encloses the largest possible area of the front end of the nozzle with play. This protects the nozzle front part 42 exposed to the fuel gases as best as possible from the incidence of heat . The heat penetrating into the sleeve 40 from the combustion chamber 15 is transported by it without great resistance with a relatively small temperature gradient into the seat area and from there via the copper insert sleeve 2 directly to the cooling water.
The amount of heat penetrating into the nozzle tip itself is then only very small in this case, since the area exposed to radiation and heat conduction is very small. Since the radiation protection sleeve 40 because of the good thermal conductivity of the used for them. Material remains cool, the amount of heat radiating into the nozzle neck 20 is also very small and can be transported in this without a large temperature gradient to the rolling point of the copper sleeve 40 and from here to the seat section 41 and the water-cooled sleeve 2. This ensures the best possible cooling of the nozzle front part is sufficient.
4 shows a somewhat different structure of the actual nozzle compared to FIG. The nozzle neck 30 is provided with grooves 38 and forms one piece with the nozzle body 31, which at the same time forms the guide for the needle 32. The end piece 33 of the fuel supply is held together with the nozzle body 31 by the threaded sleeve 35, with the intermediate part 34 formed as a gap filter clamped therebetween. which contains the closing spring 36.
The sleeve 40 is in the same way as in Fig. \? and 3 rolled onto the nozzle neck 30, the material of this sleeve being rolled into the grooves 38.
Fig. 5 shows an embodiment in which, in contrast to FIGS. 2 to 4, a sleeve 43 made of copper rests over the entire length with a press fit on the cylindrical nozzle neck 20 and serves only as a heat conducting element. The design of the nozzle is otherwise the same as in the example according to FIG.