CH628957A5 - Kraftstoff-einspritzduese. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Einspritz-düse für luftverdichtende Brennkraftmaschinen, in der eine axial verschiebbare, durch den Druck des Kraftstoffes entgegen der Kraft einer oder mehrerer Federn von ihrem Dichtsitz abhebbare Düsennadel vorgesehen ist, die unterhalb ihres Dichtsitzes einen in einer sacklochartigen Ausnehmung im Düsenkörper gleitenden, bei geschlossener Düsennadel ein oder mehrere Spritzlöcher ganz oder überwiegend abdek-kenden Steuerzapfen aufweist.

Eine derartige Einspritzdüse ist bereits durch die OS-PS 217 250 bekannt. Bei ihr mündet wenigstens ein Spritzloch unmittelbar in den Dichtsitz der Düsennadel oder unmittelbar darunter in den Düsenkörper ein, während wenigstens ein zweites Spritzloch unterhalb des Steuerzapfens in der sacklochartigen Ausnehmung endet. Sobald die Düsennadel geringfügig geöffnet wird, gelangt der Kraftstoff aus dem Druckraum durch das erste Spritzloch oder die ersten Spritzlöcher in den Brennraum. Erst bei voll geöffneter Düsennadel gibt der Steuerzapfen auch die restlichen Spritzlöcher frei, so dass eine maximale Kraftstoffeinspritzung erfolgen kann.

Die Güte der Kraftstoffeinspritzung ist bekanntlich vom jeweiligen Eispritzdruck stark abhängig. Ist bei der vorbeschriebenen Einspritzdüse die Düsennadel nur wenig angehoben, so wird der Kraftstoffdruck durch den engen Spalt im Dichtsitz stark abgebaut. Dies führt dazu, dass besonders während der Öffnungs- und Schliessphase der Düsennadel nur ein stark verminderter Druck für die Einspritzung an den Spritzlöchern zur Verfügung steht. Die Folge davon ist eine schlechte Gemischaufbereitung und Verbrennung, wodurch sich eine schlechte Abgasqualität sowie ein erhöhter Kraftstoffverbrauch ergibt. Dies gilt insbesondere für den unteren Drehzahl- und Lastbereich eines Motors, in dem ein grosser Teil oder sogar der gesamte Eispritzvorgang während der Öffnungs- und Schliessphase der Düsennadel erfolgt.

Im oberen Drehzahl- und Lastbereich steigt der Kraftstoffdruck an und öffnet die Düsennadel voll. Dadurch wird der Spalt im Dichtsitz grösser und die Druckverluste vor den oberen Spritzlöchern kleiner. Gleichzeitig hebt sich der Steuerzapfen knapp aus der sacklochartigen Ausnehmung und gibt auch das untere Spritzloch oder die Spritzlöcher frei, allerdings wird an diesen durch den auftretenden Spalt zwischen dem Steuerzapfen und der Ausnehmung wiederum ein Druclcabbau erfolgen, so dass mit einem geringeren Spritz-druclc an den unteren Spritzlöchern zu rechnen ist. Es erfolgt also auch bei dieser Düse während der Öffnungs - und Schliessphase eine erhebliche Drosselung des Kraftstoffes vor den Spritzlöchern.

Hier setzt bereits die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Kraftstoff-Einspritzdüse der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, dass der Kraftstoffdruck während der gesamten Einspritzung nahezu unvermindert an den jeweils freigegebenen Spritzlöchern zur Verfügung steht.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die sacklochartige Ausnehmung mit einem unmittelbar unterhalb des Dichtsitzes beginnenden Hohlraum in Verbindung steht, dass alle Spritzlöcher in die sacklochartige Ausnehmung einmünden und dass in jeder oder fast jeder Stellung der Düsennadel die Querschnitte des Düsensitzspaltes und des Hohlraumes grösser sind als der jeweils vom Steuerzapfen freigegebene Querschnitt des Spritzlochs bzw. der Spritzlöcher.

Durch diese Massnahme wird erreicht, dass aus der sacklochartigen Ausnehmung, in die schliesslich alle Spritzlöcher einmünden, bei einem geringen Öffnungshub der Düsennadel so wenig Kraftstoff ausfliesst, dass sich in ihr der volle Einspritzdruck aufbauen kann. Da im Dichtsitzspalt und in dem Hohlraum in jedem Fall nur eine sehr geringe Drosselung stattfindet, steht der volle Einspritzdruck während der gesamten Einspritzung an den Spritz löchern zur Verfügung, wodurch eine gute Gemischbildung und Verbrennung in allen Betriebspunkten des Motors gesichert ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Hohlraum als eine parallel zur sacklochartigen Ausnehmung verlaufende exzentrische Erweiterung ausgebildet ist. Er kann aber auch aus einer unterhalb

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des Dichtsitzes in der Düsennadel vorgesehenen Querbohrung und einer mit dieser in Verbindung stehenden, durch den gesamten Steuerzapfen hindurchführenden Längsbohrung bestehen. Eine Kombination dieser beiden Merkmale ist selbstverständlich auch möglich.

Die Spritzlöcher können derart in die sacklochartige Ausnehmung einmünden, dass nur ein Teil von ihnen vom Steuerzapfen freigebbar oder abschliessbar sind, während der andere Teil in den Boden der Ausnehmung einmündet und nur abgeschlossen werden kann, wenn die Düsennadel ganz geschlossen ist.

Als günstige Weiterbildung der Erfindung wird schliesslich noch vorgeschlagen, dass der Steuerzapfen eine Ringnut aufweist, und dass wenigstens ein Spritzloch derart angeordnet ist, dass es bei leicht geöffneter Düsennadel in Höhe der Ringnut in die Ausnehmung einmündet. Die Höhe der Ringnut und des übrigen Steuerzapfens werden dabei zweckmässigerweise so gewählt, dass das bei leicht geöffneter Düsennadel freigegebene Spritzloch oder die Spritzlöcher bei voll geöffneter Düsennadel abgeschlossen und dafür eine oder mehrere andere Spritzlöcher freigegeben werden.

Lediglich am Rande wird noch erwähnt, dass zur individuellen Anpassung an die jeweiligen Motoren bzw. deren Einspritzverfahren die Spritzlöcher natürlich parallel oder in unterschiedlichen Richtungen verlaufen können, und dass ihre Querschnitte unterschiedlich gross und unterschiedliche Formen aufweisen können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele entnommen werden. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 jeweils einen Längsschnitt durch den unteren Teil einer Einspritzdüse mit der erfindungsgemässen Anordnung und unterschiedlich einmündenden Spritzlöchern,

Fig. la bis 3a jeweils einen Schnitt Ia-Ia bis Illa—lila durch die Fig. 1 bis 3.

In Fig. 1 ist in einem Düsenkörper 1 eine Düsennadel 2 angeordnet, die an einem konischen Dichtsitz 3 anliegt. Am unteren Ende der Düsennadel 2 ist ein in einer sacklochar-

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tigen, in diesem Falle halbkreisförmigen Ausnehmung 4 gleitender Steuerzapfen 5 vorgesehen, durch den in der dargestellten Lage zwei unterschiedliche Durchmesser aufweisende Spritzlöcher 6,7 abgeschlossen werden. Parallel zur Ausnehmung 4 und eng mit dieser verbunden verläuft eine exzentrische Erweiterung 8, die unmittelbar am unteren Ende des Dichsitzes 3 beginnt und einen Querschnitt aufweist, der grösser als der Gesamtquerschnitt aller Spritzlöcher 6,7 ist. Schliesslich ist als weiteres Beispiel auch noch ein im Boden 9 der Ausnehmung 4 einmündendes Spritzloch 10 einstrich-liert. Ein solches Spritzloch 10 wird vom Steuerzapfen 5 natürlich nicht beeinfiusst.

Aus Fig. 1 a ist die Form der Ausnehmung 4 und der exzentrischen Erweiterung 8 sowie deren Verbindung genauer zu erkennen.

In den folgenden Figuren sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und la versehen, so dass nur die jeweiligen Abweichungen erläutert werden müssen.

Gemäss den Fig. 2 und 2a weist die sacklochartige Ausnehmung 4 kreisförmigen Querschnitt auf und umschliesst den Steuerzapfen 5 voll. Unmittelbar unter dem unteren Ende des Dichtsitzes 3 ist im Steuerzapfen 5 bzw. noch in der Düsennadel 2 eine Querbohrung 11 vorgesehen, die mit einer durch den Steuerzapfen 5 hindurchgeführten Längsbohrung 12 in Verbindung steht. Bei dieser Ausführung wird der Kraftstoff durch die Bohrungen 11 und 12 in die Ausnehmung 4 eingebracht, wobei zu erwähnen ist, dass auch eine Kombination mit der Ausführung nach Fig. 1 vorgenommen werden kann.

Die Fig. 3 und 3 a entsprechen im wesentlichen den Fig. 1 und la, lediglich weist hier der Steuerzapfen 5 eine Ringnut 13 auf. Das in diesem Falle kleinere Spritzloch 6 ist so angeordnet, dass es bei leicht geöffneter Düsennadel 2 in die Ringnut 13 einmündet. Wird die Düsennadel 2 weiter bzw. voll geöffnet, so ist das Spritzloch 6 geschlossen und das Spritzloch 7 geöffnet. Die Ausführung eignet sich besonders für Motoren, bei denen insbesondere für den Kaltstart oder im unteren Lastbereich der Kraftstoff in einen anderen Bereich des Brennraumes als bei Vollast eingespritzt werden soll.

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Claims (8)

628957 PATENTANSPRÜCHE

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für luftverdichtende Brennkraftmaschinen, in der eine axial verschiebbare, durch den Druck des Kraftstoffes entgegen der Kraft einer oder mehrerer Federn von ihrem Dichtsitz abhebbare Düsennadel vorgesehen ist, die unterhalb ihres Dichtsitzes einen in einer sacklochartigen Ausnehmung im Düsenkörper gleitenden, bei geschlossener Düsennadel ein oder mehrere Spritzlöcher ganz oder überwiegend abdeckenden Steuerzapfen aufweist, dadurch gekennzeichnet, das die sacklochartige Ausnehmung (4) mit einem unmittelbar unterhalb des Dichtsitzes (3) beginnenden Hohlraum (8,11,12) in Verbindung steht, dass alle Spritzlöcher (6,7,10) in die sacklochartige Ausnehmung

2. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum als eine parallel zur sacklochartigen Ausnehmung (4) verlaufende exzentrische Erweiterung (8) ausgebildet ist.

3. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum aus einer unterhalb des Dichtsitzes (3) in der Düsennadel (2) vorgesehenen Querbohrung ( 11 ) und einer mit dieser in Verbindung stehenden, durch den gesamten Steuerzapfen (5) hindurchführenden Längsbohrung (12) besteht.

4. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, welche wenigstens zwei Spritzlöcher aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder ein Teil der Spritzlöcher (6,7) derart in die Ausnehmung (4) einmündet, dass sie vom Steuerzapferi

(4) einmünden und dass in jeder oder fast jeder Stellung der Düsennadel (2) die Querschnitte des Düsensitzspaltes und des Hohlraumes (8,11,12) grösser sind als der jeweils vom Steuerzapfen (5) freigegebene Querschnitt des Spritzlochs bzw. der Spritzlöcher (6,7,10).

5. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, welche wenigstens zwei Spritzlöcher aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass alle Spritzlöcher (6,7) derart in die Ausnehmung einmünden, dass sie zugleich oder hintereinander vom Steuerzapfen (5) freigebbar oder abschliessbar sind.

(5) freigebbar oder abschliessbar sind, und dass ein weiteres oder ein weiterer Teil der Spritzlöcher (10) in den Boden (9) der sacklochartigen Ausnehmung (4) einmündet.

6. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerzapfen (5) eine Ringnut (13) aufweist, und dass wenigstens ein Spritzloch (6) derart angeordnet ist, dass es bei leicht geöffneter Düsennadel (2) in Höhe der Ringnut (13) in die Ausnehmung (4) einmündet.

7. Kraftstoff-Einspritzdüse nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, das die Höhe der Ringnut (13) und des Steuerzapfens (5) derart gewählt sind, dass das bei leicht geöffneter Düsennadel (2) freigegebene Spritzloch oder die Spritzlöcher (6) bei voll geöffneter Düsennadel (2) abgeschlossen und dafür ein oder mehrere andere Spritzlöcher (7) freigegeben werden.

8. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination aus den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3.