DE19919431A1 - Registerdüse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Registerdüse mit zwei Durchflußquerschnitten (14, 15) zur Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere Schweröl, in zwei Stufen aus einer Druckkammer (8) in den Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Düsenhalter (27) und einem Düsenkörper (6), indem eine durch eine Feder (5) vorgespannte Düsennadel (1) mit einer Düsennadelhubanschlageinrichtung (4) axial verschiebbar ist. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, eine Registerdüse der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist. DOLLAR A Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß an der Düsennadel (1) in dem Düsenkörper (6) eine Hülse (3) axial verschiebbar aufgenommen ist, welche bei einer Druckbeaufschlagung gegen einen an dem Düsenkörper (6) ausgebildeten Hülsenanschlag (12) bewegt wird und gegen welche die Düsennadelhubanschlageinrichtung (4) in der ersten Einspritzstufe in Anschlag kommt, und dass an dem Düsenkörper (6) ein Anschlag (16) ausgebildet ist, gegen den die Düsennadelhubanschlageinrichtung (4) in der zweiten Einspritzstufe in Anlage kommt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Registerdüse mit zwei Durchflußquerschnitten zur Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere Schweröl, in zwei Stufen aus einer Druckkammer in den Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Düsenhalter und einem Düsenkörper, in dem eine durch eine Feder vorgespannte Düsennadel mit einer Düsennadelhubanschlageinrichtung axial verschiebbar ist.

Ein Durchflußquerschnitt in Form von einer ersten Galerie Spritzlöscher kann zum Beispiel für den Leerlaufbetrieb und ein Durchflußquerschnitt in Form von einer zweiten Galerie Spritzlöscher für den Vollastbetrieb ausgelegt sein. Es ist möglich, die Öffnung des zweiten Durchflußquerschnitts mit einem Düsennadelhubanschlag durch die Federcharakteristik der Feder zu steuern. Alternativ könnte man die Öffnung des zweiten Durchflußquerschnitts mit zwei Düsennadelhubanschlägen durch zwei Federn steuern. Bei beiden Konzepten haben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch prinzipielle Nachteile bezüglich der Öffnungstoleranzen der zweiten Stufe und des Öffnungsdruckabstandes zwischen den einzelnen Öffnungsstufen ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Registerdüse der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist. Dabei soll die erfindungsgemäße Registerdüse ein Öffnungsdruckverhältnis zwischen der zweiten Stufe und der ersten Stufe aufweisen, das größer als zwei ist.

Die Aufgabe ist bei einer Registerdüse mit zwei Durchflußquerschnitten zur Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere Schweröl, in zwei Stufen aus einer Druckkammer in den Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Düsenhalter und einem Düsenkörper, in dem eine durch eine Feder vorgespannte Düsennadel mit einer Düsennadelhubanschlageinrichtung axial verschiebbar ist, dadurch gelöst, daß an der Düsennadel in dem Düsenkörper eine Hülse axial verschiebbar aufgenommen ist, welche bei einer Druckbeaufschlagung gegen einen an dem Düsenkörper ausgebildeten Hülsenanschlag bewegt wird und gegen welche die Düsennadelhubanschlageinrichtung in der ersten Einspritzstufe in Anlage kommt, und daß an dem Düsenkörper ein Anschlag ausgebildet ist, gegen den die Düsennadelhubanschlageinrichtung in der zweiten Einspritzstufe in Anschlag kommt. Dadurch wird ein Öffnen der Registerdüse in zwei Stufen mit nur einer normalen Feder und zwei Düsennadelhubanschlägen realisiert. Die hydraulische Steuerung der Durchflußquerschnitte der Registerdüse und des Öffnungsdrucks wird dürch die Auslegung der verschiedenen Durchmesser der Düsennadel und der Hülse festgelegt. Durch die zusätzliche Hülse wird ein großer Abstand der Öffnungsdrücke trotz seiner kompakten Bauweise mit nur einer Feder ermöglicht. Sogar bei hohen Drehzahlen ist ein stufenweises Öffnen der Registerdüse gewährleistet.

Eine besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in der Düsennadel ein Hohlraum ausgebildet ist, der über mehrere Querbohrungen mit der Druckkammer in Verbindung steht. Dadurch wird eine Ansammlung und gleichmäßige Verteilung des Kraftstoffs vor den Spritzlöchern erreicht.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Hubanschlageinrichtung von einer Bundbuchse gebildet wird, die mit einem Außengewinde versehen ist, das zur Aufnahme einer Mutter dient, mit der ein Federteller an der Bundbuchse gehalten wird. Durch Drehen der Mutter kann die Vorspannung der Feder in einfacher Art und Weise variiert werden.

Eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper zumindest teilweise von einem Kühlmantel umgeben ist. Durch die Kühlung wird erreicht, daß sich die erfindungsgemäße Registerdüse auch für den Betrieb mit Schweröl eignet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

In der beiliegenden Figur ist der Ausschnitt eines Längsschnitts durch eine erfindungsgemäße Registerdüse dargestellt. Die Registerdüse umfaßt eine Düsennadel 1, an deren Ende ein Kegelsitz 2 ausgebildet ist. Außerdem sind am Ende der Düsennadel 1 mehrere Spritzlöcher in zwei axial voneinander beabstandeten Spritzlochgalerien 14 und 15 angeordnet. Die Düsennadel 1 ist in einem Düsenkörper 6 axial verschiebbar aufgenommen. Der Düsenkörper 6 ist mithilfe einer Überwurfmutter 28 an einem Düsenhalter 27 befestigt.

Im Inneren des Düsenhalters 27 befindet in einem Federraum 29 sich eine Feder 5. Die Feder 5 ist zwischen der von den Spritzlöchern abgewandten Stirnfläche des Düsenkörpers 6 und einem Federteller 22 eingespannt. Der Federteller 22 ist an einer Bundbuchse 4 gehalten. Zu diesem Zweck ist die Bundbuchse 4 mit einem Außengewinde 21 versehen. Die Bundbuchse 4 ist auf die Düsennadel 1 aufgeschrumpft und mittels Laserschweißen an der Düsennadel 1 befestigt.

Im Inneren der Düsennadel 1 ist ein Sackloch 19 ausgespart, von dem die Spritzlöcher 14, 15 ausgehen. Das Sackloch steht über Querbohrungen 20 mit einer Druckkammer 8 in Verbindung, welche die Düsennadel 1 ringförmig umgibt. In die Druckkammer 8 mündet ein Kraftstoffzulauf 7.

Oberhalb der Querbohrungen 20 ist an der Düsennadel 1 eine Stufe 30 ausgebildet. Die Stufe 30 bildet einen Anschlag für eine Hülse 3, die zwischen dem äußeren Umfang der Düsennadel 1 und dem inneren Umfang des Düsenkörpers 6 axial verschiebbar geführt ist. An der äußeren Umfangsfläche der Hülse 3 ist eine Stufe 12 ausgebildet, die an einer Kante des Düsenkörpers 6 anliegt. Die Stirnfläche 13 der Hülse 3 ragt aus dem Düsenkörper 6 heraus.

Ohne Druckbelastung bleiben die Spritzlöcher 14 und 15 in der Düsennadel 1 geschlossen. Die Nadel 1 ist in dem Düsenkörper 6 an Durchmesser 9 und 10 geführt. Die Hülse 3 ist außen.an einem Durchmesser 11 geführt.

Bei einer Druckbelastung der Düse über den Zulauf 7 in die Druckkammer 8 wird die Düsennadel 1 an den Durchmessern 9, 10 und 11 mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird die Hülse 3 bis zu dem Anschlag 12 bewegt.

Der Durchmesser 9 der Düsennadel 1 ist größer als der Durchmesser 10 der Düsennadel 1. Wenn die Summe der Kräfte, die auf die Düsennadel 1 wirken, größer als die Kraft der Feder 5 ist, bewegt sich die Düsennadel 1 bis zu der Stirnfläche 13 der Hülse 3, die einen Hubanschlag bildet. Dabei wird die erste Spritzlochgalerie 14 geöffnet und die Einspritzung beginnt.

Die Öffnung der zweiten Spritzlochgalerie 15 erfolgt erst, wenn die Summe der Kräfte, die an dem Durchmesser 9 der Düsennadel 1 und dem Durchmesser 12 der Hülse 3 größer als die Kraft der Feder 5 ist. Dabei ist der Durchmesser 9 der Düsennadel 1 größer als der Durchmesser 11 der Hülse 3. Die Öffnung der zweiten Galerie Spritzlöcher 15 kann nur bei einem deutlich höheren Druck als bei dem Öffnen der ersten Spritzlochgalerie 14 erfolgen. Der Öffnungsdruck der zweiten Stufe hängt von der Differenz der Durchmesser 11 und 10 ab. Beim Öffnen der zweiten Spritzlochgalerie 15 wird die Düsennadel 1 bis zu dem am Düsenkörper 6 ausgebildeten Anschlag 16 bewegt. Bei einer Druckentlastung der Düsennadel 2 am Spritzende bewegt sich die Düsennadel 2 als eine Einheit zusammen mit der Hülse 3. Die Einheit aus Düsennadel 1 und Hülse 3 bewegt sich bis zu dem an dem Düsenkörper 6 ausgebildeten Anschlag 12. Dabei wird die Spritzlochgalerie 15 geschlossen. Anschließend bewegt sich die Düsennadel 1 noch bis zu dem Sitz 2, was ein Schließen der Spritzlochgalerie 14 zur Folge hat. Der Anschlag der Hülse 3 wird hydraulisch gedämpft.

Der Hohlraum 19 der Düsennadel 1 wird durch einen eingeschrumpften Bolzen 28 abgedichtet. Der Hohlraum 29 ist durch die Querbohrungen 20 mit der Druckkammer 8 verbunden und schafft eine Verbindung zu den Spritzlöchern 14, 15.

Der Öffnungsdruck der Registerdüse wird mit der Vorspannung der Feder 5 eingestellt. Die Änderung der Federvorspannung erfolgt durch eine Änderung der axialen Lage des Federtellers 22. Die Lage des Federtellers 22 wird mit der Mutter 23 gesichert.

Der Düsenkörper 6 kann je nach Bedarf, insbesondere im Bereich der Führung 9 und des Sitzes 2, gekühlt werden. Der Kühlmantel 24 kann beispielsweise mithilfe einer Lötverbindung an dem Düsenkörper 6 befestigt sein.

Die erfindungsgemäße Registerdüse wird als eine Montageeinheit mit der Feder 5 am Düsenhalter 27 mithilfe der Überwurfmutter 28 befestigt. Die Düsenlekagen werden aus dem Federraum 29 durch die Bohrung 31 abgeführt.

Claims (4)

1. Registerdüse mit zwei Durchflußquerschnitten (14, 15) zur Einspritzung von Kraftstoff, insbesondere Schweröl, in zwei Stufen aus einer Druckkammer (8) in den Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Düsenhalter (27) und einem Düsenkörper (6), in dem eine durch eine Feder (5) vorgespannte Düsennadel (1) mit einer Düsennadelhubanschlageinrichtung (4) axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Düsennadel (1) in dem Düsenkörper (6) eine Hülse (3) axial verschiebbar aufgenommen ist, welche bei einer Druckbeaufschlagung gegen einen an dem Düsenkörper (6) ausgebildeten Hülsenanschlag (12) bewegt wird und gegen welche die Düsennadelhubanschlageinrichtung (4) in der ersten Einspritzstufe in Anschlag kommt, und dass an dem Düsenkörper (6) ein Anschlag (16) ausgebildet ist, gegen den die Düsennadelhubanschlageinrichtung (4) in der zweiten Einspritzstufe in Anlage kommt.

2. Registerdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Düsennadel (1) ein Hohlraum (19) ausgebildet ist, der über mehrere Querbohrungen (20) mit der Druckkammer (8) in Verbindung steht.

3. Registerdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubanschlageinrichtung von einer Bundbuchse (4) gebildet wird, die mit einem Außengewinde (21) versehen ist, daß zur Aufnahme einer Mutter (23) dient, mit der ein Federteller (22) an der Bundbuchse (4) gehalten wird.

4. Registerdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (6) zumindest teilweise von einem Kühlmantel (24) umgeben ist.