DE3421074A1 - Kraftstoffeinspritzduese - Google Patents

Description

LUCAS INDUSTRIES public limited company Birmingham B19 2XF Großb ri tannien

Kraftstoffeinspritzdüse

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse, durch die Kraftstoff der Brennkammer einer Brennkraftmaschine zuführbar ist, wobei sich die Düse nach außen öffnet und umfaßt: ein in einer Bohrung gleitend verschiebbares Ventilglied, das einen zum Zusammenwirken mit einem Ventilsitz geformten Ventilteller aufweist, und ein das Ventilglied in eine Schließstellung vorspannendes Federelement, wobei sich in der Schließstellung der Ventilteller in dichter Anlage an dem Ventilsitz befindet und Kraftstofffluß von einem Einlaß zu einem Auslaß unterbunden ist.

Die von einer Kraftstoffeinspritzdüse zu erzeugende Kraftstoff-Sprühstrahlform richtet sich nach der Art der Brennkammer, und bei einem Beispiel muß die Kraftstoffeinspritzdüse während der Anfangsphase der Kraftstoffzufuhr einen Sprühstrahl geringer Energie erzeugen, der im weiteren Verlauf in einem Sprühstrahl hoher Energie endet. Die Energie des Kraftstoff-Sprühstrahls hängt von dem Druckabfall am Düsenloch ab, das den Sprühstrahl erzeugt und den Auslaß bildet.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Kraftstoffeinspritzdüse der eingangs genannten Art, die einfach und vorteilhaft aufgebaut ist.

Die Kraftstoffeinspritzdüse nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Element, das einen in einem Zylinder verschiebbaren Kolben bildet, und durch einen Kanal, durch den Kraftstoff in den und aus dem Zylinder strömen kann, wobei der Kanal im Betrieb zunehmend überdeckt wird, während sich der Ventilteller vom Ventilsitz wegbewegt, und wobei der Kraftstoff im Zylinder eine Fluidfeder bildet, die die Wirkung des Federelements unterstützt.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 im Schnitt zwei Ausführungsbeispiele der Kraftstoffeinspritzdüse in seitlicher Aufsicht.

Gemäß Fig. 1 weist die Einspritzdüse 10 eine Ventileinheit 11 auf. Die Ventileinheit hat einen geflanschten Ventilkörper 12, in dem eine Bohrung 13 ausgebildet ist. Die Bohrung 13 weist am schmaleren Ende des Ventilkörpers einen erweiterten Abschnitt auf, der einen kegelstumpfförmigen Sitz 14 bildet, mit dem ein Ventilteller 15 zusammenwirkt, der an einem Ventilschaft 16 angeordnet ist; der Ventilschaft und der Ventilteller bilden ein Ventilglied. Der Ventilteller weist einen äußeren zylindrischen Teil auf, der mit dem vergrößerten Endabschnitt der Bohrung einen ringförmigen Auslaß 17 bildet, durch den Kraftstoff strömen kann. Der Ventilteller hat einen konisch verjüngten Abschnitt, so daß beim Austritt des Ventiltellers aus dem größeren Ende der Bohrung der Querschnitt des ringförmigen Auslasses vergrößert wird.

Der Hauptteil des Ventilschafts 16 ist kleiner als die Bohrung, weist jedoch eine Zwischenvergrößerung 18 zur Führung der Ventilschaftbewegung auf. Der Ventilschaft erstreckt sich über

das Ende des Ventilkörpers hinaus, und um den Ventilschaft ist ein Federanschlag 19 positioniert; zwischen einer an diesem ausgebildeten Stufe und dem Flansch des Ventilkörpers 12 ist eine Schraubendruckfeder 20 angeordnet. Der Federanschlag 19 wird in seiner Lage auf dem Ventilschaft mit Hilfe eines Spannrings 21 gehalten, der seinerseits mit einem Befestigungselement 22 festgelegt ist. In der Schließstellung des Ventilglieds (vgl. Figur) besteht zwischen den aneinandergrenzenden Enden des Federanschlags 19 und des Ventilkörpers 12 Spiel, und dieses Spiel verringert sich mit der Bewegung des Ventilglieds in die Offenstellung, wobei die Bewegung des Ventilglieds durch den Kontakt des Federanschlags mit dem Ventilkörper unterbrochen wird.

Die Ventileinheit ist in einem hohlen Gehäuse 23 untergebracht, wobei der verringerten Querschnitt aufweisende Endabschnitt des Ventilkörpers 12 sich durch eine Öffnung in der Bodenwand des Gehäuses erstreckt. Das Gehäuse ist durch ein Verschlußstück 24 verschlossen, das mit dem Gehäuse verschraubt ist, und zwischen dem Gehäuse, dem Verschlußstück 24 und dem Flansch des Ventilkörpers befindet sich ein hohler Mantel 25. Der an das Verschlußstück 24 angrenzende Abschnitt des Mantels 25 ist geradzylindrisch und bildet einen Zylinder, dessen Kolben durch den Spannring 21 gebildet ist.

Das Verschlußstück 24 bildet einen Kraftstoffeinlaß 26, der im Betrieb an eine Einspritzpumpe 27 angeschlossen ist, und der Kraftstoffeinlaß 26 steht über einen Kanal 28 mit dem Raum in Verbindung, der auf der von der Feder fernen Seite des Spannrings gebildet ist. Ferner steht der Kanal 28 über einen Radialkanal bzw. Radialkanäle 29 mit einem Ringraum 30 in Verbindung, der zwischen dem Mantel 25 und der Innenfläche des Gehäuses gebildet ist. Der Ventilkörper 12 weist mehrere Kanäle 31 auf, die den Ringraum 30 mit dem Ringraum zwischen der Vergrößerung 18 und dem Ventilteller 15 verbinden und zwischen der Bohrung 13 und dem querschnittsverringerten Abschnitt des Ventilschafts 16 ausgebildet sind. Zusätzlich weist der Mantel

25 Kanäle auf, die den Ringraum 30 mit dem zwischen dem Spannring 21 und dem Flansch des Ventilkörpers 12 gebildeten Zylinder bzw. dieser Kammer verbinden. Die Kanäle 32 sind so positioniert, daß sie während des Abhebens des Ventiltellers vom Ventilsitz zunehmend vom Spannring 21 überdeckt werden.

Wenn im Betrieb Druckkraftstoff von der Einspritzpumpe 27 gefördert wird, wird durch den die Ventileinheit beaufschlagenden Kraftstoffdruck das Ventilglied gegen die Kraft der Feder 20 verschoben, und Kraftstoff strömt durch die Kanäle aus dem Ringraum 30 und durch den Auslaß 17. Der effektive Querschnitt, über den der Druck wirksam ist, ist im wesentlichen gleich dem Querschnitt des Ventiltellers 15. In den Anfangsphasen der Kraftstoffzufuhr durch die Einspritzpumpe ist der Kraftstoffdruck relativ niedrig, so daß der am Auslaß 17 erzeugte Kraftstoffsprühstrahl relativ energiearm ist. Mit fortgesetzt steigendem Druck verschiebt sich das Ventilglied weiter gegen die Kraft der Feder 20, bis die Kanäle 32 überdeckt sind. Danach wirkt der in dem Raum, der durch den Spannring 21, den Flansch des Ventilkörpers 12 und den Mantel 25 begrenzt ist, enthaltene Kraftstoff als Hydraulikfeder und unterstützt die Schraubendruckfeder 20 gegen eine Verschiebung des Ventilglieds. Der Druck des von der Einspritzpumpe geförderten Kraftstoffs hat die Tendenz, sich zu steigern, aber durch die Wirkung der Flüssigkeitsfeder ist die zusätzliche Bewegung des Ventilglieds vergleichsweise klein. Der Druckabfall am Auslaß steigt somit an, und der resultierende Sprühstrahl hat eine höhere Energie.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die Kanäle 32 weggelassen, aber ihre Funktion übernehmen Kanäle 33, die im Ventilkörper 12 ausgebildet sind und mit dem zwischen dem Ventilschaft 16 des Ventilglieds und der Bohrung 13 ausgebil-

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deten rinförmigen Spielraum in Verbindung stehen. Dabei hat die Vergrößerung 18 am Schaft des Ventilglieds die Funktion, die
Kanäle 33 zu schließen, wenn der Ventilteller vom Ventilsitz
wegbewegt wird. Wenn die Kanäle 33 geschlossen sind, wirkt der Kraftstoff in dem vorher genannten Raum als Hydraulikfeder und unterstützt die Wirkung der Schraubendruckfeder.

Claims (5)

1. Ansprüche

   Kraftstoffeinspritzdüse, durch die Kraftstoff der Brennkammer einer Brennkraftmaschine zuführbar ist, wobei sich die Düse nach außen öffnet und umfaßt:

   ein in einer Bohrung gleitend verschiebbares Ventilglied, das einen zum Zusammenwirken mit einem Ventilsitz geformten Ventilteller aufweist, und

   ein das Ventilglied in eine Schließstellung vorspannendes Federelement, wobei sich in der Schließstellung der Ventilteller in dichter Anlage am Ventilsitz befindet und der Kraftstoff fluß von einem Einlaß zu einem Auslaß unterbunden ist, gekennzeichnet durch ein Element (21), das einen in einem Zylinder (25) verschiebbaren Kolben bildet,

   einen Kanal (32), durch den Kraftstoff in den und aus dem Zylinder (25) strömen kann, wobei der Kanal (32) im Betrieb zunehmend überdeckt wird, während sich der Ventilteller (15) vom Ventilsitz (14) wegbewegt, und wobei der Kraftstoff im Zylinder (25) eine Fluidfeder bildet, die die Wirkung des Federelements (20) unterstützt.

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2. 2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß das den Kolben bildende Element ein Spannring (21) ist, der auf einem Ventilschaft (16) des Ventilglieds befestigt ist.
3. 3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Spannring (21) in einem Ende eines hohlen Mantels (25) verschiebbar ist, wobei das andere Ende des hohlen Mantels an einem Flansch anliegt, der an einem Ventilkörper (12) ausgebildet ist, in dem das Ventilglied montiert ist, und daß der Spannring (21) an einem Anschlag (19) für ein Ende einer das Federelement bildenden Schraubendruckfeder (20) anliegt, deren anderes Ende am Flansch anliegt.
4. 4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Kanal (32) in dem Mantel (25) an einer Stelle ausgebildet ist, die während der Bewegung des Ventiltellers (15) vom Ventilsitz (14) weg zunehmend vom Spannring (21) überdeckt wird.
5. 5. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Kanal (33) im Ventilkörper (12) ausgebildet ist und sich in eine Bohrung im Ventilkörper öffnet, in der der Ventilschaft (16) des Ventilglieds angeordnet ist, wobei der Ventilschaft eine Vergrößerung (18) aufweist, die mit der Bohrungswandung zur Führung des Ventilschafts zusammenwirkt, und der Kanal (33) während der Bewegung des Ventiltellers (15) vom Ventilsitz (14) weg zunehmend von der Vergrößerung (18) überdeckt wird.