EP0404916B1

EP0404916B1 - Kraftstoffeinpritzdüse

Info

Publication number: EP0404916B1
Application number: EP90901717A
Authority: EP
Inventors: Maximilian Kronberger
Original assignee: Robert Bosch AG; Robert Bosch GmbH
Current assignee: ROBERT BOSCH AG
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-01-12
Also published as: JPH03504035A; US5125581A; US5125580A; DE59008568D1; EP0404916A1; EP0404917A1; JPH03504034A; ATE119238T1; WO1990008257A1; WO1990008256A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse, insbesondere Pumpedüse, mit einer im Schließsinne federbelasteten Düsennadel, bei welcher der Druckraum vor dem Sitz der Düsennadel mit einem von einem federbelasteten Ausweichkolben begrenzten Speicherraum in Verbindung steht, wobei der Ausweichkolben an seinem dem Speicherraum abgewandten Ende vom Druck in einem mit Kraftstoff füllbaren Dämpfungsraum beaufschlagt ist und einen Zapfen aufweist, der in eine den Dämpfungsraum begrenzende und eine Öffnung aufweisende Platte eintaucht.
Eine solche Kraftstoffeinspritzdüse, beschrieben in der EP-A 277 939, ermöglicht die Unterteilung des Einspritzvorganges in eine Vor- und eine Haupteinspritzung. Das sehr diffizile Problem der Gewährleistung eines günstigen Einspritzverlaufes bei verschiedenen Betriebsbedingungen ist dort durch die Dämpfung der Bewegung des Ausweichkolbens im Prinzip gelöst, doch bestehen noch einige Unzukömmlichkeiten.
Bei einer Pumpedüse nach dem Stand der Technik werden relativ häufig Störungen des Einspritzverlaufes beobachtet. Manchmal öffnet der Ausweichkolben zu spät, manchmal beginnt die Voreinspritzung zu spät und liefert eine zu geringe Menge, manchmal bleibt sie ganz aus. Es wird angenommen, daß diese Störungen durch statistische Schwankungen des Verlaufes des Förderdruckes der Pumpe und des dynamischen Öffnungsdruckes der Ventilnadel entstehen, z.B. wenn die Ventilnadel bei Erreichen des dynamischen Öffnungsdruckes des Ausweichkolbens noch nicht geöffnet hat. Eine Erhöhung dieses Öffnungsdruckes würde Abhilfe schaffen, ist aber nicht möglich, weil die Voreinspritzung dann zu lange dauern würde. Dem wäre nur durch eine schwächere Dämpfung des Ausweichkolbens zu begegnen. Dadurch aber würde die Voreinspritzmenge bei niederer Drehzahl wieder zu gering oder bei hoher Drehzahl zu groß sein. Das letztere ist aus verbrennungsdynamischen Gründen unerwünscht und tritt auch schon ohne Erhöhung des dynamischen Öffnungsdruckes des Ausweichkolbens auf. Bei hoher Drehzahl und Vollast geht dort die Voreinspritzung ohne Einspritzpause in die Haupteinspritzung über.
Da beim Abheben der Düsennadel das Volumen des Druckraumes plötzlich zunimmt, sinkt bei niedriger Drehzahl zunächst der Einspritzdruck ab, so daß bei dem aus den weiter oben erwähnten Gründen niedrigen, dynamischen Öffnungsdruck des Ausweichkolbens die Voreinspritzmenge zu gering ist.
Zur Optimierung des Verbrennungsverlaufes ist es jedoch wünschenswert, daß die Voreinspritzmengen bei allen Drehzahlen und Lastzuständen näherungsweise gleich und die Dauer der Voreinspritzung und die Einspritzpause in °KW bei allen Drehzahlen näherungsweise gleich sind.
Diese Idealverhältnisse sind als Verbrennungsverfahren in der DE-OS 37 35 169 beschrieben, jedoch ohne jeglichen Hinweis auf dessen Realisierung.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine Einspritzdüse der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die Ansprechgeschwindigkeit und das dynamische Verhalten verbessert wird. Insbesondere soll durch die erfindungsgemäße Ausbildung sichergestellt werden, daß eine sichere Funktion durch eine möglichst geringe, bewegte Masse des Ausweichkolbens und raschen Bewegungen aufrechterhalten bleibt. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Ausbildung im wesentlichen darin, daß der zylindrische Führungsteil des Ausweichkolbens ein Verhältnis Durchmesser zu Höhe von 1 : 0,1 bis 0,4 aufweist, daß der Ausweichkolben an seiner dem Speicherraum abgekehrten Seite über einen Zapfen mit variablem Querschnitt verfügt, der in die Begrenzungsplatte eintaucht, und daß der Ausweichkolben an seiner dem Speicherraum zugekehrten Seite einen Führungsfortsatz mit Nuten aufweist. Dadurch, daß die Dimensionierung des Ausweichkolbens abweichend von den bekannten Ausbildungen in einer Weise gewählt wird, daß nur eine relativ geringe Höhe in Hubrichtung vorgesehen ist, wird die bewegte Masse wesentlich verringert. Eine derartige, nahezu scheibenförmige Gestalt des Ausweichkolbens würde aber in der Folge bei raschen Bewegungen eine erhöhte Neigung zu Schrägstellungen in der Führungsbahn des Ausweichkolbens im Inneren des zugehörigen Speicherraums mit sich bringen und es wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine entsprechende Führung vorzusehen, über welche gleichzeitig durch entsprechende Drosselung des Hubes des Ausweichkolbens das gewünschte Einspritzgesetz auch bei raschen und kleinen Hüben exakt eingehalten werden kann.
Durch die geringe Bauhöhe des Ausweichkolbens wird dessen träge Masse und damit dessen Öffnungsdauer herabgesetzt. Dadurch kann der dynamische Öffnungsdruck des Ausweichkolbens und der Ventilnadel höher gewählt werden, wodurch die Voreinspritzmenge zwischen Öffnen der Ventilnadel und Öffnen des Ausweichkolbens weniger streuungsempfindlich und größer wird, ohne daß die gesamte Voreinspritzung dadurch länger dauert. Diese Maßnahme wirkt ebenfalls in erwünschter Weise bei niederen Drehzahlen stärker als bei höheren, da der dynamische Öffnungsdruck über der Drehzahl erheblich ansteigt. Die Erhöhung des statisch eingestellten Öffnungsdrucks hingegen wirkt über der Drehzahl etwa konstant. Es ergibt sich somit mit dem zunehmenden dynamischen Öffnungsdruck eine immer geringere Steigerung der Einspritzmenge pro Zeiteinheit. Damit kann die auf den Ausweichkolben wirkende Dämpfung verringert werden, wodurch die Dauer der Voreinspritzung vor allem bei höherer Drehzahl vermindert wird, was zu einer im überwiegenden Drehzahlbereich der Voreinspritzung etwa gleich langen Einspritzpause in Grad Kurbelwinkel führt.
Die niedrige Bauweise des Ausweichkolbens schließlich verringert nicht nur dessen Masse, sondern auch die Bauhöhe der ganzen Pumpedüse, wobei dies wegen der Einbauverhältnisse immer willkommen ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausbildung hiebei so getroffen, daß der Durchmesser des Führungsfortsatzes kleiner als der Durchmesser der dem Speicherraum zugewandten Dichtkante des Ausweichkolbens ist, wodurch sich eine fertigungstechnisch besonders einfache Konstruktion ergibt.
Die hubabhängige Gestaltung des Querschnitts der Drossel-Öffnung wird in vorteilhafter Weise so getroffen, daß der Zapfen an der Stelle seinen größten wirksamen Querschnitt aufweist, die am Beginn seines Hubes mit der Begrenzungsplatte zusammenwirkt, wodurch sichergestellt wird, daß zu Beginn des Hubes des Ausweichkolbens die größte Dämpfung auftritt, wodurch die Dauer der Voreinspritzung vor allem bei hoher Drehzahl vermindert wird und die Einspritzpause exakt eingehalten wird. Ein konstruktiv einfache Gestaltung dieser gewünschten Drosselcharakteristik bzw. Dämpfung läßt sich dadurch erzielen, daß die Begrenzungsplatte eine schmale Drossellippe bzw. eine von zwei spitzwinkelig zueinander verlaufenden Seitenflächen begrenzte Drosselkante aufweist, wobei sich die Anpassung an die jeweils gewünschten Gesetzmäßigkeiten dadurch verbessern läßt, daß der Zapfen eine Anfasung oder Ausnehmung aufweist, welche über die Länge des Hubes des Ausweichkolbens eine Drosselöffnung unterschiedlichen Querschnittes mit der Begrenzungsplatte begrenzt. Eine asymmetrische Gestaltung des Drosselquerschnittes begünstigt die gewünschte Dämpfungscharakteristik, wobei die Ausbildung vorzugsweise so getroffen ist, daß die Ausnehmung dreieck- oder trapezförmigen Querschnitt aufweist, und daß die zur Längsachse der Ausweichkolben geneigten Flächen der Ausnehmung mit der Längsachse einen unterschiedlichen Winkel einschließen. Besonders günstige Dämpfungsverhältnisse konnten dadurch erzielt werden, daß die Querschnittsfläche der Drosselöffnung 1/25 bis 1/500, insbesondere 1/50 bis 1/200, der kreisringförmigen Bodenfläche entspricht.
Mit Rücksicht auf die hubabhängige Dämpfung des Ausweichkolbens und die Verringerung der bewegten Massen, läßt sich vor allen Dingen die Mengendosierung exakter bemessen als bei relativ trägen und weitgehend ungedämpft verschiebbaren Ausweichkolben. Eine weitere Verbesserung der Unterteilung von Voreinspritzung und Haupteinspritzung läßt sich in Kombination mit einer derartigen exakteren Dosierung der Menge noch über eine definierte Steuerung der Hubbewegung der Düsennadel erzielen. Die Ausbildung ist hiebei vorzugsweise so getroffen, daß die Düsennadel an ihrem den Spritzöffnungen abgewandten Ende in einen mit Kraftstoff füllbaren, zweiten Dämpfungsraum eintaucht und einen Druckzapfen aufweist, der von einem einen Anschlag für eine Schulter der Düsennadel bildenden raumfesten Absatz umgeben ist, und daß der raumfeste Absatz mit dem Druckzapfen bei der Hubbewegung der Düsennadel eine mit dem Dämpfungsraum in Verbindung stehende Drosselöffnung begrenzt, welche in einen Ablauf und/oder einen anderen Raum mündet. Die Drosselung des Hubes der Düsennadel erfolgt hiebei gegensinnig zur Drosselung des Hubes des Ausweichkolbens, wodurch ein rasches Öffnen und Schließen im Bereich der Voreinspritzung erfolgt, da der Hub der Düsennadel durch die Drosselung bzw. Dämpfung dieser ersten Phase begrenzt wird. Eine noch deutlichere Verbesserung besteht hiebei darin, im Bereich der Voreinspritzung zunächst einen raschen Öffnungshub progressiver Dämpfung zu realisieren, wodurch die Öffnungsbewegung der Düsennadel erhöht wird und gleichzeitig der von der Düsennadel während des Öffnungshubes zurückgelegte Weg beschränkt werden kann, wodurch die Schließbewegung rascher eingeleitet werden kann. Eine derartige Ausbildung läßt sich dadurch erreichen, daß der Querschnitt der Drosselöffnung zwischen Druckzapfen und raumfester Wand des Dämpfungsraums in Abhängigkeit vom Hub der Düsennadel variabel ist. Durch die Drosselöffnung zwischen Düsenfederkammerwand und Druckzapfen wird die Hubbewegung der Düsennadel verzögert und verringert. Mit dem kleineren Hub wird einerseits die Dauer des Schließens der Düsennadel kürzer und andererseits wird weniger Kraftstoff durch die Verdrängungswirkung der schließenden Nadel in den Hochdruckraum zurückbefördert, was nach dem Erreichen des Schließdrucks zu einem stärkeren Druckabfall in der Voreinspritzung zwischen Öffnen des Ausweichkolbens und Schließen der Ventilnadel führt. Die damit erzielte Reduktion der Einspritzmenge während des Einspritzverlaufs wirkt in erwünschter Weise bei höheren Drehzahlen stärker als bei niederen Drehzahlen. Dies erlaubt wiederum eine Erhöhung des statisch eingestellten Öffnungsdrucks, welche eine Vergrößerung der zwischen Öffnen der Ventilnadel und Öffnen des Ausweichkolbens eingespritzten Menge bewirkt.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse näher erläutert. In dieser zeigen Fig.1 einen Längsschnitt durch den Mittelteil einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse; Fig.2 das Detail A der Fig.1 vergrößert und um 90° verdreht; Fig.3 eine Draufsicht auf Fig.2; Fig.4 das Detail B der Fig.1 vergrößert; Fig.5 eine Variante des Details B, und Fig.6 Einspritzratenverläufe bei niederer und bei hoher Drehzahl für eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse.
Bei der Anordnung nach Fig.1 stellt 1 die Pumpenkolbenbüchse, 2 den Düsenkörper (teilweise aufgerissen) mit der Düsennadel 3 und 4 die Düsennadelfeder dar, welche in einem Federgehäuse 5 angeordnet ist. 6 ist der Ausweichkolben und 29 die Ausweichkolbenbüchse.
Der Ausweichkolben 6 besteht aus einem zylindrischen Führungsteil 7, einem Dichtkegel 8 und einem Fortsatz 10 mit Nuten 11 und einer Stirnfläche 12, die dem Druckraum 14 zugewandt ist, auf den auch der Pumpenkolben 13 wirkt. Der Ausweichkolben 6 weist durch die relativ zum Durchmesser geringe Höhe des zylindrischen Führungsteiles 7 ein relativ geringes Gewicht auf, was durch Auswahl eines leichten Werkstoffes noch weiter getrieben werden kann. Seine Massenträgheit ist daher gering. Der Fortsatz 10 kann als hydraulisches Dämpfungsglied dienen und ist als zusätzliche Führung vorgesehen. Als Dämpfungsglied wirkt er dadurch, daß der Treibstoff bei steigendem Druck im Druckraum 14 durch die Nuten 11 hindurch in den Speicherraum 34 gelangt und auf die Steuerkante 9 wirkt. Sobald sich der Ausweichkolben 6 abwärts in Bewegung setzt, muß Kraftstoff durch die Nuten 11, die dann als Drosseln wirken, strömen. Da die Drosselwirkung von der wirksamen Länge der Nuten 11 abhängt, nimmt diese mit absinkendem Ausweichkolben 6 ab.
Zusätzlich zur Dämpfung durch den mit Nuten versehenen Fortsatz 10 des Ausweichkolbens erfolgt auch eine Dämpfung der Bewegung des Ausweichkolbens 6 durch Zusammenwirken eines Zapfens 17 mit der Begrenzungsplatte bzw. Drosselplatte 19.
Die dem Speicherraum abgewandte Bodenfläche 15 des Ausweichkolbens 6 wirkt in einen Dämpfungsraum 16, der von der Ausweichkolbenbüchse 29 und der Drosselplatte 19 begrenzt und vom Zapfen 17 mit einer Anfasung 18, der Teil des Ausweichkolbens 6 ist, durchdrungen wird. Die Anfasung 18 und die Bohrung der Drosselplatte 19 bilden eine Drosselstelle, die die Abwärtsbewegung des Ausweichkolbens 6 dämpft. Auf die besondere Gestaltung der Anfasung 18 wird später eingegangen.
Im Federgehäuse 5 stellt die Düsennadelfeder 4 eine Kraftverbindung zwischen dem oberen und unteren Federteller 20, 21 her. Der untere Federteller 21 stützt sich auf der Düsennadel 3 ab. Von dieser ist nur der obere Teil dargestellt, der aus einer Anschlagschulter 22 besteht, an die sich oben ein Druckzapfen 23 anschließt. Dieser Druckzapfen 23 durchdringt eine Zwischenplatte 24, die unten einen raumfesten Absatz 26 und oben eine Drossellippe 25 aufweist. Der raumfeste Absatz 26 wirkt mit der Anschlagschulter 22 zusammen. Die Drossellippe 25 begrenzt mit einer Anfasung 27 des Druckzapfens 23 einen Drosselquerschnitt. Bei der Aufwärtsbewegung der Düsennadel 3 wird der Kraftstoff aus dem Raum 28 zwischen Drossellippe 25 und Anfasung 27 hindurchgepreßt, wodurch eine Dämpfung der Hubbewegung der Düsennadel erzielbar ist.
In der Ausführung der Fig.1 ist die Lage der Anfasung 27 so gewählt, daß die Dämpfungswirkung in der gezeigten Stellung beim Beginn der Düsennadelbewegung am geringsten ist und dann zunimmt, um insbesondere während der Voreinspritzung einen kurzen Hub der Düsennadel 3 zu ergeben. Weiter unten werden zwei Varianten zur Ausbildung dieser Drosselstelle beschrieben.
In Fig.2 und 3 ist der Ausweichkolben 6 vergrößert dargestellt. Es ist zu erkennen, daß der Führungsfortsatz 10 mit kleinerem Durchmesser als dem der Steuerkante 9 ausgebildet ist und Freiheit bei der Wahl des Durchmessers des Fortsatzes 10 gibt.
Von der Bodenfläche 15 des Ausweichkolbens 6 ragt der Zapfen 17 mit der Anfasung 18 in die Drosselplatte 19 (in ununterbrochener Linie, wenn sich der Ausweichkolben 6 in seiner obersten Stellung befindet). Hier ist die Anfasung so gewählt, daß die Dämpfungswirkung in dieser Stellung am größten ist. Wenn sich der Ausweichkolben senkt, wie dies durch die strichlierte Stellung 19' der Drosselplatte angedeutet ist, verringert sich die Dämpfungswirkung.
Die Fig.4 zeigt eine Variante der Düsennadelhubdämpfung. Die stufenförmige Drossellippe 25' ist mit einem zylindrischen Innenrand ausgebildet, die Anfasung 27 des Druckzapfens 23 ist unsymmetrisch, und der Übergang 30 bildet eine scharfe Kante, während der Übergang 31 verlaufend ist. Dadurch ist die Drosselwirkung von der Bewegungsrichtung und vom tatsächlichen Hub der Düsennadel abhängig. Beim Schließen der Düsennadel ist die Dämpfung nicht erwünscht. Wegen Kavitationsgefahr für den Raum 28 kann sie sogar schädlich sein.
In der Variante der Fig.5 wird derselbe Effekt mit einer abgewandelten Ausführung erhalten. Die Anfasung 27 des Druckzapfens 23 ist im wesentlichen trapezförmig mit unterschiedlich geneigten Endbereichen und ist auf einer Seite durch die Ebene 33 und auf der anderen durch die Kegelfläche 32 begrenzt.
Die in den Fig.4 und 5 dargestellten Drosselquerschnitte können für die Dämpfung des Ausweichkolbens 6 analog ausgebildet werden. Anstelle der trapezförmigen Anfasung 27 kann beispielsweise auch eine im wesentlichen dreieckförmige Ausbildung Verwendung finden. Die Querschnittsflächen der Drosselstellen betragen dabei maximal 1/25 und mindestens 1/500 der Bodenfläche 15 bzw. der Fläche der Schulter 22.
Bei der Gestaltung der Drosselstellen für die Dämpfung der Bewegung des Ausweichkolbens 6 und der Düsennadel 3, insbesondere Details A und B, besteht im Rahmen der Erfindung große Freiheit, durch handwerklich geläufige Maßnahmen das Drosselverhalten einzustellen und in der gewünschten Weise vom Hub bzw. von der Bewegungsrichtung abhängig zu machen. Es ist natürlich auch möglich, den Druckzapfen 23 und den Zapfen 17 des Ausweichkolbens unter Verzicht auf die Anfasung 27 drehsymmetrisch zu profilieren.
Im folgenden wird anhand von Diagrammen der Fig.6 über die Einspritzmengenverläufe bei Leerlauf und bei höherer Drehzahl, eine Pumpedüse nach dem Stand der Technik (strichliert) und eine erfindungsgemäße Pumpedüse gegenübergestellt. Der Einspritzverlauf ist in mehrere Phasen eingeteilt:

Phase 1:: Beginn des Pumphubes bis Erreichen des dynamischen Öffnungsdruckes der Düsennadel, keine Förderung,
Phase 2:: Ende Phase 1 bis Erreichen des dynamischen Öffnungsdruckes des Ausweichkolbens,
Phase 3:: Ende Phase 2 bis zum Schließen der Düsennadel,
Phase 4:: Einspritzpause, bis der dynamische Öffnungsdruck der Düsennadel wieder erreicht ist,
Phase 5:: die darauf folgende Haupteinspritzung.

Bei niederer Drehzahl besteht der Hauptunterschied zwischen dem Stand der Technik und dem Erfindungsgegenstand in der Phase 3. Es ist zu erkennen, daß bei ähnlicher Form des Druckverlaufs der Mengenabfall früher und steiler erfolgt, was die Voreinspritzmenge geringfügig reduzieren würde. Der nun mögliche höhere dynamische Öffnungsdruck des leichteren Ausweichkolbens erhöht die Menge auf das ursprüngliche Maß und verringert außerdem die zyklischen Streuungen des Voreinspritzverlaufs.
Bei hoher Drehzahl besteht der Unterschied ebenfalls in Phase 3. Wegen des steileren Druckabbaus ist der Abfall der Einspritzmenge steiler, womit eine erhebliche Verringerung der Voreinspritzmenge erzielt wird. Die Kombination mit der geringeren Masse des Ausweichkolbens und dessen dadurch möglichem höheren dynamischen Öffnungsdruck führt, unterstützt durch eine sich verringernde Ausweichkolbendämpfung (die beim Stand der Technik ja nur erforderlich war, um eine ausreichende Voreinspritzmenge bei niederer Drehzahl sicherzustellen) zu einer kurzen Voreinspritzung und einer darauffolgenden, ausgeprägten Einspritzpause. Dieser Effekt wird durch die über den Hub veränderliche Dämpfung noch verstärkt.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen führen also bei den besonders schwierigen dynamischen Bedingungen einer Pumpedüse für Hochdruckeinspritzung und hohe Drehzahlen zu dem gewünschten Einspritzverlauf.
Unter den für die Herstellung von Präzisionsteilen von Kraftstoffeinspritzdüsen erzielbaren Toleranzen und den für die Abdichtung zur Niederdruckseite vertretbaren Leckraten kann die Höhe des Ausweichkolbens 6 bis auf 10 % des Durchmessers bei geeigneter Führung durch den Führungsfortsatz 10 verringert werden. In Abhängigkeit von der gewählten Fertigungsqualität ist somit eine Reduktion der Bauhöhe des Ausweichkolbens 6 um bis zu 90 % des Durchmessers möglich. Dadurch läßt sich eine Verringerung der Masse des Ausweichkolbens 6 um bis zu 70 % erzielen, wodurch sich eine Erhöhung der maximalen Speicherrate durch eine höhere Beschleunigung des Ausweichkolbens 6 bei gleicher Druckdifferenz zwischen Dämpfungsraum 16 und Pumpenraum 14 ergibt.
Da der Zapfen 17 über einen variablen Querschnitt verfügt wird es möglich, die Geschwindigkeit des Ausweichkolbens 6 bei gegebenem Verlauf der zwischen dem Pumpenzylinder 13 und der stromabwärts nach der durch die Anfasung 18 gebildeten Drosselstelle wirksamen Druckdifferenz weiter zu verändern. Dadurch, daS der Zapfen 17 an der Stelle seinen größten wirksamen Querschnitt aufweist, der am Beginn seines Hubes mit der Begrenzungsplatte 19 zusammenwirkt, wird eine immer schnellere Öffnungsbewegung des Ausweichkolbens und damit verbunden eine rasche Beendigung der Voreinspritzung ermöglicht. Bei fortschreitender Bewegung des Ausweichkolbens 6 ergibt die restliche Drosselwirkung eine entsprechende Dämpfung der Bewegung, so daß trotz des geringen Gewichtes des Ausweichkolbens Schwingungen desselben mit Sicherheit vermieden werden. Es ergibt sich insgesamt somit ein schnelleres dynamisches Ansprechverhalten des Ausweichkolbens, welches insbesondere durch die Gewichtsreduktion ermöglicht wird, wobei zusätzlich durch die im wesentlichen scheibenförmige Ausbildung des Ausweichkolbens Reibungskräfte entgegen der Hubrichtung verringert werden.
Wie bereits oben erwähnt, wird die zusätzliche Dämpfung der Hubbewegung der Düsennadel zur Unterstützung des bereits durch die Ausbildung des Ausweichkolbens erzielbaren verbesserten Ansprechverhaltens des Ausweichkolbens zur Unterteilung der Einspritzung in eine Vor- und Haupteinspritzung herangezogen.

Claims

Kraftstoffeinspritzdüse, insbesondere Pumpedüse, mit einer im Schließsinne federbelasteten Düsennadel (3), bei welcher ein Druckraum (14) vor dem Sitz der Düsennadel (3) mit einem von einem federbelasteten Ausweichkolben (6) begrenzten Speicherraum (34) in Verbindung steht, wobei der Ausweichkolben (6) mit seiner Ausweichkolbenbüchse (29) einen Dichtsitz bildet und der Speicherraum (34) vom Druckraum (14) aus gesehen nach diesem Dichtsitz liegt und wobei der einen zylindrischen Führungsteil (7) aufweisende Ausweichkolben (6) an seinem dem Speicherraum abgewandten Ende vom Druck in einem mit Kraftstoff füllbaren Dämpfungsraum (16) beaufschlagt ist und einen Zapfen (17) aufweist, der in eine den Dämpfungsraum (16) begrenzende und eine Öffnung aufweisende Platte (19) eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Führungsteil (7) des Ausweichkolbens (6) ein Verhältnis Durchmesser zu Höhe von 1 : 0,1 bis 0,4 aufweist, daß der Zapfen (17) des Ausweichkolbens (6) einen variablen Querschnitt hat, der in die Begrenzungsplatte (19) eintaucht, und daß der Ausweichkolben (6) an seiner dem Speicherraum (34) zugekehrten Seite einen Führungsfortsatz (10) mit Nuten (11) aufweist.
Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Führungsfortsatzes (10) kleiner als der Durchmesser der dem Speicherraum (34) zugewandten Dichtkante (9) des Ausweichkolbens (6) ist.
Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (17) an der Stelle seinen größten wirksamen Querschnitt aufweist, die am Beginn seines Hubes mit der Begrenzungsplatte (19) zusammenwirkt.
Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsplatte (19) eine schmale Drossellippe bzw. eine von zwei spitzwinkelig zueinander verlaufenden Seitenflächen begrenzte Drosselkante aufweist.
Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (17) eine Anfasung oder Ausnehmung (18) aufweist, welche über die Länge des Hubes des Ausweichkolbens (16) eine Drosselöffnung unterschiedlichen Querschnittes mit der Begrenzungsplatte (19) begrenzt.
Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (18) dreieck- oder trapezförmigen Querschnitt aufweist, und daß die zur Längsachse der Ausweichkolben (6) geneigten Flächen der Ausnehmung mit der Längsachse einen unterschiedlichen Winkel einschließen.
Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Drosselöffnung 1/25 bis 1/500, insbesondere 1/50 bis 1/200, der kreisringförmigen Bodenfläche (15) entspricht.
Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsennadel (3) an ihrem den Spritzöffnungen abgewandten Ende in einen mit Kraftstoff füllbaren, zweiten Dämpfungsraum (28) eintaucht und einen Druckzapfen (23) aufweist, der von einem einen Anschlag für eine Schulter (22) der Düsennadel bildenden raumfesten Absatz (26) umgeben ist, und daß der raumfeste Absatz (26) mit dem Druckzapfen (23) bei der Hubbewegung der Düsennadel (3) eine mit dem Dämpfungsraum in Verbindung stehende Drosselöffnung begrenzt, welche in einen Ablauf (11) und/oder einen anderen Raum (12) mündet.
Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Drosselöffnung zwischen Druckzapfen (23) und raumfester Wand des Dämpfungsraums (28) in Abhängigkeit vom Hub der Düsennadel (3) variabel ist.