DE19854828A1

DE19854828A1 - Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE19854828A1
Application number: DE1998154828
Authority: DE
Inventors: Detlev Potz; Bernd Dittus; Stefan Haug
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-05-31
Also published as: WO2000032928A1

Abstract

Eine Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende Brennkraftmaschinen mit einem Düsenkörper (10), bei dem am einspritzseitigen Ende einer Sackbohrung (12) eine Ventilsitzfläche (14) ausgebildet ist und mit einer gegen eine Schließkraft entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung eines oder mehrere Spritzlöcher (20) öffnenden Ventilnadel (30), die in dem einspritzseitigen Ende abgewandten Eingangsbereich der Sackbohrung (12) verschiebbar geführt ist und an ihrem der Ventilsitzfläche (14) zugewandten Seite eine Schließfläche (31) aufweist, der mit der Ventilsitzfläche (14) zusammenwirkt, ist dadurch gekennzeichnet, daß sich der Spritzlochquerschnitt nach außen hin, in Richtung des Brennraums der Brennkraftmaschine erweitert.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Anspruchs 1.

Derartige Kraftstoffeinspritzdüsen sind beispielsweise aus der DE 43 03 813 C1 sowie aus der Buch- Veröffentlichung: Bosch Kraftfahrtechnisches Taschen buch, 22. Auflage, 1995 bekannt.

In vielen Brennkraftmaschinen, insbesondere bei Brenn kraftmaschinen von Nutzkraftfahrzeugen, beruht der Zer stäubungsmechanismus des eingespritzten Kraftstoffs nicht auf einem Impulsaustausch des eingespritzten Kraftstoffstrahls mit der Brennraummuldenwand, sondern vielmehr auf einer Kavitation oder Turbulenz am Spritz locheinlauf und damit auf einer möglichst düsennahen Zerstäubung. Bei bekannten Kraftstoffeinspritzdüsen ist es problematisch, den Ort der Zerstäubung, den dynami schen Strahlkegelwinkel und die Eindringtiefe des Ein spritzstrahls über die Geometrie des Spritzloches zu beeinflussen. In der Regel kann bei zylindrischen Spritzlöchern der bekannten Art eine Mindesteindring tiefe nicht unterschritten werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftstoffeinspritz düse zu vermitteln, bei der eine Zerstäubung des einzu spritzenden Kraftstoffstrahls möglichst nahe an der Kraftstoffeinspritzdüse erzeugt wird.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen der gattungsgemäßen Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß sich der Spritzlochquerschnitt nach außen in Richtung der der Ventilsitzfläche abgewandten Seite, d. h. hin zum Brennraum der Brennkraftmaschine erwei tert, ist es möglich, bereits am Spritzlocheinlauf eine Kavitation oder Turbulenz zu erzeugen, so daß der Kraftstoffstrahl deutlich näher an der Düse zerfällt. Durch die Differenz des Spritzlochquerschnitts am Ein tritt und Austritt des Strahls läßt sich dabei die für die jeweilige Brennraummuldengeometrie und das Strahl verhalten optimale Strahleindringtiefe festlegen.

Sowohl die Ventilsitzfläche als auch die Schließfläche sind vorzugsweise jeweils konisch ausgebildet.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß die Spritzlöcher einen der Ventilsitzfläche abgewandten Auslaufquerschnitt aufweisen, dessen mittlerer Durch messer um wenigstens 2% größer ist als derjenige des der Ventilsitzfläche zugewandten Einlaufquerschnitts. Hierdurch wird erreicht, daß der Strahl besonders nahe an der Kraftstoffeinspritzdüse zerfällt.

Was die Ausbildung des Einlaufquerschnitts und/oder des Auslaufquerschnitts betrifft, so sind die unterschied lichsten Ausführungsformen möglich. Vorteilhafterweise weist der Einlaufquerschnitt und/oder der Auslaufquer schnitt eine der folgenden Formen auf: eine kreisrunde, eine elliptische, eine schlitzartige Form. In jedem Falle weist der Auslaufquerschnitt dabei den größten Durchmesser auf.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Zeichnung, der Be schreibung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand ei ner Lochdüse erläutert. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf eine derartige Lochdüse be schränkt ist, sondern vielmehr auch bei Sitzlochdüsen und bei Düsen mit über dem Öffnungshub variablen Öff nungsquerschnitt (Variodüsen) vorgesehen sein kann.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist eine Längs schnittdarstellung des einspritzseitigen Teils einer Kraftstoffeinspritzdüse in vergrößerter Darstellung ge zeigt.

Mit dieser Ventilsitzfläche 14, von der die Kuppe 13 durchsetzende und im Brennraum mündende Spritzlöcher 20 ausgehen, wirkt ein entsprechend geformter Schließkegel 31 an der Spitze einer Ventilnadel 30 zusammen. Die von einer (nicht dargestellten) Schließfeder belastete Ven tilnadel 30 hat einen im eingangsseitigen Bereich des Düsenkörpers 10 verschiebbar geführten Führungsab schnitt sowie einen daran über eine Druckschulter im Durchmesser abgesetzten Folgeabschnitt, an dessen freie Wände der Schließkegel 31 angeformt ist. Der Folgeab schnitt der Düsennadel 30 hat eine geringere Dicke als die Weite der umgebenden Sackbohrung 12, so daß ihn ein Ringspalt umgibt, der auf an sich bekannte Weise in Hö he der Druckschulter zu einer mit einer Zuführbohrung verbundenen Kammer erweitert ist (nicht dargestellt).

Wie in der Figur dargestellt ist, weist das Spritzloch 20 einen Eintrittsquerschnitt 21 und einen Austritts querschnitt 22 auf, wobei der Austrittsquerschnitt 22 größer ist als der Eintrittsquerschnitt 21. Es hat sich gezeigt, daß der Durchmesser des Austrittsquerschnitts 22 vorteilhafterweise um wenigstens 2% größer ist als der Durchmesser des Eintrittsquerschnitts 21. Auf diese Weise wird bereits am Eintrittsquerschnitt 21 eine ge wünschte Kavitation/Turbulenz erzeugt, wodurch der Kraftstoffstrahl wesentlich näher an dem Düsenkörper 22 zerfällt als beispielsweise bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Kraftstoffeinspritzdüse mit zylin drischen Spritzlöchern. Hierdurch wird insbesondere bei Brennkraftmaschinen für Nutzkraftwägen vermieden, daß ein Impulsaustausch des eingespritzten Kraft stoffstrahls mit der Brennraummuldenwand entsteht.

Über die Differenz des Spritzlochquerschnitts am Spritzlocheintritt 21 und dem Spritzlochaustritt 22 läßt sich die für die jeweilige Brennraummuldengeome trie/das Drallverhalten optimale Strahleindringtiefe festlegen.

Es versteht sich, daß die oben beschriebene Wirkungs weise von der Form des Spritzlochquerschnitts nicht ab hängt. Das Spritzloch 20 kann kreisrund, elliptisch oder auch schlitzförmig ausgebildet sein. Darüber hin aus ist die Funktion auch von dem Verlauf zwischen dem Eintritt und dem Austritt unabhängig. Es ist darüber hinaus darauf hinzuweisen, daß eine Kombination der oben beschriebenen Spritzlochgeometrie auch mit anderen Sacklochgeometrien von Kraftstoffeinspritzdüsen möglich ist. Darüber hinaus kann eine derartige Ausbildung des Spritzlochs auch bei Sitzlochdüsen im Nutzkraftfahr zeugbereich eingesetzt werden.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzdüse für selbstzündende Brenn kraftmaschinen mit einem Düsenkörper (10), bei dem am einspritzseitigen Ende einer Sackbohrung (12) eine Ventilsitzfläche (14) ausgebildet ist und mit einer gegen eine Schließkraft entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung eines oder mehre re Spritzlöcher (20) öffnenden Ventilnadel (30), die in dem einspritzseitigen Ende abgewandten Eingangsbereich der Sackbohrung (12) verschiebbar geführt ist und an ihrem der Ventilsitzfläche (14) zugewandten Seite eine Schließfläche (31) aufweist, der mit der Ventilsitzfläche (14) zu sammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Spritzlochquerschnitt nach außen hin, in Richtung des Brennraums der Brennkraftmaschine erweitert.

2. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Ventilsitzfläche (14) und die Schließfläche (31) jeweils konisch ausgebildet sind.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzlöcher (20) einen der Ventilsitzfläche (14) abgewandten Aus trittsquerschnitt (22) aufweisen, dessen Durch messer um wenigstens 2% größer ist als der Durch messer eines der Ventilsitzfläche (14) zugewand ten Eintrittsquerschnitts (21).

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittsquer schnitt (21) und der Austrittsquerschnitt (22) eine der folgenden Formen aufweisen: kreisrunde Form, elliptische Form, schlitzartige Form.