DE19906146A1

DE19906146A1 - Nozzle for atomizing of fluids, and especially injection of fuels in combustion engines, has flow passage in form of at least two-start screw thread

Info

Publication number: DE19906146A1
Application number: DE19906146A
Authority: DE
Inventors: Peter Walzel; Heinrich Peter Kutsch; Wilhelm Brandstaetter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-13
Filing date: 1999-02-13
Publication date: 2000-08-17

Abstract

The nozzle has a flow passage(1) which has no core and with a wall in the form of an at least two-start screw thread. The screw thread-form wall has a contour in the form of a screw profile(3) with a depth(T) of thread at least 1/5 of the external diameter(8). The shape of the screw profile may have a rounded contour. The cross sectional face(Ag) of each thread is at least half times as large as the cross sectional face(Ad) of the circle inscribed in the screw profile. An Independent claim is included for an application for the proposed nozzle which may be for the injection of fuels in combustion engines, and especially Otto engines and diesels.

Description

Die Erfindung betrifft Düsen zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, insbesondere von Kraftstoffen in Verbrennungsmaschinen, und Methoden zur Herstellung der Düsen. Bei Einstoffdüsen wird die Zerstäubungsenergie über den Druck der Flüssigkeit bereitgestellt. Für die Kraftstoffeinspritzung wird vorwiegend dieser Düsentyp eingesetzt. Siehe z. B.: P. Walzel, Auslegung von Einstoff-Druckdü sen, Chem.-Ing.-Techn. 54 (1982) 4, S. 313-328.The invention relates to nozzles for atomizing liquids, in particular of fuels in internal combustion engines, and methods of manufacturing the Nozzles. In the case of single-component nozzles, the atomizing energy is determined by the pressure of the Provided liquid. This is mainly used for fuel injection Nozzle type used. See e.g. E.g .: P. Walzel, design of single-substance pressure nozzles sen, Chem.-Ing.-Techn. 54 (1982) 4, pp. 313-328.

Das Zerstäuben von Kraftstoffen erfolgt im Falle der Direkteinspritzung da durch, daß der Kraftstoff mit hohen Drücken meist mit 200 < Δp < 2000 bar in den Verbrennungsraum durch Düsen eingespritzt wird. Bei Kolbenmaschinen beträgt die Einspritzzeit je nach Bauart und Drehzahl der Verbrennungsmaschi ne oft nur wenige tausendste Sekunden. Der Einspritzvorgang dient dazu, den Brennstoff möglichst gleichmäßig im Brennraum zu verteilen.In the case of direct injection, fuel is atomized there through that the fuel with high pressures usually with 200 <Δp <2000 bar in the combustion chamber is injected through nozzles. For piston machines is the injection time depending on the type and speed of the combustion engine often only a few thousandth of a second. The injection process serves the Distribute fuel as evenly as possible in the combustion chamber.

Neben einer möglichst kleinen Tropfengröße, die eine rasche Verbrennung des Kraftstoffes ermöglicht, ist auch ein ausreichendes Eindringverhalten des Sprühstrahls in den Brennraum gefordert, da naturgemäß für den Eindringvor gang ebenso nur eine sehr kurze Zeit zur Verfügung steht. Bei hinreichend gro ßen Maschinen erreicht man die günstige Aufteilung und die ausreichende Ein dringtiefe durch Aufteilen des Brennstoffstroms auf mehrere Düsenöffnungen. Siehe z. B. G. König et al., Grundsätzliche Untersuchungen zur Strahlausbrei tung und Gemischbildung von Einspritzdüsen für EURO III - Nutzfahrzeugmoto ren, Spray '98, Preprints 22-1/7, Universität Essen, 1998. Auf diese Weise wer den mehrere zueinander divergente Brennstoffstrahlen erzeugt, die die ge wünschte Gemischbildung und Aufteilung begünstigen. Neben der Direktein spritzung erfolgt bei einem anderen System das Einspritzen des Kraftstoffes in den Zuführungskanal der Luft. Auch hierfür werden in der Regel Einstoffdüsen eingesetzt. Siehe z. B. J. Schlerfer et al., Gemischbildungsstudie an einem Daimler-Benz-Versuchsmotor zur Unterschreitung der ULEV-Grenzwerte, Spray '98, Preprints 23-1/7, Universität Essen, 1998.In addition to the smallest possible droplet size, which quickly burns the Enables fuel, is also a sufficient penetration behavior of the Spray jet required in the combustion chamber, because of course for the penetration is also only available for a very short time. With sufficiently large ß machines achieve the favorable division and sufficient input penetration depth by dividing the fuel flow over several nozzle openings. See e.g. B. G. König et al., Basic investigations of the beam spread processing and mixture formation of injection nozzles for EURO III - commercial vehicle engine ren, Spray '98, Preprints 22-1 / 7, Universität Essen, 1998. In this way who which produces several mutually divergent fuel jets that the ge favor desired mixture formation and division. In addition to the direct one In another system, the fuel is injected into the air supply duct. For this too, single-component nozzles are usually used used. See e.g. B. J. Schlerfer et al., Mixture formation study on one Daimler-Benz test engine for falling below the ULEV limit values, Spray '98, Preprints 23-1 / 7, University of Essen, 1998.

Eine besonders effektive Zerstäubung bzw. recht feine Tröpfchen kann man durch die Anwendung von Drallzerstäubern erreichen. Hierbei handelt es sich um kurze Düsenkanäle, denen eine Drallkammer vorgelagert ist, die über zwei oder auch mehrere Anströmkanäle meist tangential angeströmt wird. Diese Dü sen werden häufig auch als "Hohlkegeldüsen" bezeichnet. Siehe auch P. Walzel, Auslegung von Einstoff-Druckdüsen, Chem.-Ing.-Techn. 54 (1982) 4, S. 313-328.A particularly effective atomization or very fine droplets can be used achieved by using swirl atomizers. This is it around short nozzle channels, which are preceded by a swirl chamber, which has two or several flow channels are usually flowed tangentially. This Dü sen are often referred to as "hollow cone nozzles". See also P. Walzel, design of single-substance pressure nozzles, Chem.-Ing.-Techn. 54 (1982) 4, Pp. 313-328.

Bei anderen Bauformen von Dralldüsen erfolgt das Zuströmen des Kraftstoffes achsial. Im Zuströmkanal befindet sich dann ein Drallkörper, in dem auf einem zentralen Kern meist mehrere verschraubte Strömungskanäle eingebracht sind. Diese Strömungskanäle sorgen für die gewünschte Drallströmung in der nach geschalteten Drallkammer, die sich in dem meist konischen Kanal bis in die Dü se hinein fortsetzt. Die bekannten Drallkörper sind wie erwähnt durch einen zentralen Kern oder auch Steg gekennzeichnet.With other types of swirl nozzles, the fuel flows in axial. In the inflow channel there is then a swirl body in which on a central core usually several screwed flow channels are introduced. These flow channels ensure the desired swirl flow in the after switched swirl chamber, which is in the mostly conical channel into the Dü continues into it. The known swirl bodies are, as mentioned, by a marked central core or also bridge.

Es ist bekannt, daß derartige Drallkörper auch zum Erzeugen von Sprühstrah len in der Form von Vollkegeln eingesetzt werden. Hierzu befindet sich im Zen trum des Drallkörpers meist eine Bohrung, die das Entstehen eines Luftkerns verhindert, der im Fall von Hohlkegeldüsen gerade erwünscht ist.It is known that swirl bodies of this type are also used to generate a spray jet len in the form of full cones. This is in Zen The swirl body usually has a hole that creates an air core prevented, which is just desired in the case of hollow cone nozzles.

An dieser Stelle soll noch eine weitere bekannte Düsenform erwähnt werden, die ebenso einen verschraubten Ablenkkörper besitzt. Es handelt sich dabei um die sogenannten Helixdüsen. Sie bestehen aus einer meist runden zentralen Düse, die von einem meist eingängigen schraubenförmigen Ablenkkörper um geben ist. Der schraubenförmige Ablenkkörper ist hohl, wobei die Gewindegän ge so tief geschnitten sind, daß die Flüssigkeit vom Düsenzentrum über die gesamte Ganghöhe des Ablenkkörpers zwischen die Gewindegänge einströ men kann, dort abgeschält wird und in der Form einer verschraubten Lamelle die Düse verläßt. Solche Düsen lassen sich bislang wegen der geringen Bau teilfestigkeit des Drallkörpers nur mit vergleichsweise großen Abmessungen ab Düsendurchmessern von ca. 3 mm herstellen.At this point another well-known nozzle shape should be mentioned, which also has a screwed deflector. It is about the so-called helix nozzles. They consist of a mostly round central Nozzle by a mostly catchy helical baffle around give is. The helical baffle is hollow, with the threads ge cut so deep that the liquid from the nozzle center over the Flow the entire pitch of the deflector between the threads can be peeled off there and in the form of a screwed slat leaves the nozzle. Such nozzles have so far been possible because of their small size Partial strength of the swirl body only with comparatively large dimensions Produce nozzle diameters of approx. 3 mm.

Das Ausströmen der Flüssigkeit aus der Düse erfolgt bei Hohlkegeldüsen in der Form einer angenähert kegeligen Lamelle. Obwohl mit diesem Düsentyp sehr feine Tröpfchen bei vorgegebenem Druck und vorgegebenem Düsendurchmes ser erreichbar sind, ist jedoch die Bremswirkung des Umgebungsgases auf die vergleichsweise dünne Lamelle erheblich. Deshalb ist bei dieser Bauform die Eindringtiefe der Tröpfchen in den Verbrennungsraum häufig unzureichend.In the case of hollow cone nozzles, the liquid flows out of the nozzle in the Form of an approximately conical lamella. Although with this type of nozzle very much fine droplets at a given pressure and a given nozzle diameter water are achievable, however, is the braking effect of the ambient gas on the comparatively thin slat considerably. That is why this is the design The depth of penetration of the droplets into the combustion chamber is often inadequate.

Das schon erwähnte Aufteilen des Brennstoffs auf mehrere Bohrungen erfor dert insbesondere bei hohen Einspritzdrücken und kleinen Maschinenleistun gen, Stichwort "3 l-Auto", für einen vorgegebenen Brennstoffdurchsatz beson ders kleine Bohrungsquerschnitte. Praktisch sind derzeit Bohrungen herunter bis 0,2 mm im Einsatz. Mit abnehmender Maschinenleistung stellt sich bei klei nen Öffnungen jedoch das Problem der Verstopfungsanfälligkeit.The already mentioned division of the fuel into several holes is necessary especially with high injection pressures and low machine performance gen, keyword "3 l car", for a given fuel throughput small bore cross-sections. Wells are practically down at the moment up to 0.2 mm in use. With decreasing machine output, klei openings, however, the problem of susceptibility to clogging.

Der hier beschriebenen Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die aufgezähl ten Mängel zu beseitigen.The object of the invention described here is as enumerated to rectify any defects.

Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, daß Düsen geeigneter Geometrie eingesetzt werden, die in der Lage sind, aus einem Strömungskanal mehrere divergente Sprühstrahlen zu erzeugen. According to the invention the problem is solved in that nozzles are more suitable Geometry are used that are able to flow from a flow to generate several divergent spray jets.

Erfindungsgemäß wird das Aufteilen des Brennstoffs im Brennraum und die Zerstäubung dadurch bewirkt, daß Düsen mit einem Strömungskanal 1 einge setzt werden, dessen Wand in der Form einer mehrgängigen, mindestens zweigängigen Schraube ausgebildet ist. Die schraubenförmige Wand bewirkt bei ausreichender Gangtiefe T, die mindestens 1/5 des Außendurchmessers D des verschraubten Profils 3 beträgt, daß sich am Austritt der Düse aus jedem Gang der Schraube überraschenderweise ein einzelner Sprühstrahl bildet, der angenähert die Richtung der Gangneigung zur Düsenaustrittsebene beibehält. So wird der Winkel ϕ = 90 - β zwischen den Sprühstrahlen und der Düsenach se durch den Steigungswinkel β der Schraube bestimmt. Mit abnehmender Ganghöhe H der Schraube nimmt der Sprühwinkel bzw. der Winkel ϕ zwischen Düsenachse und Sprühstrahlen zu. Es können also auf diese Weise aus einer einzigen Öffnung mehrere Sprühstrahlen erzeugt werden. Besonders bedeut sam ist dabei, daß die Düse im Gegensatz zu bekannten Bauformen keinen "festen Kern" besitzt, erst dadurch ist ein verstopfungsfreier Betrieb gewährlei stet. Die Strömungsveränderung erfolgt ausschließlich durch die schraubenför mige Wand 2 bzw. Kontur des Strömungskanals 1.According to the invention, the division of the fuel in the combustion chamber and the atomization are brought about by the fact that nozzles are inserted with a flow channel 1 , the wall of which is in the form of a multi-start, at least two-start screw. With a sufficient pitch depth T, which is at least 1/5 of the outer diameter D of the screwed profile 3 , the screw-shaped wall surprisingly forms a single spray jet at the outlet of the nozzle from each thread of the screw, which approximately maintains the direction of the pitch to the nozzle exit plane. The angle ϕ = 90 - β between the spray jets and the nozzle axis is determined by the pitch angle β of the screw. With decreasing pitch H of the screw, the spray angle or the angle ϕ between the nozzle axis and spray jets increases. In this way, multiple spray jets can be generated from a single opening. It is particularly important that the nozzle, in contrast to known designs, does not have a "solid core", which is the only way to ensure blockage-free operation. The flow change occurs exclusively through the screw-shaped wall 2 or contour of the flow channel 1 .

Es ist günstig, wenn das den verschraubten Strömungskanal 1 erzeugende Profil 3 eine abgerundete Form aufweist. Auf diese Weise wird Strömungsablö sung und Kavitation sowie erosiver Verschleiß vermieden.It is advantageous if the profile 3 which produces the screwed flow channel 1 has a rounded shape. In this way, flow separation and cavitation as well as erosive wear are avoided.

In der Regel ist man bestrebt, eine möglichst gleichmäßige Aufteilung des Kraftstoffes auf die Einzelstrahlen zu erreichen. Im Idealfall sollen daher die Querschnittsflächen A_G jedes Ganges 4, aus denen die Einzelstrahlen hervortreten, angenähert gleich groß, jedoch mindestens halb so groß sein wie die Fläche A_d des in das Profil 3 eingeschriebenen Kreises 5, aus dem vorwie gend der Zentralstrahl hervorgeht. Dann ist auch der Querschnitt des achsialen Zentralstrahls und der seitlichen Strahlen angenähert gleich groß. As a rule, efforts are made to distribute the fuel as evenly as possible among the individual jets. Ideally, the cross-sectional areas A _{G of} each aisle 4 , from which the individual rays emerge, should be approximately the same size, but at least half as large as the area A _d of the circle 5 inscribed in the profile 3 , from which the central ray emerges. Then the cross-section of the axial central ray and the lateral rays are approximately the same size.

Das gewünschte Flächenverhältnis läßt sich bei der Verschraubung eines mehrgängigen Profils 3 praktisch nur dann erzielen, wenn das den Strömungs kanal 1 erzeugende Profil 3 an seinem Umfang konkave Stellen aufweist.The desired area ratio can be achieved practically only when screwing a multi-start profile 3 if the flow channel 1 generating profile 3 has concave points on its circumference.

Günstig sind verschraubte Profile 3 zur Ausbildung der Wand 2 des Strö mungskanals 1, die angenähert die Form von Kleeblättern aufweisen. Im Fall von zweigängigen Schrauben sind sowohl angenähert elliptische als auch han telförmige Figuren als Profile 3 günstig.Bolted profiles 3 are favorable to form the wall 2 of the flow channel 1 , which have approximately the shape of clover leaves. In the case of two-start screws, both approximately elliptical and Han-shaped figures as profiles 3 are favorable.

Wie erwähnt, entstehen aus den erfindungsgemäßen Düsen mit schraubenför miger Wand 2 des Strömungskanals 1 je nach Anzahl der Gänge 4 mehrere di vergente Sprühstrahlen. Aus dem Zentrum des Strömungskanals 1 wird bei passender Geometrie ebenso ein Sprühstrahl gebildet, der die Düse achsial verläßt. Bei geeigneter Geometrie kann man daher eine Aufteilung des Brenn stoffstroms in Strahlen mit angenähert gleichem Durchfluß erreichen.As mentioned, arise from the nozzles according to the invention with a screw-shaped wall 2 of the flow channel 1, depending on the number of gears 4, several di-spray jets. From the center of the flow channel 1, a spray is formed at a suitable geometry as well, which leaves the nozzle axially. With a suitable geometry, one can therefore achieve a division of the fuel flow into jets with approximately the same flow.

Die Umsetzung von Druck in Geschwindigkeit ist dann besonders effektiv, wenn Strömungskanäle 1 eingesetzt werden, deren Durchmesser in Strö mungsrichtung abnehmen. Gleiches gilt für die erfindungsgemäßen Düsen. Bei Strömungskanälen mit nicht kreisförmigen Querschnitten wird üblicherweise der hydraulische Durchmesser D_h angegeben. Er ist das Verhältnis der vier fachen Querschnittsfläche des verschraubten Profils 3 zum Umfang des ver schraubten Profils 3.The conversion of pressure into speed is particularly effective when flow channels 1 are used, the diameter of which decrease in the direction of flow. The same applies to the nozzles according to the invention. For flow channels with non-circular cross sections, the hydraulic diameter D _h is usually specified. It is the ratio of four times the cross-sectional area of the screwed profile 3 to the circumference of the screwed profile 3 .

Durch die schraubenförmige Wand 2 des Strömungskanals 1 werden in der Düse Strömungskomponenten in Umfangsrichtung bzw. eine Drallströmung er zeugt. Strömungsablösung kann dadurch vermieden werden, daß die Be schleunigung in der Flüssigkeit im Strömungskanal 1 der Düse in Umfangsrich tung nicht zu hoch ausfällt. Dies kann durch einen Steigungswinkel β erreicht werden, der zum Düsenaustritt hin abnimmt. Auf diese Weise erreicht man zu dem einen geringeren Durchsatz des mittleren Strahls. Through the helical wall 2 of the flow channel 1 , flow components in the circumferential direction or a swirl flow are generated in the nozzle. Flow separation can be avoided in that the acceleration in the liquid in the flow channel 1 of the nozzle in the circumferential direction is not too high. This can be achieved by a pitch angle β that decreases towards the nozzle outlet. In this way, a lower throughput of the middle jet is also achieved.

Die Fertigung einer Düse mit einer schraubenförmigen Wand 2 ist naturgemäß mit einem gewissen Aufwand verbunden. Besonders einfach ist die Fertigung aus Platten 6, die Öffnungen in der Form des Profils 3 aufweisen. Durch eine gestapelte Anordnung dieser Platten, die gegeneinander um einen bestimmten Winkelbetrag verdreht sind, kann die gewünschte verschraubte Oberfläche der Wand 2 des Strömungskanals 1 erzeugt werden. Die erwähnten Platten 6 kön nen auch durch Schweißen, Löten oder Kleben verbunden werden, wodurch ei ne Fixierung der Plattenstellung gegeben ist und die Montage bzw. Demontage der Düse erleichtert wird.The production of a nozzle with a helical wall 2 is naturally associated with a certain amount of effort. The production from plates 6 , which have openings in the shape of the profile 3 , is particularly simple. The desired screwed surface of the wall 2 of the flow channel 1 can be produced by a stacked arrangement of these plates, which are rotated relative to one another by a certain angular amount. The plates 6 mentioned can also be connected by welding, soldering or gluing, whereby there is a fixation of the plate position and the assembly or disassembly of the nozzle is facilitated.

Eine weitere vorteilhafte Methode zur Fertigung der erfindungsgemäßen Düsen ist durch ein Rohr gekennzeichnet, daß zunächst in Längsrichtung eingebeult und in Umfangsrichtung verdreht wird. Es ist vorteilhaft, dieses Rohr zur Ver meidung von Leckströmungen in eine Blechplatte einzulöten, einzuschweißen oder einzukleben.Another advantageous method for manufacturing the nozzles according to the invention is characterized by a tube that first bulges in the longitudinal direction and is rotated in the circumferential direction. It is advantageous to use this pipe for ver Avoidance of leakage currents to be soldered into a sheet metal plate or glue in.

Wie schon erwähnt, sind sich in Strömungsrichtung verjüngende Strömungska näle 1 günstig zur Vermeidung von Strömungsverlusten. Neben der bereits er wähnten Möglichkeit die Düse selbst mit abnehmendem hydraulischen Durch messer D_h auszubilden, kann auch ein einfacher konischer Zulaufkanal gewählt werden, damit Strömungsablösung an Einlaufkanten vermieden wird.As already mentioned, tapering flow channels 1 are favorable for avoiding flow losses. In addition to the possibility already mentioned of designing the nozzle itself with a decreasing hydraulic diameter D _h , a simple conical inlet channel can also be selected, so that flow separation at the inlet edges is avoided.

Kombiniert man eine herkömmliche Drallkammer 7 mit einem erfindungsgemä ßen verschraubten Strömungskanal 1, so entsteht wegen des Gaskerns im Zen trum der Drallströmung kein zentraler Strahl. Die Filmströmung wird durch die schraubenförmige Wand 2 des Strömungskanals 1 jedoch ebenso in mehrere Sprühstrahlen aufgeteilt und dadurch das Eindringvermögen des Sprühs in die Gasumgebung erheblich verbessert. Diese Bauform hat den Vorteil, daß trotz eines großen Düsenquerschnitts mit geringer Verstopfungsneigung dennoch der Durchsatz vergleichsweise gering ist. If you combine a conventional swirl chamber 7 with a screwed flow channel 1 according to the invention, there is no central jet because of the gas core in the center of the swirl flow. However, the film flow is also divided into several spray jets by the helical wall 2 of the flow channel 1 , and the penetration capacity of the spray into the gas environment is thereby considerably improved. This design has the advantage that, despite a large nozzle cross section with a low tendency to clog, the throughput is nevertheless comparatively low.

Im Fall von vorgeschalteten Drallkammern 7 entsteht im Zentrum des Sprüh strahls ein Gaskern mit einer Schichtenströmung an der Düsenwand. Die Flüs sigkeitsschicht δ weist in herkömmlichen Düsenöffnungen je nach Drallbedin gungen Bereiche von 0,2 < δ/D < 0,3 auf. Im Fall der erfindungsgemäßen ver schraubten Kontur strömt diese Schicht in die Gänge 4 der Verschraubung ein und tritt aus diesen in der Form von Einzelstrahlen aus.In the case of upstream swirl chambers 7 , a gas core is formed in the center of the spray jet with a layer flow on the nozzle wall. The liquid layer δ has ranges of 0.2 <δ / D <0.3 in conventional nozzle openings, depending on the swirl conditions. In the case of the screwed contour according to the invention, this layer flows into the passages 4 of the screw connection and emerges from them in the form of individual jets.

Deshalb sind im Fall von vorgeschalteten Drallkammern 7 auch kleinere Gang tiefen des die Kontur des Strömungskanals bildenden Profils mit 0,15 < T/D < 0,4 sinnvoll. Besonders günstige Geometrien entstehen dadurch, daß der meist angenähert kegelig ausgeführte Strömungskanal 1 zur Düsenöffnung bereits schraubenförmige Einsenkungen bzw. Gänge 4 aufweist, deren Kontur der Hauptströmungsrichtung der Flüssigkeit in Wandnähe folgt.Therefore, in the case of upstream swirl chambers 7 , smaller pitches of 0.15 <T / D <0.4 of the profile forming the contour of the flow channel are also useful. Particularly favorable geometries result from the fact that the mostly approximately conical flow channel 1 to the nozzle opening already has helical depressions or passages 4, the contour of which follows the main flow direction of the liquid near the wall.

Vorteilhafte Fertigungsverfahren sind neben dem mechanischen Bohren und Fräsen das Funkenerodieren. Bei einer andern vorteilhaften Fertigungsmethode wird ein Räumwerkzeug in der Form des Profils 3 schraubenförmig d. h. axial mit gleichzeitiger Verdrehung in das zumeist vorgebohrte Werkstück hinein bzw. herausbewegt.In addition to mechanical drilling and milling, advantageous manufacturing processes are spark erosion. In another advantageous production method, a broaching tool in the form of the profile 3 is moved in a helical manner, ie axially, with simultaneous rotation into or out of the mostly predrilled workpiece.

Eine besonders vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Düsen erfolgt an Verbrennungskraftmaschinen zum Einspritzen des Kraftstoffes, insbes. von Kohlenwasserstoffen an Otto- und Dieselmotoren, wobei der hydraulische Aus trittsdurchmesser der Düsen im Bereich 0,05 < D_h < 0,05 mm liegt.A particularly advantageous use of the nozzles according to the invention takes place on internal combustion engines for injecting fuel, in particular hydrocarbons, on gasoline and diesel engines, the hydraulic outlet diameter of the nozzles being in the range 0.05 <D _h <0.05 mm.

Die Erfindung ist beispielhaft in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigenThe invention is exemplified in the accompanying drawings and explained in more detail below. Show it

Fig. 1 Düse mit schraubenförmigen Strömungskanal 1 in der Seitenansicht. Die Wand 2 des Strömungskanals 1 ist schraubenförmig und besitzt 3 Gänge 4. Fig. 1 nozzle with helical flow channel 1 in a side view. The wall 2 of the flow channel 1 is helical and has 3 gears 4 .

Fig. 2 Düse mit dreigängigem schraubenförmigen Strömungskanal 1 in der Draufsicht. Das Profil 3 hat in dieser Ansicht die Gestalt eines Dreiecks. Fig. 2 nozzle with three-course helical flow channel 1 in plan view. The profile 3 has the shape of a triangle in this view.

Fig. 3 Düse mit viergängigem schraubenförmigen Strömungskanal 1. Ansicht in Strömungsrichtung. Das die Wand 2 des Strömungskanals 1 bilden de verschraubte Profil 3 weist eine abgerundete Kontur mit konkaven Bereichen auf. Zu erkennen ist die Querschnittsfläche A_G der Gänge und die Querschnittsfläche A_d des ein das Profil 3 eingeschriebenen Kreises 5. Fig. 3 viergängigem nozzle with helical flow channel 1. View in the direction of flow. The wall 2 of the flow channel 1 form de screwed profile 3 has a rounded contour with concave areas. The cross-sectional area A _{G of} the aisles and the cross-sectional area A _d of the circle 5 inscribed in the profile 3 can be seen.

Fig. 4 Düse mit zweigängigem schraubenförmigen Strömungskanal 1. Ansicht in Strömungsrichtung. Die Gangtiefe T ist der Abstand zwischen dem in das Profil 3 eingeschriebenen Kreises 5 und dem Profilaußendurch messer 8. Fig. 4 nozzle with double- action helical flow channel 1. View in the direction of flow. The pitch T is the distance between the circle 5 inscribed in the profile 3 and the profile outer diameter 8 .

Fig. 5 Düse in der Seitenansicht mit abnehmendem hydraulischen Durchmes ser D_h. Fig. 5 nozzle in side view with decreasing hydraulic diam D _h .

Fig. 6 Düse in der Seitenansicht im Längsschnitt mit abnehmendem Stei gungswinkel β der Verschraubung. Fig. 6 nozzle in side view in longitudinal section with decreasing Stei supply angle β of the screw.

Fig. 7 Platte 6 mit einer Öffnung in der Form des verschraubten Profils 3. Fig. 7 plate 6 with an opening in the shape of the screw profile 3.

Fig. 8 Gestapelte und in Umfangsrichtung verdrehte Platten 6, die die ver schraubte Wand 2 des Strömungskanals 1 bilden, Ansicht in Strö mungsrichtung. Fig. 8 Stacked and rotated in the circumferential direction plates 6 , which form the ver screwed wall 2 of the flow channel 1 , view in the flow direction.

Fig. 9a In Längsrichtung eingebeultes Rohr. Fig. 9a dented tube in the longitudinal direction.

Fig. 9b Eingebeultes und verwundenes Rohr, das den verschraubten Strö mungskanal 1 bildet. Fig. 9b dented and twisted tube that forms the screwed flow channel 1 .

Fig. 10 Eingebeultes und verschraubtes Rohr, das in eine Platte dicht einge setzt, z. B. eingelötet ist. Fig. 10 Dented and screwed tube that is tightly inserted into a plate, for. B. is soldered.

Fig. 11 Konischer Strömungskanal 1 mit schraubenförmiger Wand 2 mit strom aufwärts angeordneter Drallkammer 7. Fig. 11 Conical flow channel 1 wall 2 with helical upstream swirl chamber 7 arranged.

Reference list

11

Strömungskanal
Flow channel

22nd

schraubenförmige Wand
helical wall

33rd

Profil der Verschraubung
Profile of the screw connection

44th

Gang der Verschraubung
Thread of the screw connection

55

eingeschriebener Kreis
inscribed circle

66

Platten
plates

77

Drallkammer
Swirl chamber

88th

Außendurchmesser des Profils Outside diameter of the profile

33rd

A_d A _d

Querschnittsfläche des in das Profil Cross-sectional area of the in the profile

33rd

eingeschriebenen Kreises inscribed circle

55

A_G A _G

Querschnittsfläche des Ganges Cross-sectional area of the aisle

44th

der Verschraubung
b Steigungswinkel
H Ganghöhe
D_h the screw connection
b pitch angle
H pitch
D _h

hydraulischer Durchmesser des Strömungskanals
hydraulic diameter of the flow channel

Claims

1. Nozzle for spraying liquids, characterized by a flow channel ( 1 ) without a core with a wall ( 2 ) which is designed in the form of a more common, at least two-start screw.

2. Nozzle according to claim 1, characterized by a helical wall ( 2 ) with a contour in the form of a screwed profile ( 3 ), the sen depth T of the passages (4) carries at least 1/5 of the outer diameter D, 1 ≧ 1 / 5.

3. Nozzle according to claims 1 and 2, characterized by a screw-shaped wall ( 2 ) in which the shape of the screwed profile ( 3 ) has a rounded contour.

4. Nozzle according to claim 1 to 3, the cross-sectional area A _{G of} each passage ( 4 ) is at least 1/2 times as large as the cross-sectional area A _d of the circle ( 5 ) inscribed in the screwed profile ( 3 ).

5. Nozzle according to claim 1 to 4, characterized by a hydraulic diameter D _h , which decreases towards the nozzle outlet.

6. Nozzle according to claim 1 to 5, characterized by a pitch winch kel β, which decreases towards the nozzle outlet.

7. Nozzle according to claim 1 to 6, characterized by stacked te plates ( 7 ) which have an opening in the form of the screwed profile ( 3 ) and by a mutually rotated arrangement, the ver screwed wall ( 2 ) of the flow channel ( 1 ) .

8. Nozzle according to claim 7, characterized by plates by soldering, Gluing or welding.

9. Nozzle according to claim 1 to 6, characterized by a tube which receives the helical wall ( 2 ) by denting and twisting.

10. Nozzle according to claim 9, characterized by a tube which is in a sheet plate is soldered or welded or glued.

11. Nozzle according to claim 1 to 10, characterized by a conical flow liquid feed.

12. Nozzle according to claim 1 to 11, characterized by an upstream swirl chamber ( 7 ).

13. Nozzle according to claim 1 to 12, the wall ( 2 ) or contour is generated by spark eroding.

14. Nozzle according to claim 1 to 12, characterized in that the screw ben-shaped wall ( 2 ) is generated by mechanical drilling or milling.

15. Nozzle according to claim 1 to 12, characterized in that the helical wall ( 2 ) is generated by a helically moving broach with the shape of the screwed profile 3 .

16. Nozzle according to claim 1 to 11, characterized in that it by a pour a twisted profile rod into a solidifying mass and on then unscrewing the rod from the mass.

17. Use of a nozzle according to claim 1 to 15, characterized in that it for the injection of fuels, for. B. hydrocarbons are used in internal combustion engines, especially in gasoline or diesel engines and have a hydraulic diameter of 0.05 <D _h <1.0 mm at the nozzle outlet.