DE2121121B2 - Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit zwei in Längsrichtung des Düsenkörpers angeordneten, den Zufluß des Einspritzkraftstoffs zu jeweils wenigstens einem Spritzloch steuernden, im Bereich einer Druckschulter jeweils von einem, an einen gemeinsamen Kraftstoffzuflußkanal angeschlossenen Druckraum umgebenen DUsennadeln, deren Öffnungshübe gegen die Kraft einer jeden Düsennadel zugeordneten Feder durch Anschläge begrenzt werden.

Bei einer bekannten Einspritzdüse dieser Art (deutsche Offenlegungssclirift 19 14 742) wird durch einen mit Hilfe von zwei verschieden starken Federn bewirkten unterschiedlichen öffnungsdruck für die beiden Nadeln lediglich über den unterschiedlichen Einspritzdruck eine lastabhängige Aufteilung der Einspritzung über die eine nur bei Teillast öffnende Nadel und die zusätzliche noch bei Vollast öffnende Nadel erzielt. Ferner wird bei der bekannten Einspritzdüse eine günstige Spritzstrahlausbildung bei stark unterschiedlichen Einspritzmengen über den ganzen Lastbereich durch geeignete Wahl der Spritzlochquerschnitte mit Bezug auf die jeweils durchgesetzten Einspritzmengen erreicht Nachteilig ist jedoch, daß die Änderung der Einspritzverhälinisse während des Betriebs der Brennkraftmaschine von außen völlig unbeeinflußbar abläuft und eine z. B. temperaturabhängige Beeinflussung der Einspritzverhältnisse hier nicht möglich ist
Bei Dieselmotoren mit direkter Einspritzung in einen beispielsweise im Kolben ausgebildeten kugelförmigen Brennraum erfolgt die Kraftstoffauftragung häufig auf die Brennraumwand, wobei bei warmem Motor eine Teilverdampfung des Kraftstoffes erfolgt Bei kaltem Motor hingegen und insbesondere im Leerlauf reicht die Wandtemperatur für eine Verdampfung und entsprechend einwandfreie Verbrennung des Kraftstoffs nicht aus. Die Folge ist eine erhöhte Konzentration unverbrannter, giftiger Bestandteile im Abgas (Blaurauch).

In diesem Zusammenhang ist es deshalb günstig, wenn der Kraftstoffstrahl zwar bei warmem Motor an die Brennraumwand gelangt, während des Warmlaufvorgangs jedoch eine andere Richtung erhält so daß er nicht an die kalte Zylinderwand gelangen kann, sondern vielmehr zur Mitte des Kugelbrennraums hin gerichtet ist in der durch den vorhandenen Luftwirbel eine Kraftstoff-Luft-Gemisch-Bildung begünstigt wird.

Mit einer bereits bekannten Kraftstoffeinspritzdüse (deutsche Patentschrift 12 52 968) wird eine solche Strahrichtungsänderung bei einer Zapfendüse durch eine nicht austauchende Zapfennadel erreicht die als im Querschnitt konstante Spritzöffnung eine gegenüber der Düsenbohrungsachse unter einem Winkel verlaufende Nut aufweist. Die Düsennadel ist über einen Hebel von außen last- oder temperaturabhängig verdrehbar. Diese Konstruktion ist aufwendig und bringt wegen des nicht austauchenden Zapfens zudem die Gefahr des Verkokens zwischen Zapfen und Düsenbohrung mit sich. Außerdem ist wegen des konstanten Spritzquerschnitts eine optimale Anpassung an die Verbrennungserfordernisse nicht möglich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzdüse zu schaffen, mit welcher betriebssicher und mit einfachen Mitteln eine optimale Anpassung der Einspritzung an die Betriebsverhältnisse der Brennkraftmaschine während des Betriebes derselben unter Berücksichtigung unterschiedlicher Strahlrichtungen oder stark unterschiedlicher Kraftstoffeinspritzmengen möglich ist.

Diese Aufgabe wird unter Verwendung einer Einspritzdüse der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß gelöst, daß die Anschläge gegebenenfalls bis zur Verhinderung des Öffnungshubes einer der beiden Düsennadeln gleichzeitig und während des Laufs der Brennkraftmaschine einstellbar sind.

Die Verstellung der Anschläge kann mit hydraulischen, elektrischen, pneumatischen oder sonstigen Mitteln erfolgen, und zwar für alle Düsen an einem Motor gleichzeitig. Es ist also bei unterschiedlich ausgerichteten Spritzlöchern nicht nur eine lastabhängige, sondern auch eine temperaturabhängige Änderung der Spritzrichtung des eingespritzten Kraftstoffs während des Betriebs der Brennkraftmaschine auf einfache Weise möglich. Auch kann eine Anpassung der Einspritzung bei stark unterschiedlichen Einspritzmengen nunmehr von außen her gesteuert auf einfache Weise vorgenommen werden.
Es ist zwar bekannt, bei einer eingangs beschriebenen

Düse die Anschläge der Nadeln zu verstellen (deutsche Patentschrift 6 15 604), im Gegensatz zur Erfindung handelt es sich jedoch hier nur um eine Justiervorrichtung, bei der jeder Anschlag unabhängig vom zweiten und nach umständlichem Entfernen eines Schutzdeckels verstellt werden muß.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Einstellung der für entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffs öffnende DUsennadeln als Anschlagstift ausgebildeten Anschläge durch eine quer zur Achse der Anschlagstifte verdrehbar im Düsenhalter angeordnete und anschlagstiftseitig mit einer entsprechend geformten Stirnfläche versehene Scheibe, und zwar ggf. unter Schwischenschaltung einer Übertragungsstange für jede Düsennadel.

Ferner ist günstig, wenn die Einstellscheibe axial verschiebbar angeordnet ist und zwecks kraftschlüssiger Anlage der jeweils in ihrer Schließstellung festgehaltenen Düsennadel an ihrem Sitz durch ein elastisches Mittel, vorzugsweise eine Feder, beaufschlagt ist Hierdurch ist es möglich, daß die elastischen Mittel die eine Ventilnadel auf ihren Ventilsitz pressen und ein öffnen dieses Ventils verhindern, ohne daß für diesen Kraftschluß ein exakter und teurer Formschluß erforderlich ist

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn zusammen mit der Einstellung des jeweiligen Anschlagstiftes auch ein mit diesem verbundener einstellscheibenseitig der Anlage der zugehörigen Düsennadelfeder dienender Federteller axial verstellt wird, womit zugleich mit einer Änderung der Stellung des Anschlagstiftes auch der öffnungsdruck für die jeweilige Düsennadel geändert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung, welche einen Querschnitt durch die Einspritzdüse darstellt, näher beschrieben.

Ein Düsenkörper 1 wird durch ein Überwurfmutter 2 an einen Düsenhalter 3 gepreßt Im Düsenkörper 1 sind zwei Düsennadeln 4 angeordnet, deren Druckräume 5 aus einem gemeinsamen Zuflußkanat 6 gespeist werden. Zwischen Düsenkörper 1 und Düsenhalter 3 ist eine Zwischenscheibe 7 angeordnet, die den größtmöglichen Hub der Düsennadeln 4 bestimmt Die Nadeln 4 sind durch Schließfedern 8 belastet unter Zwischenschaltung von Federtellern 9. Die Federcharakteristik und der öffnungsdruck können im Rahmen der Einbauverhältnisse verschieden sein, wenn es die Betriebsverhältnisse erfordern. Auf der gegenüberliegenden Seite Stützen sich die Federn 8 an Federtellern 10 ab, die in Richtung Düsennadel Dornfortsätze 11 haben, die den maximalen Federweg bestimmen. Zwischen Federn 8 und Federtellern 10 sind Unterlegscheiben 12 angeordnet, die je nach Dicke die Federvorspannung und damit den öffnungsdruck bestimmen. Die Federteller 10 sind durch Übertragungsstangen 13 verschiebbar, die sich mit ihrem anderen Ende an einer Scheibe 14 abstützen, deren anschlagstiftseitige Stirnfläche zur Verstellung der Anschlagstifte entsprechend geformt ist. Die Scheibe 14 ist über eine Welle 15 und durch einen Hebel 16 verdrehbar, wobei die Stirnfläche 17 der Scheibe 14 derart ausgebildet ist, daß je nach eingenommener extremer Verdrehstellung eine der Nadeln 4 kraftschlüssig auf ihren Ventilsitz gepreßt wird, und der zugeführte Kraftstoff nur die andere Nadel entgegen der Kraft der Feder 8 verschieben kann. Der Kraftschluß zwischen der Scheibe 14, der Stange 13, dem Federteller 10 bzw. Dornfortsatz 11, dem Federteller 9 und der Düsennadel 4 wird durch mehrere Sätze von Tellerfedern 18 gewährleistet. Durch Auswechseln von Unterlegscheiben 19 kann diese dem Kraftschluß dienende Kraft geändert werden. Durch die Tellerfedern 18 werden außerdem Fertigungstoleranzen zwischen den genannten beweglichen Teilen ausgeglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit zwei in Längsrichtung des Düsenkörpers angeordneten, den Zufluß des Einspritzkraftstoffs zu jeweils wenigstens einem Spritzloch steuernden, im Bereich einer Druckschulter jeweils von einem, an einen gemeinsamen Kraftstoffzuflußkanal angeschlossenen Druckraum umgebenen Düsennadeln, deren Öffnungshübe gegen die Kraft einer jeden Düsennadel zugeordneten Feder durch Anschläge begrenzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge gegebenenfalls bis zur Verhinderung des Öffnunghubes einer der beiden Düsennadeln (4) gleichzeitig und während des Laufs der Brennkraftmaschine einstellbar sind.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der für entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffs öffnende Düsennadeln als Anschlagstifte (11) ausgebildeten Anschläge durch eine quer zur Achse der Anschlagstifte verdrehbar im Düsenhalter (3) angeordnete und anschlagstiftseitig mit einer entsprechend geformten Stirnfläche (17) versehene Scheibe (14) erfolgt

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Anschlagstifte (11) durch die Einstellscheibe (14) unter Zwischenschaltung jeweils einer Übertragungsstange (13) für jede Düsennadel (4) erfolgt

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellscheibe (14) axial verschiebbar angeordnet und zwecks kraftschlüssiger Anlage der jeweils in ihrer Schließstellung festgehaltenen Düsennadel (4) an ihrem Sitz durch ein elastisches Mittel, vorzugsweise eine Feder (18), beaufschlagt ist.

5. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit der Einstellung des jeweiligen Anschlagstiftes (11) auch ein mit diesem verbundener, einstellscheibenseitig der Anlage der zugehörigen Düsennadelfeder (8) dienender Federteller (12) axial verstellt wird.