DE2746010C2 - Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer durch den Einspritzkraftstoffdruck gegen Federkraft und entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung mit ihrem konischen Ventilsitz von einem entsprechend konisch ausgebildeten Dichtsitz im Düsenkörper abhebenden und hinter dem Ventilsitz in Kraftstoffströmungsrichtung in einer Spitze auslaufenden Düsennadel, durch die dem Einspritzkraftstoff beim Abheben der Nadel vom Dichtsitz der Weg zu einem unter einem spitzen Winkel zur Düsennadelachse im Düsenkörper angeordneten Spritzloch freigegeben wird.

Eine derartige Einspritzdüse ist bereits durch die DE-OS 21 10 881 bekannt. Bei dieser taucht jedoch die Spitze der Düsennadel im geschlossenen Zustand in einen unterhalb des Dichtsitzes in Form eines Sacklochs ausgebildeten Kraftstoff-Sammelraum ein, in den ein in seiner Länge als auch im Durchmesser genau festgelegtes Spritzloch frei einmündet. Für letzteres sind, genauso wie für die Auswahl des Spritzlochwinkels, die spezifischen Motordaten entscheidend.

Bekanntlich ist die Güte der Kraftstoffeinspritzung bei Brennkraftmaschinen wesentlich abhängig vom jeweiligen Einspritzdruck. Ist bei der vorbeschriebenen, bekannten Einspritzdüse die Düsennadel nur geringfügig angehoben, so wird einerseits der Kraftstoffdruck durch den engen Spalt im Dichtsitz stark abgebaut, andererseits aber sofort der volle Querschnitt des Spritzloches freigegeben. Dies führt dazu, daß besonders während der Öffnungs- und Schließphase der Düsennadel am Spritzloch nur ein stark verminderter Druck für die Einspritzung zur Verfügung steht. Die Folge davon ist eine schlechte Gemischaufbereitung und Verbrennung, wodurch sich eine verminderte Abgasqualität sowie ein erhöhter Kraftstoffverbrauch ergeben. Dies gilt insbesondere für den unteren Drehzahl- und Lastbereich eines Motors.

Hier setzt die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Kraftstoff-Einspritzdüse der eingangs beschriebenen Art mit einfachen Mitteln bzw. ohne weiteren Kostenaufwand dahingehend zu verbessern, daß am Spritzloch während des gesamten Einspritzvorgangs ein nahezu unverminderter Kraftstoffdruck zur Verfügung steht.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die entsprechend geformte Spitze der Düsennadel beim Hub derselben steuernd in das Spritzloch eintaucht und zwar derart, daß der freie Kraftstoffdurchtrittsquerschnitt des Spritzlochs an seiner nadelseitigen Mündung mit Ausnahme eines kurzen Bereichs am Anfang und Ende des Düsennadelhubes stets kleiner ist als der gleichzeitig im Bereich des Dichtsitzes von der Düsennadel freigegebene Kraftstoffdurchtrittsquerschnitt

Es erfolgt also mit der Steuerung des freien Querschnittes am Dichtsitz gleichzeitig in einfacher Weise auch eine Steuerung des freien Querschnittes unmittelbar an der Spritzlochmündung, wobei anzumerken ist, daß lediglich in den Bereichen, in denen sich die Ventilnadel unmittelbar am Hubanfang bzw. vor dem Hubende befindet, d. h. also sich noch bzw. wieder in unmittelbarer Nähe des Dichtsitzes befindet, aus fertigungstechnischen Gründen der Kraftstoffdurchtrittsquerschnitt am Spritzloch größer ist. Hebt jedoch die Düsennadel darüber hinaus, wenn auch nur geringfügig, von ihrem Dichtsitz ab, so kann sich vor dem Spritzloch aufgrund der Steuerung desselben der volle Einspritzdruck aufbauen, wodurch die angestrebte gute Gemischbildung und Verbrennung in allen Betriebsbereichen des Motors, insbesondere jedoch im unteren Drehzahl- und Lastbereich gesichert ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der halbe Spitzenwinkel der Nadelspitze gleich dem Winkel ist, unter dem das Spritzloch zur Düsennadelachse verläuft. Dies ergibt bei Variation des Nadelhubes die kleinstmögliche Querschnittsänderung.

Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles entnommen werden. Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch den unteren Teil einer Einspritzdüse nach der Erfindung.

In einem Düsenkörper 1 ist eine axial verschiebbare Düsennadel 2 angeordnet, die mit einem konischen Ventilsitz 3 an einem ebenso geformten Dichtsitz 4 im Düsenkörper 1 anliegt. Unterhalb des Dichtsitzes ist ein Kraftstoff-Sammelraum 5 vorgesehen, von dem ein Spritzloch 6 nach außen führt, das unter einem spitzen Winkel & zur Düsennadelachse χ verläuft. Die am Dichtsitz 4 anliegende konische Fläche 3 der Düsennadel 2 bildet in Verlängerung eine Spitze 7, welche in das Spritzloch 6 eintaucht und beim Anheben der Düsennadel dessen freien Querschnitt steuert. In der Figur bildet die Außenfläche der Spitze 7 mit der konischen Fläche des Ventilsitzes 3 einen leicht herzustellenden Kegel, dessen Neigung im vorliegenden Fall unter dem gleichen Winkel α wie das Spritzloch 6 verläuft. Anders ausgedrückt: Der halbe Spitzenwinkel /der Nadelspitze 7 ist gleich dem Winkel a, unter dem das Spritzloch 6 zur Düsennadelachse χ verläuft.

In diesem Zusammenhang wird noch darauf hingewiesen, daß die Neigung der Spitze 7 und damit des
Ppritzloches 6 zur Düsennadelachse χ durchaus nicht
mit der Neigung der Fläche des Ventilsitzes 3 bzw. des
Dichtsitzes 4 übereinstimmen muß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. ICraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer durch den Einspritzkraftstoffdruck gegen Federkraft und entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung mit ihrem konischen Ventilsitz von einem entsprechend konisch ausgebildeten Dichtsitz im Düsenkörper abhebenden und hinter dem Ventilsitz in Kraftstoffströmungsrichtung in einer Spitze auslaufenden Düsennadel, durch die dem Einspritzkraftstoff beim Abheben der Nadel vom Dichtsitz der Weg zu einem unter einem spitzen Winkel zur Düsennadelachse im Düsenkörper angeordneten Spritzloch freigegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechend geformte Spitze der Düsennadel (2) beim Hub derselben steuernd in

r das Spntzloch (6) eintaucht und zwar derart, daß der freie Kraftstoffdurchtrittsquerschnitt des Spritzlochs (6) an seiner nadelseitigen Mündung mit Ausnähme eines kurzen Bereichs am Anfang und Ende des Düsennadelhubes stets kleiner ist als der gleichzeitig im Bereich des Dichtsitzes (4) von der Düsennadel (2) freigegebene Kraftstoffdurchtrittsquerschnitt

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der halbe Spitzenwinkel (ß) der Nadelspitze (7) gleich dem Winkel («) ist, unter dem das Spritzloch (6) zur Düsennadelachse (x) verläuft