DE3300670A1 - Kraftstoffeinspritzduese - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem O barbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bisherigen Form einer derartigen Kraftstoffeinspritzdüse bilden das Ventil und die Wand der Öffnung ein ringförmiges Spiel, durch das der Kraftstoff strömt, wenn der Kopf vom Sitz abgehoben ist, wobei der resultierende Kraftstofffstrahl im allgemeinen kegelförmig ist. Einige Brennkraftmaschinen arbeiten mehr oder weniger zufriedenstellend, wenn der Kraftstoff strahl die Form von einem oder mehreren Strahlen hat, die einen konzentrierten und durchdringenderen Strahl erzeugen. Diese Form des KraftstoffStrahls kann unter Verwendung einer sogenannten nach innen mündenden Einspritzdüse erzielt werden. Eine derartige Einspritzdüse ist auch in der Herstellung teurer und hat einen größeren Platzbedarf, so daß die Probleme der Unterbringung der Einspritzdüse an einer Brennkraftmaschine größer sind.

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Kraftstoffeinspritzdüse der angegebenen Bauart in einer Ausführungsform, bei der ein oder mehrere Kraftstoffstrahlen von konzentrierter Form erzielt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben* Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer bekannten Ausführungsform einer nach außen mündenden Kraftstoffeinspritzdüse;

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt eines Teils der Kraftstoffeinspritzdüse von Fig. 1, jedoch abgeändert nach der Erfindung;

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt einer weiteren Abänderung der Kraftstoffeinspritzdüse von Fig. 1;

Fig. 4 einen der Fig. 2 ähnlichen Schnitt einer weiteren Abänderung;

Fig. 5 einen Längsschnitt eines Teils einer weiter abgeänderten Ausführungsform einer Kraftstoffeinspritzdüse eingebaut in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine.

Gemäß Fig. 1 enthält eine Kraftstoffeinspritzdüse einen Körper 10 mit einer Bohrung 11. Die Bohrung 11 am Ende des Körpers, die im Betrieb in die Brennkammer einer zugehörigen Brennkraftmaschine mündet, ist erweitert zur Bildung einer öffnung 12 mit einer geradzylindrischen Wand. Die Verbindungsstelle zwischen dem Hauptteil der Bohrung und der öffnung 12 ist kegelstumpfförmig und bildet einen Sitz 13.

Innerhalb der Bohrung ist ein Ventilglied verschiebbar, das einen Schaft 14 und einen Kopf 15 aufweist.

Der Hauptteil· des Schafts 14 bildet mit der Bohrung 11 ein Spiel, ist aber mit einem gerieften Führungsteil 15A und einem Teil 16 versehen, der in der Bohrung 11 verschiebbar ist und sich über das Ende des Körpers hinaus erstreckt. Der Teil 16 trägt eine Federanlage 17, zwischen welcher und einem Flansch des Körpers eine Schraubendruckfeder 18 angeordnet ist. Darüberhinaus wird die Federanlage gegen axiale Bewegung gegenüber dem Schaft durch ein Halteglied gehalten. Der Körper bildet öffnungen 20, durch die Kraftstoff in das ringförmige Spiel zwischen dem Schaft des Ventilglieds und der Bohrung 11 fließen kann. In der Praxis stehen die öffnungen mit einem Kraftstoffeinlaß in Verbin-

dung, der in einem Gehäuse ausgebildet ist, das in dichter Berührung mit dem Flansch am Körper steht.

Der Kopf 15 des Ventilglieds hat einen geradzylindrischen Teil 21 und einen ersten kegelförmigen Teil 22, an dem sich ein weiterer kegelförmiger Teil 23 anschließt. Die Verbindungsstelle der kegelförmigen Teile 22 und 23 macht mit dem Sitz eine Linienberührung, wenn sich der Ventilkopf in der Schließstellung befindet. Im Beispiel von Fig. 1, das eine bekannte Ausführungsform der Kraftstoffeinspritzdüse darstellt, besteht zwischen der Wand der öffnung 12 und der Wand des geradzylindrischen Teils 21 ein ringförmiges Spiel. Wenn der Kopf durch die Wirkung des unter Druck stehenden Kraftstoffs vom Sitz abgehoben ist, fließt als Ergebnis Kraftstoff durch das ringförmige Spiel, wodurch ein im allgemeinen kegelförmiger Strahl erzeugt wird.

Gemäß Fig. 2 hat der Ventilkopf 15 einen geradzylindrischen Teil 24, dessen Durchmesser so groß ist, daß zwischen ihm und der Wand der öffnung 12 im wesentlichen kein Spiel besteht. Der Ventilkörper bildet im speziellen Beispiel zwei Strömungswege 25, die durch Bohrungen im Ventilkörper gebildet sind. Die Eingänge zu den Bohrungen münden an der geradzylindrischen Wand der öffnung 12 an einer Stellung derart, daß sie vom geradzylindrischen Teil 24 des Ventilkopfs bedeckt sind, wenn sich letzterer in der Schließstellung befindet. Wenn sich das Ventilglied in die Öffnungsstellung bewegt, werden die Eingänge zu den Bohrungen 25 allmählich abgedeckt, und kann Kraftstoff durch die Bohrungen fließen zur Bildung von konzentrierten Kraftstoffstrahlen 26. Diese Strahlen haben, verglichen mit der durch die Kraftstoffeinspritzdüse von Fig. 1 erzielten Strahlform, eine erhöhte Durchdringungsleistung. Die Eingänge zu den Bohrungen werden allmählich abgedeckt, wenn der Kraftstoffdruck zunimmt. Es ist aber schwierig, eine Feder herzustellen, die die geforderte Kraftzunahme über der kleinen Bewegung des Ventilkopfs liefert. Folglich kann es notwendig sein, statt einer einzigen Bohrung 25 wenigstens zwei axial beabstandete Bohrungen

27 gemäß Fig. 3 herzustellen. Der Abstand zwischen den Bohrungen kann so erhöht werden, daß eine merkliche Zunahme der Federkraft erzielt wird, wenn sich der Ventilkopf zum Abdecken der Bohrungen bewegt. Beim speziellen Beispiel hat jede Bohrung einen Durchmesser von 0,2 mm. Wenn beide Bohrungen abgedeckt sind, ist dies einer einzigen Bohrung mit einem Durchmesser von 0,28 mm gleichwertig.

Gemäß der Darstellung sind beide Achsen der benachbarten Bohrungen 27 parallel. Bei Bedarf können aber diese Achsen so konvergieren, daß ein einziger Strahl erzeugt wird. Da der Kraftstoffdruck bestrebt ist, mit zunehmender Drehzahl anzusteigen , kann darüberhinaus bei geringer Drehzahl nur die untere Bohrung 27 abgedeckt werden. Wenn die Drehzahl zunimmt, werden die obere Bohrung oder die oberen Bohrungen, sofern in der Gruppe mehrere vorgesehen sind, abgedeckt, wodurch sich eine veränderliche Querschnittscharakteristik als Funktion der Motordrehzahl und auch der Belastung ergibt, die durch die zur Brennkraftmaschine gelieferte Kraftstoffmenge wiedergegeben ist. Dies ist für die Verbrennung des Kraftstoffs in der Brennkammer der Brennkraftmaschine von Nutzen.

Eine Alternative zu den Bohrungen ist in Fig. 4 dargestellt. In diesem Beispiel sind die Bohrungen durch axiale Einschnitte 28 ersetzt, die im Ende des Ventilkörpers gebildet sind. Die Einschnitte sind durch den geradzylindrischen Teil des Ventilkopfs verschlossen, wenn sich dieser in der Schließstellung befindet. In den Beispielen von Fig. 2 bis 4 hat der geradzylindrische Teil 24 des Ventilkopfs ein sehr kleines Spiel mit der Wand der Öffnung 12 derart, daß praktisch kein Kraftstoff durch die ringförmige Öffnung fließen kann. Kraftstoffeinspritzdüsen dieser Art eignen sich besonders zur Verwendung mit direkt einspritzenden Brennkraftmaschinen, die für gewöhnlich vier oder mehr Kraftstoffstrahlen aus einer zentral angeordneten Einspritzdüse verwenden und bei denen bekannt ist, daß eine veränderliche Querschnittscharakteristik für das Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine von Nutzen ist.

Beim Beispiel von Fig. 5 ist das Spiel derart vergrößert, daß ein im allgemeinen ringförmige Strahl wie beim Beispiel von Fig. 1 erzielt wird, sobald der Ventilkopf von seinem Sitz abgehoben hat. Die Kraftstoffeinspritzdüse ist auch mit einem Einschnitt 28 versehen, der durch den geradzylindrischen Teil 24 des Ventilkopfs abgedeckt wird, nachdem sich der Ventilkopf um ein gegebenes Ausmaß bewegt hat. Neben dem ringförmigen Strahl 29 wird auch ein Strahl 30 mit erhöhter Durchdringungsleistung erzielt. Der Strahl 30 wird zweckmäßig in der entgegengesetzten Richtung auf den Luftwirbel innerhalb der Brennkammer gerichtet, was durch den Pfeil 31 angegeben ist. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft zur Verwendung mit Brennkraftmaschinen mit indirekter Einspritzung, wo der Kraftstoff zu einer kleinen Brennkammer geliefert wird, die vom Motorzylinder getrennt ist, oder zur Verwendung bei einigen Arten von Brennkraftmaschinen mit direkter Einspritzung, die entwickelt wurden und sehr starke Wirbel haben und eine von der Achse des Zylinders versetzte Einspritzdüse verwenden. Der Strahl 30 wird nur erzeugt, wenn der zur Kraftstoffeinspritzdüse gelieferte Kraftstoffstrahl einen gegebenen Wert übersteigt, nämlich im allgemeinen wenn die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl läuft. Der Strahl 30 kann in den Luftstrom eindringen, der bei einer Zunahme der Motordrehzahl eine erhöhte Geschwindigkeit hat.

Claims (6)

1. öir. iO.SOvU Müi.c't-.sn 22 --· ·-<■ *--" -^:- *..""-.*

   67-34.564Ρ

   11. Januar 1983

   LUCAS INDUSTRIES public limited company Great King Street, Brimingham B19 2XF Großbritannien

   Kraftstoffeinspritzdüse

   Ansprüche

   Kraftstoffeinspritzdüse zum Liefern von Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine,

   - wobei die Kraftstoffeinspritzdüse von der nach außen öffnenden Bauart ist und einen Körper aufweist, in dessen Ende eine öffnung ausgebildet ist, die im Betrieb einer Brennkammer der Brennkraftmaschine zugewandt ist, und

   - wobei in der öffnung ein Ventilkopf angeordnet ist, der nachgiebig in Berührung mit einem Sitz vorgespannt ist zur Verhinderung eines KraftstoffStroms durch die öffnung und der durch die Wirkung von zu einem Einlaß der Kraftstoffeinspritzdüse geliefertem, unter Druck stehendem Kraftstoff vom Sitz abhebbar ist für den Durchtritt von Kraftstoff durch die öffnung,

   dadurch gekennzeichnet,

   - daß die öffnung (12) eine geradzylindrische Wand mit einem oder mehreren Einlassen zur einem oder mehreren im Körper (10) ausgebildeten Strömungswegen (25; 27; 28) aufweist,

   67-103190 T

   - daß der Strömungsweg (25; 27; 28) zum Ende des Körpers (10) hin mündet und

   - daß der Ventilkopf (13) einen geradzylindrischen Teil (24) bildet, der den oder die Einlasse in zunehmendem Ausmaß abdeckt, wenn sich der Ventilkopf (15) im Betrieb vom Sitz (13) weg bewegt.
2. 2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   - daß der Strömungsweg durch eine Bohrung (25) im Körper (10) gebildet ist.
3. 3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   - daß der Strömungsweg durch wenigstens zwei axial beabstandete Bohrungen (27) im Körper (10) gebildet ist.
4. 4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   - daß der Strömungsweg durch einen axialen Einschnitt (28) gebildet ist, der sich vom Ende des Körpers (10) aus einwärts erstreckt.
5. 5. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   - daß die geradzylindrischen Teile (12, 24) ein kleines Spiel haben, um das Entlangströmen von Kraftstoff im wesentlichen zu verhindern.
6. 6. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   - daß die geradzylindrischen Teile (12, 24) ein ringförmiges Spiel bilden, durch das ein im allgemeinen ringförmiges Kraftstoffstrahl (29) entsteht, wenn der Ventilkopf vom Sitz (13) abgehoben ist.