DE4034203C2

DE4034203C2 - Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE4034203C2
Application number: DE19904034203
Authority: DE
Inventors: Cornelis Van Rinsum
Original assignee: Individual
Current assignee: Rinsum Cornelis Van Dipl-Ing 88079 Kressbronn
Priority date: 1990-10-27
Filing date: 1990-10-27
Publication date: 1995-02-09
Anticipated expiration: 2010-10-28
Also published as: DE4034203A1; CH684282A5; GB9122700D0; GB2249134A; FR2668545A1; GB2249134B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs. Der Zweck einer derartigen Kraftstoff-Einspritzdüse besteht darin, die mit den wechselnden Lastzuständen einer Brennkraftmaschine verbundenen variablen Einspritzmengen von Kraftstoff immer mit optimaler Strahlbildung in den Brennraum eines Zylinders einzubringen.

Aus der älteren, jedoch nachveröffentlichten DE 40 17 391 A1 ist eine gattungsgemäße Kraftstoff-Einspritzdüse bekannt geworden, bei der der kegelige Dichtsitz zwischen Düsennadel und Düsenkörper aus den im Schließzustand der Einspritzdüse aufeinanderliegenden Teilstirnflächen einer an Düsenkörper und Düsennadel ausgebildete axialen und radialen Keilverzahnung besteht. Die für Einspritzdüsen erforderliche Dichtheit des Dichtsitzes ist bei dieser Anordnung mit den vielen Einzeldichtflächen, die jede für sich gefertigt werden muß, nicht erreichbar. Eine Undichtheit des Dichtsitzes führt aber dazu, daß gespeist aus dem großen Restvolumen in der Einspritzdüse erhebliche Mengen am Kraftstoff nachtropfen. Nachtropfender Kraftstoff führt zu unkontrollierter Verbrennung im Zylinder mit Ölkohlebildung am Düsenende und mit betriebgefährdenden Schadens folgen für die Brennkraftmaschine. Dabei verursacht die sich am Düsenende bildende Ölkohle zu dem eine schlechtere Strahlbildung. Außerdem ist der Fertigungsaufwand für diesen Dichtsitz mit unterteilten Dichtflächen unverhältnismäßig hoch.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen zu schaffen, die bei stufenlos steuerbaren Einspritzquerschnitten eine gute Strahlbildung ohne Verkokungsgefahr im ganzen Betriebsbereich sicherstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst und mit dem Merkmal von Anspruch 2 weiter ausgestaltet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der kegelige Dichtsitz zwischen Düsennadel und Düsenkörper mit seinen durchlaufenden Flächen ohne Fertigungsschwierigkeiten in Serie herstellbar ist, daß eine hohe Dichtgüte des Dichtsitzes reproduzierbar erreichbar ist, daß sich bei geschlossener Kraftstoff-Einspritzdüse nach einem Einspritzvorgang kein Restvolumen von Kraftstoff bildet und somit das unerwünschte Nachtropfen vermieden ist, daß keine Verkokung von Restkraftstoff auftritt, daß die beim Öffnen des Einspritzventils sich ergebenden Einspritzöffnungen mit rechteckigem Querschnitt Spritzstrahlen mit nahezu gleicher Strahlenergie und Strahllänge wie die sonst üblichen Düsenbohrungen ergeben, und daß die Güte der Spritzstrahlen im ganzen Betriebsbereich bei großen und kleinen Einspritzmengen gleichbleibend gut ist.

Aus der DE 33 00 953 A1 ist eine Kraftstoff-Einspritzdüse bekannt, bei der im Kopf einer in Strömungsrichtung öffnenden Ventilnadel stromab eines Dichtsitzes Strömungswege für Kraftstoff ausgebildet sind. Diese Strömungswege und der Ringspalt zwischen Düsenkörper und Ventilnadel um Schließzustand der Einspritzdüse enthalten nach Beendigung eines Einspritzvorganges ein erhebliches Restvolumen an Kraftstoff, das ein unerwünschtes Nachtropfen von Kraftstoff und eine Verkokung des Düsenendes zur Folge hat, was die Ausbildung von durchschlagkräftigen Einspritzstrahlen verschlechtert.

Aus der WO 87/00584 ist eine Einspritzdüse bekanntgeworden, die am Kopf der Düsennadel radiale Stege aufweist. Diese Stege dienen aber nicht zur Bildung von stufenlos steuerbaren Einspritzquerschnitten, mit ausgeprägter Strahlbildung, sondern dienen nur der besseren Verteilung und Vernebelung des aus dieser Einspritzdüse austretenden Kraftstoff-Luftgemisches.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 Teil-Längsschnitt der Einspritzdüse nach Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 Querschnitt der Einspritzdüse nach Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 Schnitt-Abwicklung entsprechend Linie III-III in Fig. 2.

Eine Kraftstoff-Einspritzdüse weist einen Düsenkörper 11 auf, der im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine befestigt ist und mit seinem unteren Ende 13 in den Brennraum eines Zylinders hineinragt. Innerhalb des Düsenkörpers 11 ist eine Düsennadel 12 axialbeweglich angeordnet, die gegen die Kraft einer nicht dargestellten Feder vom Kraftstoffdruck in Offenstellung bringbar ist. Mittels einer nicht dargestellten Einrichtung ist der Öffnungshub der Düsennadel 12 einstellbar.

Am brennraumseitigen Ende der Düsennadel 12 sind vier am Umfang verteilte, radiale Stege 14 mit begrenzter axialer Länge angeordnet, die in entsprechende kronenartig am Ende 13 des Düsenkörpers 11 ausgebildete Radialnuten 15 axialverschieblich eingreifen.

Zwischen Stegfußdurchmesser 16 der Düsennadel 12 und dem Durchmesser des Düsennadelschaftes 17 ist ein kegeliger Ventilsitz 18 ausgebildet, der mit einer entsprechenden Gegenfläche des Düsenkörpers 11 in geschlossenem Zustand des Kraftstoff-Einspritzventils dichtend zusammenwirkt.

Bei einer Öffnung des Einspritzventils mit einem Teilhub 19 der Düsennadel 12 bilden sich zwischen den Radialnuten 15 des Düsenkörpers 11 und den Stegen 14 der Düsennadel 12 Einspritzöffnungen 20 aus.

Die am Düsennadelschaft 17 im Bereich des Ventilsitzes 18 in Anzahl und Breite der Stege 14 ausgebildeten Axialnuten 21 bewirken bei geöffnetem Einspritzventil eine strömungsgünstige Umlenkung des Kraftstoffs aus dem Raum 22 in die Einspritzöffnungen 20.

Die Neigung des kegeligen Ventilsitzes 18 gibt die Strahlrichtung, den sogenannten Höhenspritzwinkel, für den aus den Einspritzöffnungen 20 austretenden Kraftstoff vor. Zur Abstimmung der Einspritzung auf die Brennraumform kann für die Neigung des Ventilsitzes 18 ein optimaler Wert ausgeführt werden.

Claims

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einer in einem Düsenkörper geführten, in Kraftstoffströmungsrichtung öffnendem Düsen nadel, deren Einspritzquerschnitt steuerbar ist, mit einem Nadelkopf am brennraumseitigen Ende der Düsennadel, der gegenüber dieser einen größeren Durchmesser aufweist und im Querschnitt gesehen eine keilwellenförmige, Stege ausbildende Kontur besitzt, die im ent sprechenden Schlitten am Kopf des Düsen körpers axial geführt sind, wobei bei ge schlossenem Ventil die radialen Stegflächen an den entsprechenden Gegenflächen am Ende der Schlitze anliegen und bei geöffnetem Ventil zwischen diesen Flächen radial ge richtete, strahlbildende Einspritzquer schnitte gebildet werden, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen dem Stegfußdurch messer des Nadelkopfs und dem Durchmesser der Ventilnadel ein ringförmiger, kegeliger Dichtsitz ausgebildet ist, der in der Schließ stellung des Ventils aus einer entsprechenden Sitzfläche am Kopf des Düsenkörpers anliegt und den Strömungsweg zu den Einspritzquer schnitten sperrt.

2. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Düsennadelschaft (17) im Bereich des Dichtsitzes (18) Axialnuten (21) in Anzahl und Breite der Stege (14) angeordnet sind.