DE10100512A1 - Einspritzdüse - Google Patents
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Abstract
Bei einer Einspritzdüse für ein Kraftstoff-Einspritzsystem soll der Öffnungshub der Düsennadel selektiv begrenzt werden, um unterschiedliche Einspritzquerschnitte verwenden zu können. Zu diesem Zweck ist die Einspritzdüse versehen mit einem Düsenkörper (10), einer in diesem verschiebbaren Düsennadel (20), zwei Gruppen von Spritzlöchern (12, 14), die in Abhängigkeit von einem Öffnungshub der Düsennadel freigegeben werden, einem Kolben (24), der mit der Düsennadel verbunden ist, einer Anschlagkammer (26), in der der Kolben angeordnet ist und die mit einem Ausgang (28) versehen ist, und einem Steuerventil (31), das den Ausgang der Anschlagkammer öffnen und schließen kann, wodurch der Hub des Kolbens in der Anschlagkammer und damit der Öffnungshub der Düsennadel selektiv begrenzt werden kann.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse, die mit einem Düsenkörper, einer in die
sem verschiebbaren Düsennadel und zwei Gruppen von Spritzlöchern versehen
ist. In Abhängigkeit von der Größe des Öffnungshubes der Düsennadel wird ent
weder nur eine Gruppe der Spritzlöcher oder werden beide Gruppen der Spritzlö
cher für die Einspritzung genutzt. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche
Einspritzquerschnitte verwenden, so daß die Kraftstoffeinspritzung besser an die
jeweiligen Betriebsbedingungen der von der Einspritzanlage versorgten Verbren
nungskraftmaschine angepaßt werden kann.
Um den Einspritzquerschnitt in der gewünschten Weise wählen zu können, muß
der Öffnungshub der Düsennadel möglichst präzise gesteuert werden. Hierzu gibt
es mittlerweile verschiedene Lösungsansätze. Eine Möglichkeit der Steuerung des
Öffnungshubes besteht darin, das Öffnen und Schließen der Düsennadel direkt
von einem Piezo-Aktor hervorzurufen. Auf diese Weise kann nahezu jede beliebi
ge Zwischenposition innerhalb des Nadelhubes angefahren und gehalten werden.
Eine andere Möglichkeit zur Steuerung des Öffnungshubes besteht darin, den das
Öffnen der Düsennadel hervorrufenden Kraftstoffdruck so zu steuern, daß sich der
gewünschte Öffnungshub einstellt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kraftstoffeinspritzdüse zu schaffen,
bei der der Öffnungshub der Düsennadel mit geringem Aufwand und hoher Zu
verlässigkeit auf einen gewünschten Wert beschränkt werden kann. Die Aufgabe
der Erfindung besteht weiterhin darin, eine Kraftstoffeinspritzdüse zu schaffen, bei
der der Spritzquerschnitt unabhängig von allen anderen Parametern gewählt wer
den kann.
Eine Einspritzdüse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß
der Öffnungshub der Düsennadel mit geringem Aufwand in der gewünschten Wei
se begrenzt werden kann. Wenn nur ein geringer Öffnungshub gewünscht wird,
wird das Steuerventil geschlossen, so daß das Ausfließen des in der Anschlag
kammer vorhandenen Fluids verhindert wird. Das den Ausgang der Anschlag
kammer steuernde Steuerventil kann dabei mit geringer Energie betätigt werden,
da es nicht unmittelbar von dem hohen Druck beaufschlagt wird, der das Öffnen
der Düsennadel hervorruft. Weiterhin kann das Steuerventil während der Ein
spritzpausen der Einspritzdüse betätigt werden, also zwischen zwei aufeinander
folgenden Einspritzzyklen, so daß die Schaltvorgänge in Phasen mit geringer
Druckbeaufschlagung erfolgen und an die Schaltphasen keine hohen Anforderun
gen hinsichtlich des Zeitpunktes gestellt werden müssen. Durch den Schaltvor
gang, also das Öffnen und Schließen der Steuerventils zwischen zwei Einsprit
zungen, ist bereits vor einem Düsennadelhub festgelegt, welche Größe der Öff
nungshub haben soll. Im Gegensatz dazu mußte bei den bekannten Systemen der
Öffnungshub zu einem bestimmten Zeitpunkt unterbrochen werden, weshalb an
die zeitliche Präzision des Schaltvorganges hohe Anforderungen gestellt werden
mußten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü
chen.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf verschiedene Ausfüh
rungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In
diesen zeigen
Fig. 1 in einer Schnittansicht eine Einspritzdüse gemäß einer ersten Ausfüh
rungsform der Erfindung;
Fig. 2 in einer Schnittansicht eine zweite Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 in einer vergrößerten Schnittansicht das Steuerventil, das bei den in den
Fig. 1 und 2 gezeigten Einspritzdüsen verwendet wird;
Fig. 3a in einer vergrößerten Schnittansicht eine Ausführungsvariante zu dem in
Fig. 3 gezeigten Steuerventil;
Fig. 4 in einer vergrößerten Schnittansicht eine alternative Ausgestaltung des
Steuerventils;
Fig. 5 in einer schematischen Ansicht eine hydraulische Schaltung, wie sie bei
dem Steuerventil gemäß Fig. 3 verwendet werden kann; und
Fig. 6 in einer schematischen Ansicht die hydraulische Schaltung entsprechend
der Variante des Steuerventils von Fig. 4;
Fig. 7a eine Einspritzdüse gemäß einer ersten Variante der zweiten Ausfüh
rungsform;
Fig. 7b in vergrößertem Maßstab schematisch das bei der Einspritzdüse von
Fig. 7a verwendete Steuerventil;
Fig. 7c in vergrößertem Maßstab schematisch einen Ausschnitt einer Variante
des in Fig. 7b gezeigten Steuerventils;
Fig. 7d den Ausschnitt d von Fig. 7c in wiederum vergrößertem Maßstab;
Fig. 7e in vergrößertem Maßstab schematisch einen Ausschnitt einer weiteren
Variante des in Fig. 7b gezeigten Steuerventils;
Fig. 7f den Ausschnitt f von Fig. 7e in wiederum vergrößertem Maßstab;
Fig. 7g in vergrößertem Maßstab schematisch einen Ausschnitt einer weiteren
Variante des in Fig. 7b gezeigten Steuerventils;
Fig. 7h den Ausschnitt h von Fig. 7g in wiederum vergrößertem Maßstab;
Fig. 8a eine Einspritzdüse gemäß einer zweiten Variante der zweiten Ausfüh
rungsform; und
Fig. 8b in vergrößertem Maßstab schematisch das bei der Einspritzdüse von
Fig. 8a verwendete Steuerventil.
In Fig. 1 ist eine Einspritzdüse gezeigt, die einen Düsenkörper 10 aufweist. Die
ser ist an seinem brennraumseitigen Ende mit zwei Gruppen von Spritzlöchern 12,
14 versehen, durch die Kraftstoff eingespritzt werden kann, der über eine Versor
gungsbohrung 16 und eine Druckkammer 18 zugeführt wird.
In dem Düsenkörper 10 ist eine Düsennadel 20 verschiebbar angeordnet. Diese
wird von einer Rückstellfeder 22 in eine Stellung beaufschlagt, in der die Spritzlö
cher 12, 14 verschlossen sind. Durch Anlegen eines ausreichend hohen Kraft
stoffdrucks an die Druckkammer 18 kann die Düsennadel 20 entgegen der Wir
kung der Druckfeder 22 bezüglich Fig. 1 nach oben verschoben werden, so daß
in Abhängigkeit von der Größe dieses Öffnungshubes entweder nur die Spritzlö
cher 14 oder auch die Spritzlöcher 12 freigegeben werden. Da sich die Düsenna
del 20 zum Öffnen der Spritzlöcher in das Innere des Düsenkörpers 10 hinein ver
stellt, wird dieser Typ von Einspritzdüse als innenöffnende Einspritzdüse bezeich
net.
Die Düsennadel 20 ist mit einem Kolben 24 versehen, der verschiebbar in einer
Anschlagkammer 26 angeordnet ist, die im Düsenkörper 10 ausgebildet ist. Unter
dem Begriff "Kolben" wird hierbei jede geeignete Gestaltung verstanden, die bei
einem Öffnungshub der Düsennadel eine Volumenverschiebung eines Fluids her
vorrufen kann, die wiederum zu den nachfolgend beschriebenen Steuerungs
zwecken beeinflußt werden kann.
Der Kolben 24 unterteilt die Anschlagkammer 26 in zwei Abschnitte, wobei der
bezüglich des Kolbens von den Spritzlöchern abgewandte Abschnitt der An
schlagkammer 26 mit einem Ausgang 28 versehen ist. Zwischen dem Kolben 24
und der Düsennadel 20 ist eine Anschlagplatte 29 angeordnet, die den maximalen
Öffnungshub der Düsennadel begrenzt.
Der Ausgang 28 führt zu einer Ventilkammer 30 (siehe auch Fig. 3) eines Steu
erventils 31. In der Ventilkammer ist eine Ventilkugel 32 angeordnet, die von einer
Ventilfeder 34 gegen einen Ventilsitz 36 beaufschlagt wird.
Auf der von der Ventilfeder 34 abgewandten Seite der Ventilkugel 32 greift an die
ser ein Betätigungsteil an, das aus einem Stellkolben 38 und einem Fortsatz 40
besteht. Der Stellkolben 38 ist in einer Stellkammer 42 angeordnet, deren von der
Ventilkammer 30 abgewandter Abschnitt mit einer Steuerleitung 44 verbunden ist
und deren der Ventilkammer 30 zugewandter Abschnitt mit einer Rückführleitung
46 verbunden ist. Die Rückführleitung 46 führt in einen Leckage-Sammelraum 48
im Düsenkörper 10. Mit dem Leckage-Sammelraum 48 ist auch eine Leckage-
Abführleitung 49 verbunden, die zwischen der Anschlagplatte 29 und dem Kolben
24 mündet.
Wie anhand der Ausführungsvariante von Fig. 3a zu sehen ist, kann anstelle der
Ventilkugel 32 auch ein Ventilkonus 32' verwendet werden.
Die beschriebene Einspritzdüse arbeitet in der folgenden Weise: Vor Einspritzbe
ginn wird in Abhängigkeit von externen Parametern festgelegt, ob ein vollständiger
Öffnungshub der Düsennadel erforderlich ist, so daß die beiden Gruppen von
Spritzlöchern 12, 14 geöffnet werden, oder ob nur ein Teilöffnungshub erforderlich
ist, so daß nur die Spritzlöcher 14 freigegeben werden. Wenn ein vollständiger
Öffnungshub erforderlich ist, wird durch Anlegen eines geeigneten Drucks an die
Steuerleitung 44, beispielsweise eines Kraftstoff-Vorförderdrucks, der Stellkolben
in Richtung zur Ventilkammer 30 hin verschoben, so daß die Ventilkugel 32 ent
gegen der Wirkung der Ventilfeder 34 mittels des Fortsatzes 40 vom Ventilsitz 36
abgehoben wird. Somit ist der Ausgang 28 aus der Anschlagkammer 26 zur
Rückführleitung 46 geöffnet.
Wenn nun bei geöffnetem Steuerventil 31 die Düsennadel 20 durch Anlegen eines
geeigneten Kraftstoffdrucks an die Versorgungsbohrung 16 geöffnet wird, kann
das in der Anschlagkammer 26 oberhalb des Kolbens 24 vorhandene Fluid an der
Ventilkugel 32 vorbei aus der Anschlagkammer 26 entweichen. Somit kann die
Düsennadel 20 vollständig geöffnet werden, da sich der Kolben 24 nahezu frei in
der Anschlagkammer 26 verschieben kann, wobei der maximale Öffnungshub
durch die Anschlagplatte 29 vorgegeben ist.
Wenn dagegen nur ein Teilöffnungshub der Düsennadel 20 erforderlich ist, wird an
die Steuerleitung 44 kein Druck angelegt. Dies ermöglicht der Ventilfeder 34, die
Ventilkugel 32 gegen den Ventilsitz 36 zu drücken, so daß die Verbindung vom
Ausgang 28 zur Rückführleitung 46 blockiert ist.
Wenn nun über die Versorgungsbohrung 16 ein solcher Druck auf die Düsennadel
20 einwirkt, daß die Düsennadel 20 in Öffnungsrichtung beaufschlagt wird, wirkt
das in der Anschlagkammer 26 oberhalb des Kolbens 24 und in der Ventilkammer
30 enthaltene Fluid als hydraulische Feder, die nur ein begrenztes Öffnen der Dü
sennadel ermöglicht. Die Steifigkeit dieser hydraulischen Feder ist so abgestimmt,
daß der gewünschte Teilöffnungshub erzielt wird, bei dem nur die Gruppe von
Spritzlöchern 14 freigegeben wird.
In Fig. 5 ist gezeigt, wie die Steuerventile aller Einspritzdüsen einer Einspritzan
lage gemeinsam geschaltet werden können. Die Steuerleitungen werden gemein
sam von einem Aktor 50 gesteuert, der die Steuerleitungen entweder mit einer
Vorförder-Leitung 52 oder einem Leckage-Sammelraum verbinden kann. Wenn
die Steuerleitungen 44 mit der Vorförder-Leitung verbunden sind, werden die
Stellkolben der einzelnen Steuerventile mit unter Vorförderdruck stehendem Kraft
stoff beaufschlagt. Dies führt dazu, daß das Steuerventil geöffnet ist, so daß der
Ausgang 28 der Anschlagkammer 26 mit dem Leckage-Sammelraum verbunden
ist und ein vollständiges Öffnen der Düsennadeln der Einspritzdüsen möglich ist.
Wenn dagegen die Steuerleitungen 44 mit dem Leckage-Sammelraum verbunden
sind, sind die Steuerventile 31 geschlossen, so daß eine Begrenzung des Öff
nungshubes der Düsennadeln vorgenommen wird.
Ein besonderes Merkmal dieser Hubbegrenzung liegt darin, daß das Öffnen und
Schließen des Steuerventils in den Einspritzpausen und somit im unbelasteten
Zustand des Ventils erfolgt; die Kräfte zur Betätigung des Steuerventils sind damit
sehr klein. Durch die unmittelbare Nähe des Steuerventils zur Anschlagkammer
ergibt sich ein kleines Volumen und damit eine steife Kennlinie der von dem ein
geschlossenen Volumen gebildeten hydraulischen Feder. Da das Steuerventil mit
Kraftstoff betätigt werden kann, der nicht unter Einspritzdruck stehen muß, son
dern lediglich unter Niederdruck, beispielsweise Vorförderdruck, ergibt sich ein
geringer Energiebedarf und ein vereinfachter Aufbau, da keine Hochdruckleitun
gen erforderlich sind. Ferner ergeben sich keine Probleme mit Druckschwingun
gen. Alternativ zur Nutzung des Vorförderdrucks der Kraftstoffs kann der Nieder
druck auch durch ein separates Versorgungssystem bereitgestellt werden oder
durch einen Leckstrom des Hochdrucksystems.
In Fig. 2 ist eine Einspritzdüse gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt.
Für Bauelemente, die von der ersten Ausführungsform bekannt sind, werden die
selben Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Erläuterungen ver
wiesen. Im Unterschied zur Einspritzdüse gemäß der ersten Ausführungsform ist
die Einspritzdüse gemäß der zweiten Ausführungsform eine außenöffnende Ein
spritzdüse, also eine Einspritzdüse, bei der die Düsennadel 20 zum Öffnen nach
außen zum Brennraum hin verstellt wird. Aus diesem Grunde ist der Ausgang 28
in dem Abschnitt der Anschlagkammer 26 angeordnet, der bezüglich des Kolbens
24 den Spritzlöchern zugewandt ist.
Hinsichtlich der Funktionsweise ergeben sich keine Unterschiede zu der Einspritz
düse gemäß der ersten Ausführungsform.
In Fig. 4 ist eine Variante zu dem in Fig. 3 gezeigten Steuerventil dargestellt.
Anstelle des Stellkolbens 38 wird hier ein Piezo-Aktor 39 verwendet, der zusam
men mit dem Fortsatz das Betätigungsteil für die Ventilkugel 32 bildet. Der Piezo-
Aktor 39 kann direkt durch Längenänderung den Fortsatz 40 so zur Ventilfeder 34
hin bewegen, daß die Ventilkugel 32 vom Ventilsitz 36 abgehoben wird; anstelle
der Steuerleitung 44 werden (nicht dargestellte) Kabel verwendet, um die notwen
dige Spannung an den Piezo-Aktor anzulegen.
In Fig. 5 ist schematisch das Steuerventil 31 gemäß der Variante von Fig. 4
gezeigt. Der Piezo-Aktor 39 kann durch Betätigung der Ventilkugel 32 die Verbin
dung des Ausgangs 28 zur Rückführleitung 46 öffnen oder schließen, um auf die
se Weise einen variablen Hub der Düsennadel 20 der Einspritzdüse zu erzielen.
In den Fig. 7a und 7b ist eine erste Variante zur zweiten Ausführungsform ge
zeigt, also eine außenöffnende Einspritzdüse. Soweit bei dieser Variante Bauteile
verwendet werden, die von den vorhergehenden Figuren bekannt sind, werden
dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird auf die obigen Erläuterungen
verwiesen.
Im Unterschied zu dem Steuerventil, das in Fig. 3a gezeigt ist, wird bei dem
Steuerventil, das im Detail in Fig. 7b gezeigt ist, zusätzlich zum ersten Ventilsitz
36 ein zweiter Ventilsitz 37 verwendet, der dem ersten Ventilsitz auf der anderen
Seite des Ventilkonus 32' gegenüberliegt.
Wenn der Ventilkonus am ersten Ventilsitz anliegt, ist der Ausgang aus der An
schlagkammer 26 verschlossen. In diesem Zustand ist ein hydraulischer Huban
schlag gebildet, der den Öffnungshub der Düsennadel 12 nach einer Strecke von
etwa 50% des maximalen Öffnungshubes begrenzt, die Öffnungsbewegung der
Düsennadel also stoppt.
Wenn der Stellkolben 38 mit Niederdruck beaufschlagt wird, der vorzugsweise
kleiner als 10 bar ist, wird das Steuerventil geöffnet und der Ventilkonus vom er
sten Ventilsitz abgehoben und in Anlage am zweiten Ventilsitz 37 gebracht. Da
durch ist die Verbindung von der Anschlagkammer über deren Ausgang 28 hin zur
Rückführleitung geöffnet, so daß die beim Öffnungshub der Düsennadel vom Kol
ben 24 verdrängte Fluidmenge aus der Anschlagkammer 26 abfließen kann.
Der zweite Ventilsitz dient dazu, bei einem eventuellen Druckaufbau im Steuer
ventil zu verhindern, daß auf den Ventilkonus eine Schließkraft wirkt, die ihn ge
gen den ersten Ventilsitz beaufschlagt und das Steuerventil schließt. Ein solcher
Druckaufbau könnte von dem bei einer Fluidrückströmung beim Öffnen der Dü
sennadel wirkenden Strömungswiderstand hervorgerufen werden. Bei einem
Druckaufbau würde eine Schließkraft erzeugt, die zum einen von der Druckdiffe
renz zwischen dem auf den Stellkolben einwirkenden Druck und dem Druck auf
der von dem Stellkolben abgewandten Seite des Ventilkonus und zum anderen
von der Querschnittsfläche des Stellkolbens bestimmt wird. Wenn nun der Ventil
konus am zweiten Ventilsitz anliegt, wird die für die Schließkraft maßgebliche Flä
che des Ventilkonus vom Druck im Steuerventil abgekoppelt, so daß diese Fläche
bei einer Druckerhöhung im Steuerventil unwirksam ist. Dies führt dazu, daß bei
einer Druckerhöhung keine Schließkraft erzeugt wird, sondern im Gegenteil eine
Öffnungskraft, welche die vom Stellkolben bereitgestellte Kraft unterstützt und den
Ventilkonus noch fester gegen den zweiten Ventilsitz drückt (Selbsthaltefunktion).
Somit muß nicht darauf geachtet werden, ob der auf den Stellkolben einwirkende
Niederdruck bei allen Betriebsbedingungen in der Lage ist, den Ventilkonus in der
geöffneten Stellung zu halten.
Durch die Verwendung von Niederdruck zur Ansteuerung des Steuerventils erge
ben sich deutlich reduzierte Absteuermengen, so daß sich ein verbesserter hy
draulischer Wirkungsgrad ergibt. Auch ergibt sich durch die verringerten Rück
laufmengen, die eine hohe Temperatur haben, eine Reduzierung der Temperatur
belastungen des Kraftstofftanksystems.
In den Fig. 7c und 7d ist eine Variante des in Fig. 7b gezeigten Steuerventils
dargestellt. Der Ventilkonus 32' weist eine dem Ventilsitz 36 zugeordnete Ven
tilfläche 60 auf, die als Kugelabschnitt mit einem Radius R geformt ist. Der Radius
R ist vergleichsweise groß gewählt. Bei einem Durchmesser des Ventilsitzes von 2 mm
liegt der Radius R in der Größenordnung von 3 mm. Der Ventilsitz ist so aus
gebildet, daß der von ihm gebildete Kegel einen Öffnungswinkel W1 von 70° be
züglich der Mittelachse des Ventilkonus hat.
Der Fortsatz 40 des Ventilkonus 32' ist mit einem Vorsprung 62 versehen, der in
der Führungsbohrung 64 für den Ventilkonus 32' anliegt. Auf diese Weise ist eine
doppelte Führung für den Ventilkonus gebildet, so daß eine radiale Verschiebung
des Ventilkonus, wie sie aufgrund einer aus der Absteuerbohrung kommenden
Druckwelle und/oder von Radialkräften der Ventilfeder 34 hervorgerufen werden
könnte, sicher verhindert. Dies gewährleistet die korrekte Lage des Ventilkonus
am Ventilsitz, was die Zuverlässigkeit der Dichtwirkung erhöht.
In den Fig. 7e und 7f ist eine weitere Variante des in Fig. 7b gezeigten Steu
erventils dargestellt. Der Ventilkonus 32' weist eine dem Ventilsitz 36 zugeordnete
Ventilfläche 60 auf, die hier aus zwei Kegelstumpfflächen 66, 68 gebildet ist. Der
Ventilsitz ist so ausgebildet, daß der von ihm gebildete Kegel einen Öffnungswin
kel W1 von 70° bezüglich der Mittelachse des Ventilkonus hat. Die beiden Kegel
stumpfflächen 66 und 68 schließen mit der Mittelachse des Konus einen Winkel
W2 bzw. W3 ein, der in der Größenordnung von 80° bzw. 45° beträgt.
Die Doppelkegel-Ventilfläche führt zu einer reinen Linienberührung und damit zu
einer hohen Flächenpressung, was die Dichtwirkung positiv beeinflußt. Außerdem
ist die Doppelkegel-Ventilfläche im Vergleich zur Kugel-Ventilfläche besser und
reproduzierbarer zu fertigen, was wiederum die Zuverlässigkeit der Dichtwirkung
erhöht und außerdem zu einer Kostensenkung führt.
In den Fig. 7g und 7h ist eine wiederum weitere Variante des in Fig. 7b ge
zeigten Steuerventils dargestellt. Der Ventilkonus 32' weist hier keinen Fortsatz
auf, so daß keine doppelte Führung für den Ventilkonus gebildet ist. Ähnlich wie in
der vorhergehenden Variante besteht die Ventilfläche 60 des Ventilkonus 32' aus
zwei Kegelstumpfflächen 66, 68. Der mit der Mittelachse eingeschlossene Öff
nungswinkel W1 des Ventilsitzes beträgt hier 29,5°, während die Winkel W2 und
W3 der Kegelstumpfflächen 66, 68 der Ventilfläche 60 30,5° bzw. 22,5° betragen.
Aufgrund des spitzen Winkels, den die Fläche des Ventilsitzes mit der Mittelachse
einschließt, wird ein radiales Herausdrücken des Ventilkonus aus seinem Ventil
sitz, das hervorgerufen werden könnte von einer seitlich wirkenden Druckwelle
aus der Absteuerbohrung bzw. einer Radialkomponente der Kraft der Ventilfeder,
zuverlässig vermieden. Damit wird auch die zweite, fertigungstechnisch aufwendi
ge doppelte Kolbenführung überflüssig, wobei der Fertigungsaufwand für den
Ventilsitz gleich bleibt. Die spitzwinklige Doppelkegel-Ventilfläche trägt zum siche
ren Abdichten bei.
In den Fig. 8a und 8b ist eine zweite Variante zur zweiten Ausführungsform
gezeigt. Soweit bei dieser Variante Bauteile verwendet werden, die von den vor
hergehenden Figuren bekannt sind, werden dieselben Bezugszeichen verwendet,
und es wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Im Unterschied zur ersten Variante wird hier wieder, wie bereits aus Fig. 3 be
kannt, eine Ventilkugel 32 verwendet, die vom Stellkolben 38 über den Fortsatz 40
vom ersten Ventilsitz 36 abgehoben und gegen den zweiten Ventilsitz 37 gedrückt
werden kann.
Auch bei dieser Variante ergibt sich bei einem Druckaufbau im Steuerventil eine
Selbsthaltefunktion, da die vom Stellkolben 38 abgewandte Fläche der Ventilkugel
nicht mit dem höheren Druck beaufschlagt wird.
Ein Vorteil gegenüber der ersten Variante besteht darin, daß die gegenüber dem
Fortsatz 40 bewegbare Ventilkugel 32 einen automatischen Toleranzausgleich
zwischen der Führung für den Stellkolben und den Ventilsitzen ermöglicht.
10
Düsenkörper
12
Spritzloch
14
Spritzloch
16
Versorgungsbohrung
18
Druckkammer
20
Düsennadel
22
Rückstellfeder
24
Kolben
26
Anschlagkammer
28
Ausgang
29
Anschlagplatte
30
Ventilkammer
31
Steuerventil
32
Ventilkugel
32
' Ventilkonus
34
Ventilfeder
36
Ventilsitz
37
Ventilsitz
38
Stellkolben
39
Piezo-Aktor
40
Fortsatz
42
Stellkammer
44
Steuerleitung
46
Rückführleitung
48
Leckage-Sammelraum
49
Leckage-Abführleitung
50
Aktor
52
Vorförder-Leitung
60
Ventilfläche
62
Vorsprung
64
Führungsbohrung
66
Kegelstumpffläche
68
Kegelstumpffläche
W1 Winkel Ventilfläche
W2 Winkel Kegelstumpffläche
W3 Winkel Kegelstumpffläche
R Radius Ventilfläche
W1 Winkel Ventilfläche
W2 Winkel Kegelstumpffläche
W3 Winkel Kegelstumpffläche
R Radius Ventilfläche
Claims (19)
1. Einspritzdüse mit einem Düsenkörper (10), einer in diesem verschiebbaren Dü
sennadel (20), zwei Gruppen von Spritzlöchern (12, 14), die in Abhängigkeit von
einem Öffnungshub der Düsennadel freigegeben werden, einem Kolben (24), der
mit der Düsennadel verbunden ist, einer Anschlagkammer (26), in der der Kolben
angeordnet ist und die mit einem Ausgang (28) versehen ist, und einem Steuer
ventil (31), das den Ausgang der Anschlagkammer öffnen und schließen kann,
wodurch der Hub des Kolbens in der Anschlagkammer und damit der Öffnungshub
der Düsennadel selektiv begrenzt werden kann.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil
ein Magnetventil ist.
3. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuerventil (31) ein Ventilelement (30) aufweist, das von einer Ventilfe
der (34) gegen einen Ventilsitz (36) beaufschlagt wird und durch ein Betätigungs
teil (38, 40; 39, 40) vom Ventilsitz (36) abgehoben werden kann.
4. Einspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilele
ment eine Ventilkugel (32) ist.
5. Einspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilele
ment ein Ventilkonus (32') ist.
6. Einspritzdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkonus
eine Ventilfläche (60) aufweist, die als Kugelabschnitt ausgebildet ist.
7. Einspritzdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkonus
eine Ventilfläche (60) aufweist, die durch zwei aneinander angrenzende Kegel
stumpfflächen (66, 68) ausgebildet ist.
8. Einspritzdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungs
winkel (W2) der näher am Fortsatz (46) liegenden Kegelstumpffläche geringfügig
kleiner ist als der Öffnungswinkel (W1) des Ventilsitzes (36).
9. Einspritzdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel W1
29,5° beträgt und die Winkel W2 30,5° beträgt.
10. Einspritzdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs
winkel (W2, W3) der beiden Kegelstumpfflächen (66, 68) sich stark vom Öff
nungswinkel (W1) des Ventilsitzes unterscheiden.
11. Einspritzdüsen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öff
nungswinkel (W2, W3) der beiden Kegelstumpfflächen 80° bzw. 45° betragen und
der Öffnungswinkel (W1) des Ventilsitzes etwa 70° beträgt.
12. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Betätigungsteil ein Piezo-Aktor (39) ist.
13. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Betätigungsteil ein Stellkolben (38) ist, der mit Kraftstoff beaufschlagt
werden kann, der unter einem Niederdruck steht.
14. Einspritzdüse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Nieder
druck gleich einem Kraftstoff-Vorförderdruck ist.
15. Einspritzdüse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Nieder
druck von einer separaten Versorgung bereitgestellt wird.
16. Einspritzdüse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Nieder
druck von einer Leckage des Kraftstoff-Hochdrucksystems stammt.
17. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter Ventilsitz (37) vorgesehen ist, an dem das Ventilelement (32; 32')
bei geöffnetem Steuerventil anliegen kann.
18. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsennadel (20) mit den beiden Gruppen von Spritzlöchern (12, 14) ver
sehen ist.
19. Einspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß der Düsenkörper (10) mit den beiden Gruppen von Spritzlöchern (12, 14) ver
sehen ist.
Priority Applications (7)
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---|---|---|---|
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DE50107401T DE50107401D1 (de) | 2000-02-07 | 2001-02-02 | Einspritzdüse |
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---|---|---|---|
DE10005373 | 2000-02-07 | ||
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DE10100512A1 true DE10100512A1 (de) | 2001-08-09 |
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ID=7630121
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10100512A Ceased DE10100512A1 (de) | 2000-02-07 | 2001-01-08 | Einspritzdüse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10100512A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002079638A1 (de) * | 2001-03-29 | 2002-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für brennkraftmaschinen |
EP1555429A1 (de) * | 2004-01-16 | 2005-07-20 | MAN B & W Diesel AG | Kraftstoffeinspritzdüse |
KR101318565B1 (ko) | 2011-06-27 | 2013-10-16 | 맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드 | 대형 터보차지식 2 행정 디젤 엔진용 연료 밸브 |
-
2001
- 2001-01-08 DE DE10100512A patent/DE10100512A1/de not_active Ceased
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002079638A1 (de) * | 2001-03-29 | 2002-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Kraftstoffeinspritzvorrichtung für brennkraftmaschinen |
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KR101318565B1 (ko) | 2011-06-27 | 2013-10-16 | 맨 디젤 앤드 터보 필리얼 아프 맨 디젤 앤드 터보 에스이 티스크랜드 | 대형 터보차지식 2 행정 디젤 엔진용 연료 밸브 |
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