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Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff unter hohem Druck, wie sie beispielsweise Verwendung findet, um Kraftstoff unter hohem Druck in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einzubringen.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Einspritzdüsen zur Einbringung von Kraftstoff unter hohem Druck seit längerer Zeit bekannt. Solche Einspritzdüsen bilden vorzugsweise einen Teil eines Kraftstoffinjektors, der elektrisch gesteuert hoch verdichtete Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einbringen kann. Der Kraftstoff wird bei der Eindüsung in den Brennraum fein zerstäubt, so dass dort ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht. Dieses wird bei selbstzündenden Brennkraftmaschinen durch Verdichtung des Kraftstoff-Luft-Gemischs im Brennraum gezündet und verbrennt aufgrund der guten Zerstäubung des Kraftstoffs mit hoher Effizienz.
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Die Einspritzdüse, in der sich die Spritzlöcher befinden, durch die der Kraftstoff letztlich austritt, steuert das Öffnen und Schließen dieser Einspritzöffnungen über eine kolbenförmige, längsverschiebbare Düsennadel, die im Düsenkörper der Einspritzdüse angeordnet ist. Die Bewegung der Düsennadel erfolgt dabei zumeist hydraulisch, das heißt, dass die Schließkraft durch den hydraulischen Druck in einem Steuerraum erzeugt wird. Durch Regulierung des Drucks in diesem Steuerraum und angetrieben durch den hydraulischen Druck des Kraftstoffs, der die Düsennadel umgibt, kann so eine Längsbewegung der Düsennadel gesteuert werden. Der Druck im Steuerraum wird dabei beispielsweise über ein elektromagnetisches Ventil gesteuert, so dass die Einspritzung letztlich über den Elektromagneten präzise gesteuert werden kann.
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Die Düsennadel weist an ihrem den Einspritzöffnungen zugewandten Ende eine konische Dichtfläche auf. Mit dieser Dichtfläche wirkt die Düsennadel zum Öffnen und Schließen eines Strömungsquerschnitts mit einem Körpersitz zusammen, der in der Einspritzdüse ausgebildet ist. An den konischen Körpersitz schließt sich bei dem hier betrachteten Typ von Einspritzdüsen ein Sackloch an, das als Blindbohrung ausgebildet ist und von der die eigentlichen Einspritzöffnungen ausgehen. Das Sackloch dient hauptsächlich dazu, alle Einspritzöffnungen mit der gleichen Menge an Kraftstoff zu versorgen und so eine gleichmäßige Verbrennung sicher zu stellen.
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Ist die Düsennadel in ihrer Schließstellung, d. h. in Anlage am Körpersitz, so verschließt sie das Sackloch und damit auch die Einspritzöffnungen gegen den Druckraum, der mit verdichtetem Kraftstoff befüllt ist und die Düsennadel umgibt. Zu Beginn des Öffnungshubs der Düsennadel stellt der Spalt zwischen der Dichtfläche und dem Körpersitz den engsten Querschnitt dar, der den Kraftstofffluss in das Sackloch limitiert. Der Kraftstoff, der durch diesen Spalt fließt, gelangt in das Sackloch, wo es aufgrund des deutlich größeren Strömungsquerschnitts zu einem Druckabfall und zu einem Abbremsen der Strömung kommt. Dies begünstigt die Entstehung von Wirbelstrukturen in der Kraftstoffströmung und einen Umschlag von einer laminaren zu einer turbulenten Strömung. Darüber hinaus begünstigt der Druckabfall beim Eintritt des Kraftstoffs in das Sackloch die Entstehung von Kavitationsbläschen, die im weiteren Verlauf implodieren und zu Schäden an der Dichtfläche der Düsennadel und am Körpersitz führen können.
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Bei der Kraftstoffeinspritzung müssen verschiedene Anforderungen berücksichtigt werden. Zum einen wird ein immer höherer Einspritzdruck angestrebt, da ein hoher Einspritzdruck eine gute Zerstäubung des Kraftstoffs bewirkt und damit einen guten Verbrennungsverlauf. Gleichzeitig soll auch ein hoher Kraftstoffdurchfluss ermöglicht werden, um hohe Leistungen zu erzeugen (Downsizing), um also möglichst viel Leistung mit einem gegebenen Hubraum zu erhalten. Dies führt jedoch zu Düsengeometrien, die die Entstehung von Kavitationen und damit die daraus folgende Kavitationserosion begünstigen.
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Ein großer Gesamtspritzlochquerschnitt, d.h. die Summe der Querschnitte sämtlicher Einspritzöffnungen, bewirkt, dass der Spalt zwischen der Dichtfläche und dem Körpersitz über einen relativ großen Nadelhub hinweg den kleinsten Strömungsquerschnitt bildet, was entsprechend den Zeitraum, in dem Kavitation auftreten kann, verlängert. Ebenso ungünstig wirkt sich eine große Sacklochfläche aus, d. h. ein Sackloch mit einem großer Strömungsquerschnitt innerhalb des Sacklochs, der zu den Einspritzöffnungen führt, da dadurch der Druckabfall bei der Einströmung des Kraftstoffs in das Sackloch verstärkt und die Entstehung von Kavitation begünstigt wird. Ein großvolumiges Sackloch unterstützt auch die Wirbelbildung, was die Verweildauer der Kavitationsbläschen innerhalb des Sacklochs verlängert und die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass diese dort implodieren und Schäden führen.
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Aus der
EP 1 891 324 B1 ist eine Einspritzdüse für die Einbringung von Kraftstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine bekannt, die nach dem oben geschilderten Prinzip arbeitet. Die Düsennadel weist eine konische Dichtfläche auf, die mit einem ebenfalls konischen Körpersitz zum Öffnen und Schließen eines Strömungsquerschnitts zusammenwirkt. An der Düsennadel ist eine Düsennadelspitze ausgebildet, die teilweise in das Sackloch der Einspritzdüse hineinragt. Der Übergang der konischen Dichtfläche zu der Nadelspitze ist gerundet ausgebildet, so dass sich der Strömungsquerschnitt ausgehend von dem Spalt zwischen der Dichtfläche und dem Körpersitz relativ rasch erweitert und damit der oben beschriebene Druckabfall bereits vor dem Eintritt des Kraftstoffs in das Sackloch stattfindet.
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Auch aus der
DE 10 2005 037 955 A1 ist eine Einspritzdüse dieses Typs bekannt, bei dem die Dichtfläche einen deutlich anderen Konuswinkel aufweist als der Körpersitz, so dass die Auflage der Dichtfläche auf dem Körpersitz im Wesentlichen an einer umlaufenden Dichtkante geschieht. Zwischen einem zweiten Teil der Dichtfläche und der Kante, die am Übergang des Körpersitzes zum Sackloch ausgebildet ist, wird ein weiterer, enger Querschnitt gebildet, so dass die Strömung hier ungleichmäßig von einem Bereich mit hoher Strömungsgeschwindigkeit in einem Bereich mit niedriger und danach erneut in einem Bereich mit hoher Strömungsgeschwindigkeit fließt.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Einspritzdüse weist demgegenüber dem Vorteil auf, dass Kavitationsbildung in der Einspritzdüse, insbesondere unterhalb des Dichtsitzes und im Sackloch, verhindert bzw. auf ein Maß reduziert wird, das schädliche Kavitationserosion ausschließt. Dadurch werden die Lebensdauer des Kraftstoffeinspritzventils und die Präzision der Einspritzung auch über eine längere Lebensdauer verbessert. Dazu weist die Einspritzdüse einen Düsenkörper auf, in dem ein mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbarer Druckraum und ein konischer Körpersitz ausgebildet ist. Der konische Körpersitz geht unter Bildung einer Übergangskante in ein Sackloch über, von dem mehrere Einspritzlöcher ausgehen, wobei die Summe der Strömungsquerschnitte aller Spritzlöcher einen Gesamtspritzlochquerschnitt bildet. Im Druckraum ist eine Düsennadel längsverschiebbar angeordnet, die mit einer konischen Dichtfläche mit dem Körpersitz zum Öffnen und Schließen eines Strömungsquerschnitts zusammenwirkt, wobei die Düsennadel an ihrem dem Körpersitz zugewandten Ende eine Nadelspitze aufweist, die bei Anlage der Dichtfläche auf dem Körpersitz in das Sackloch hineinragt. Dabei wird zwischen der Dichtfläche und der Übergangskante bei vom Körpersitz abgehobener Düsennadel eine Spritzquerschnittsfläche gebildet, durch die Kraftstoff aus dem Druckraum in das Sackloch strömen kann. Die Nadelspitze ist konisch geformt und weist einen Öffnungswinkel auf, der kleiner als der Öffnungswinkel der konischen Dichtfläche ist, und im Sackloch ist ein konischer Abschnitt ausgebildet, der einen Öffnungswinkel aufweist und der sich an die Übergangskante anschließt, wobei die Nadelspitze in einem Teilhub der Düsennadel auf Höhe des konischen Abschnitts des Sacklochs angeordnet ist.
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Durch die erfindungsgemäße Formung der Einspritzdüse, insbesondere der Düsennadel im Bereich der Dichtfläche, wird zwischen der Düsennadel bzw. der Düsennadelspitze und dem Sackloch ein Strömungsquerschnitt gebildet, der weitgehend konstant ist und der insbesondere im Teilhubbereich der Düsennadel, also zu Beginn der Öffnungshubbewegung, einen Strömungsquerschnitt bildet, der zu einer Beruhigung der Strömung führt und damit zu einem laminaren Einströmen des Kraftstoffs in das Spritzloch. Dies wird durch die Ausgestaltung der Düsennadelspitze einerseits und das Sackloch andererseits erreicht, zwischen denen der Strömungsquerschnitt festgelegt ist. Da es beim Einströmen des Kraftstoffs in das Spritzloch zu keinem oder nur zu einem geringen Druckabfall kommt, wird an dieser Stelle die Bildung von Kavitation unterdrückt, die anderenfalls zu den bekannten Kavitationsschäden im Bereich der Spritzlöcher oder des Sacklochs führen könnten.
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Der Teilhub der Düsennadel ist insbesondere der Bereich des Düsennadelhubs, bei dem das Verhältnis aus Sitzquerschnittsfläche und Gesamtspritzlochquerschnitt nicht mehr als 1,3 beträgt. Erst wenn der Gesamtspritzlochquerschnitt größer als das 1,3-fache der Sitzquerschnittsfläche ist, besteht die Gefahr der Kavitationsbildung im Sackloch, da dann die Spritzlöcher den kleinsten Strömungsquerschnitt bilden und es folglich nicht zu einem Druckabfall bei der Einströmung des Kraftstoffs aus dem Druckraum in das Sackloch kommt. Durch die erfindergemäße Ausformung der Dichtfläche wird die Kavitationsneigung im Teilhubbereich der Düsennadel somit effektiv verhindert. In vorteilhafter Weist beträgt dann der Strömungsquerschnitt zwischen der Nadelspitze und der Wand des Sacklochs bis zur Spritzlochoberkante höchstens das 2-fache der Sitzquerschnittsfläche, wobei die Spritzlochoberkante die im Sackloch umlaufend gedachte Linie ist, die durch die dem Körpersitz zugewandte Einlaufkante der Spritzlöcher in der Wand des Sacklochs markiert wird.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist am Übergang der Dichtfläche der Düsennadel zur Nadelspitze ein Absatz ausgebildet, was im Zusammenwirken mit der Übergangskante am Übergang des Körpersitzes zum Sackloch zu einer günstigen Ausgestaltung des Strömungsquerschnitts in diesem Bereich führt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen der Nadelspitze und der Dichtfläche ein Übergangskonus an der Düsennadel ausgebildet, dessen Öffnungswinkel von dem Öffnungswinkel der Dichtfläche und vom Öffnungswinkel der Nadelspitze verschieden ist. Ebenfalls im Zusammenwirken mit der Übergangskante am Beginn des Sacklochs kann so eine Optimierung der Strömung erreicht werden, um die Düsennadel an verschiedene Ausgestaltungen des Spritzlochs oder des Körpersitzes anzupassen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der Öffnungswinkel der konischen Nadelspitze und der Öffnungswinkel des konischen Sacklochs gleich groß. Dadurch ergibt sich ein gleichmäßiger Strömungsquerschnitt zwischen diesen Bauteilen und damit eine Vergleichmäßigung der Strömung. Dabei kann weiterhin in vorteilhafter Ausgestaltung der Durchmesser der Spritzlochoberkante größer als der Durchmesser der Übergangskante sein. Dadurch kann erreicht werden, dass der Strömungsquerschnitt zwischen der Düsennadel und der Wand des Sacklochs zwischen der Übergangskante und der Spritzlochoberkante konstant ist, so dass die Vergleichmäßigung der Strömung erreicht wird.
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Figurenliste
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemä-ßen Einspritzdüse gezeigt. Es zeigt
- 1 eine Einspritzdüse, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist in einem Längsschnitt,
- 2 eine Vergrößerung des aus dem Stand der Technik bekannten Sacklochs mit der Düsennadel und einer Definition der geometrischen Größen,
- 3, eine ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannte Düse, wobei hier weitere Strömungsquerschnitte definiert werden,
- 4 eine erste erfindungsgemäße Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einspritzdüse in der gleichen Darstellung wie 2 und
- 5, 6, 7 und 8 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist ein Kraftstoffinjektor 1 im Längsschnitt dargestellt, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, wobei nur der Bereich der Einspritzdüse des Kraftstoffinjektors dargestellt ist, was für die nachfolgende Erläuterung der Erfindung ausreichend ist. Die Einspritzdüse weist einen Düsenkörper 2 auf, der unter Zwischenlage einer Drosselscheibe 3 mittels einer Spannmutter 7 gegen einen Haltekörper 5 flüssigkeitsdicht verspannt ist. Im Düsenkörper 2 ist ein Druckraum 9 ausgebildet, der über eine Hochdruckbohrung 12, die im Haltekörper 5 und der Drosselscheibe 3 ausgebildet ist, mit Kraftstoff unter hohem Druck befüllbar ist. Im Druckraum 9 ist eine kolbenförmige Düsennadel 14 längsverschiebbar angeordnet. Die Düsennadel 14 wird dabei in einem Führungsabschnitt 15 innerhalb des Druckraums 9 geführt, wobei der Kraftstofffluss in diesem Führungsabschnitt 15 durch mehrere Anschliffe 16 an der Düsennadel 14 sichergestellt ist, die so groß ausgebildet sind, dass es zu keiner Drosselung der Kraftstoffströmung in diesem Bereich kommt. Am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 2 ist im Druckraums 9 ein Körpersitz 25 ausgebildet, der konisch geformt ist und der mit einer an der Düsennadel 14 ausgebildeten konischen Dichtfläche 27 zusammenwirkt. An den konischen Körpersitz 25 schließt sich ein Sackloch 32 an, von dem mehrere Spritzlöcher 30 ausgehen, durch die der Kraftstoff austritt.
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Am brennraumabgewandten Ende ist die Düsennadel 14 in einer Hülse 18 geführt. Die Hülse 18 wird durch eine die Düsennadel 14 umgebende Schließfeder 19 gegen die Drosselscheibe 3 gedrückt und so in dieser Stellung ortsfest gehalten. Die Düsennadel 14, die Hülse 18 und die Drosselscheibe 3 begrenzen einen Steuerraum 22, der über eine Zulaufdrossel 23 mit der Hochdruckbohrung 12 verbunden ist. Um den Druck im Steuerraum 22 zu steuern, kann der Steuerraum 22 über eine Ablaufdrossel 21 mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Niederdruckraum im Haltekörper 5 verbunden werden. Dazu ist im Haltekörper 5 ein Steuerventil 20 ausgebildet, das diese Verbindung öffnet und schließt, angetrieben durch einen elektromagnetischen oder piezoelektrischen Aktuator. Soll eine Einspritzung von Kraftstoff geschehen, so öffnet das Steuerventil 20 die Verbindung des Steuerraums 22 zum Niederdruckraum, indem die Ablaufdrossel 21 freigegeben wird. Durch den Druckabfall im Steuerraum 22 vermindert sich die in Richtung des Körpersitzes 25 wirkende hydraulische Schließkraft, und die Düsennadel 14 hebt vom Körpersitz 25 ab und gibt einen Strömungsquerschnitt zwischen der Dichtfläche 27 und dem Körpersitz 25 frei, durch den Kraftstoff aus den Druckraum 9 in das Sackloch 32 und von dort zu den Einspritzöffnungen 30 strömen kann. Der Kraftstoff tritt durch die Spritzlöcher 30 aus, wird dabei fein zerstäubt und bildet zusammen mit der Luft im Brennraum ein zündfähiges Gemisch. Zur Beendigung der Kraftstoffeinspritzung wird das Steuerventil 20 wieder geschlossen, und der über die Zulaufdrossel 23 nachströmende Kraftstoff aus der Hochdruckbohrung 12 drückt die Düsennadel 14 zurück in ihre Schließstellung, d.h. in Anlage an den Körpersitz 25.
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Zur weiteren Erläuterung zeigt die 2 eine vergrößerte Darstellung des mit II bezeichneten Ausschnitts der 1. Da der Düsenkörper 2 und auch die Düsennadel 14 bezüglich einer Längsachse 10 rotationssymmetrisch ausgebildet sind, ist hier der Übersichtlichkeit halber nur eine Seite der Einspritzdüse dargestellt. Der konische Körpersitz 25 weist einen Öffnungswinkel y auf, der hier definiert ist als der Winkel zwischen der Längsachse 10 und dem Körpersitz 25. Der Körpersitz 25 geht in ein Sackloch 32 unter Bildung einer Übergangskante 35 über, wobei das Sackloch 32 einen konischen Abschnitt 132 aufweist und am brennraumseitigen Ende durch eine Kuppe 34 begrenzt ist. Der Öffnungswinkel des konischen Sacklochs 32 ist hier mit cr bezeichnet und ist deutlich kleiner als der Öffnungswinkel y des Körpersitzes 25. Die Dichtfläche 27 an der Düsennadel 14 ist ebenfalls konisch ausgebildet und wirkt mit dem Körpersitz 25 zusammen. Der Öffnungswinkel der Dichtfläche 27 ist mit α bezeichnet und ist in diesem Ausführungsbeispiel etwas größer als der Öffnungswinkel y des Körpersitzes 25. Die Spritzlöcher 30 sind über den Umfang des Sacklochs 32 verteilt ausgebildet, beispielsweise fünf oder sechs Spritzlöcher 30, wobei die Spritzlöcher 30 eine obere Einlaufkante 31 ausbilden, also den Bereich der runden Einlaufkante der Spritzlöcher 30, der dem Körpersitz 25 am nächsten ist.
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Die Strömung des Kraftstoffs aus dem Druckraum 9 in das Sackloch 32 und weiter in die Spritzlöcher 30 erfolgt durch verschiedene Strömungsquerschnitte, wie in 3 dargestellt. Der Strömungsquerschnitt zwischen der Dichtfläche 27 und der Übergangskante 35 bildet eine Sitzquerschnittsfläche As. Diese Sitzquerschnittsfläche As bildet den kleinesten Strömungsquerschnitt, wenn sich die Düsennadel in einem Teilhub befindet, d. h., wenn sie sich zu Beginn der Öffnungshubbewegung nur wenig von dem Körpersitz 25 entfernt hat. Der Kraftstoff strömt durch die Sitzquerschnittsfläche As in das Sackloch 32 und passiert dabei die Fläche ASO, die durch die Spritzlochoberkante 33 gebildet wird. Die Spritzlochoberkante 33 ist dabei definiert als die gedachte Linie, auf der die Einlaufkanten 31 liegen. Diese bildet den Strömungsquerschnitt, bevor der Kraftstoff in die Spritzlöcher 30 einfließt. Alle Spritzlöcher 30 zusammen bilden einen Gesamtspritzlochquerschnitt ASL, so dass die Strömung innerhalb des Sacklochs 32 insbesondere durch das Verhältnis dieser Strömungsquerschnitte zueinander bestimmt wird. Darüber hinaus haben auch andere geometrische Größen Einfluss auf die Strömung des Kraftstoffs, insbesondere das sogenannte L-Maß, das in 3 mit L gekennzeichnet ist und das den Abstand der Übergangskante 35 zur Mitte der Spritzlöcher 30 markiert. Hat die Düsennadel 14 erst einen kleinen Teil ihres maximalen Öffnungshubs durchfahren, so bildet die Sitzquerschnittsfläche As den kleinsten Querschnitt, während die Fläche der Spritzoberkante ASO demgegenüber relativ groß ist. Erst wenn die Düsennadel 14 einen bestimmten Hub überschritten hat, bildet der Gesamtspritzlochquerschnitt ASL den kleinsten Strömungsquerschnitt, so dass die Kraftstoffströmung erst beim Eintritt in das Spritzloch abgebremst wird, was zu keiner Kavitation im Sackloch 32 führt.
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4 zeigt in der gleichen Darstellung wie 3 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einspritzdüse. An der Düsennadel 14 ist anschließend an die konische Dichtfläche 27 eine Nadelspitze 28 ausgebildet, die in das Sackloch 32 hineinragt. Die Nadelspitze 28 ist ebenfalls konisch ausgebildet und weist einen Öffnungswinkel β auf, der kleiner als der Öffnungswinkel α der Dichtfläche 27 ist. Der Öffnungswinkel β entspricht in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr dem Öffnungswinkel σ der Sacklochwand, so dass ein weitgehend konstanter Strömungsquerschnitt zwischen der Nadelspitze 28 und der Wand des Sacklochs 32 gebildet wird. Dieser Strömungsquerschnitt erstreckt sich bis auf Höhe der Spritzlochoberkante 33, so dass eine Vergleichmäßigung der Strömung in diesem Bereich zwischen der Sitzquerschnittsfläche As und den Spritzlöchern 30 erreicht wird. Damit kommt es nicht zu einem Druckabfall beim Eintritt des Kraftstoffs in das Sackloch 32 und damit zu keiner Kavitationsbildung, zumindest aber zu einer deutlichen Reduzierung der Kavitationsneigung, was Kavitationsschäden im Bereich des Sacklochs 32 und der Spritzlöcher 30 verhindert. Zur Bildung dieses Strömungsquerschnitts ist der Durchmesser DB1 der Absetzkante 17, die zwischen der Dichtfläche 27 und der Nadelspitze 28 ausgebildet ist, kleiner als der Durchmesser Ds der Übergangskante 35 (siehe 2), die den Übergang zwischen dem Körpersitz 25 und dem Sackloch 32 markiert.
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In 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einspritzdüse dargestellt. Zwischen der Dichtfläche 27 und der Nadelspitze 28 ist hier an der Düsennadel 14 ein Übergangskonus 24 ausgebildet. Der Öffnungswinkel τ des Übergangskonus 24 ist größer als der Öffnungswinkel α der Dichtfläche 27 und kleiner als der Öffnungswinkel β der Nadelspitze 28, so dass am Übergang der Dichtfläche 27 zum Übergangskonus 24 ebenfalls eine Kante ausgebildet ist. Der Durchmesser DA dieser Übergangskante 37 zwischen der Dichtfläche 27 und dem Übergangskonus 24 ist größer als der Durchmesser der Übergangskante 35, um den entsprechenden Strömungsweg hin zu den Spritzlöchern 30 zu formen.
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In 6 zeigt eine weitere Variante des Sacklochs einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse. Das Spritzloch 32 weist hier anschließend an den konischen Abschnitt 132, der durch die Übergangskante 35 und eine Zwischenkante 36 begrenzt wird, einen zylindrischer Abschnitt 232 auf, an den sich eine abgerundete Kuppe 34 anschließt. Das Zusammenspiel mit der entsprechend geformten Düsennadel 14 ist in 7 dargestellt. Die konische Nadelspitze 28 ist hier über einen großen Teil des Nadelhubs dem konischen Abschnitt 132 des Sacklochs 32 gegenüber und bildet so den Strömungsquerschnitt, der zu einer Beruhigung der Strömung führt. Insbesondere kann hier eine Düsennadel 14 verwendet werden, die einen Übergangskonus 24 zwischen der Dichtfläche 27 und der Nadelspitze 28 aufweist. In 8 ist ein weiteres Ausführungsbespiel der erfindungsgemäßen Einspritzdüse dargestellt. Am Übergang der Dichtfläche 27 zur Nadelspitze 28 ist hier ein Absatz 26 ausgebildet, durch den die Absetzkante 17 gebildet wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Einspritzdüse müssen die entsprechenden Winkel und Abstände so abgestimmt sein, dass während des Teilhubs der Düsennadel, bei dem die Sitzquerschnittsfläche As nur wenig größer ist als der Gesamtspritzlochquerschnitts ASL, so dass keine Strömungsverlangsamung beim Eintritt in das Sackloch 32 geschieht, sondern erst beim Eintritt in die Spritzlöcher 30. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Durchmesser Ds der Übergangskante 35 größer ist als der Durchmesser der Zwischenkante 36 und höchstens das 1,6-fache dieses Durchmessers DS2 beträgt. Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Konuswinkel β der Nadelspitze 28 im Bereich von +/- 20° des Öffnungswinkels σ des konischen Abschnitts 132 des Sacklochs 32 liegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1891324 B1 [0008]
- DE 102005037955 A1 [0009]
