DE1219731B

DE1219731B - Brennstoffeinspritzventil fuer Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE1219731B
Application number: DES85192A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Georg Aue
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1963-05-07
Filing date: 1963-05-13
Publication date: 1966-06-23
Also published as: NL294519A; NL120736C; ES299566A1; GB1000289A; CH406738A; FR1389939A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F 02 m

Deutsche KL: 46 c2 -114

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1219 731
S 851921 a/46 c2
13. Mai 1963
23.Juni 1966

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einer entgegen der Strömungsrichtung öffnenden, in einem Nadelführungsgehäuse geführten Ventilnadel und einem besonderen Düsenkörper, der den Ventilsitz und auf seinem in den Brennraum hinausragenden Teil mehrere Düsenlöcher aufweist und die Form eines Rotationskörpers hat, der durch die Nadelführungsbohrung in das Nadelführungsgehäuse einführbar und in einer gegenüber der Führungsbohrung verjüngten Bohrung eingepaßt ist.

Die Teile, insbesondere das Gehäuse der Brennstoffeinspritzventile von Dieselbrennkraftmaschinen, sind schwierigen Bedingungen ausgesetzt, unter denen sie zuverlässig während langer Zeiträume arbeiten müssen. So muß ζ. Β. das Gehäuse korrosionsbeständig gegen Wasser, Brennstoff und Verbrennungsprodukte sein, die Einspritzöffnungen müssen korrosions- und erosionsfest sein, und die Oberflächen, insbesondere der Sitz der Ventilnadel, müssen hart sein, wobei sie allerdings nicht spröde sein dürfen. Bisher hat man meistens die Gehäuse derartiger Einspritzventile mit dem die Einspritzöffnungen tragenden Teil und dem Ventilsitz aus einem Stück ausgebildet, und zwar beispielsweise aus Einsatzstahl, Werkzeugstahl oder aus Nitrierstahl, der nitriert und anschließend an den korrosionsgefährdeten Oberflächenteilen geschützt, z. B. verchromt wurde. Die Fabrikation derartiger Gehäuseteile ist schwierig und teuer. Die einteilige Konstruktion bedingt einen Kompromiß in bezug auf den verwendeten Werkstoff, so daß nicht die gegen Erosion und Einschlagen günstigsten Materialien für Sitz und Bohrungen angewendet werden konnten. So wurden im Betrieb diese Teile durch Abnutzung frühzeitig unbrauchbar.

Man hat bereits diesen Nachteil dadurch zu vermeiden versucht, daß der Ventilsitz zusammen mit den Düsenöffnungen in einem besonderen DüsenkÖrper ausgebildet wurden, welcher auswechselbar in einem die Nadelführung enthaltendem Gehäuse eingelegt war. Bei der bekannten Ausführung hatte der Düsenkörper eine konische Außenform, die sich in der Richtung zum Düsenende verjüngte, und wurde ins Nadelführungsgehäuse durch die Bohrung der Nadelführung eingeführt. Diese Ausführung hatte den Nachteil, daß wegen der durch die Auswechselbarkeit bedingten losen Befestigung des Düsenkörpers ein ebener Sitz der Ventilnadel verwendet werden mußte, da ein konischer Sitz, der eine bessere Dichtwirkung aufweist, Schwierigkeiten bei der Zentrierung ergeben hätte. Außerdem ist bei dieser Ausführung die Brennstoffeinspritzventil
für Brennkraftmaschinen

Anmelder:

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft,

Winterthur (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,

Düsseldorf, Lindemannstr. 31

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Georg Aue, Winterthur (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 7. Mai 1963 (5655)

Ausbildung des erforderlichen Kühlmantels korn* pliziert.

Es ist auch eine Ausführung bekanntgeworden, bei welcher ein vom Nadelführungsgehäuse getrennter Düsenkörper die Form eines Rotationskörpers mit einer zylindrischen Außenfläche hat und am der Ventilnadel zugewandten Ende einen ebenfalls zylindrischen flanschartigen Vorsprung aufweist. Der Düsenkörper ist bei dieser Ausführung durch Schrumpfen in einem Teil befestigt, der als Kühlmantel dient und Hohlräume für eine Kühlflüssigkeit enthält. Dieser Teil ist dann zusammen mit dem Düsenkörper durch eine Überwurfmutter auf dem Nadelführungsgehäuse festgehalten. Diese Anordnung ist fertigungstechnisch kompliziert, weil sowohl am kleinen als auch am großen Durchmesser genaue Paßflächen vorgesehen sind. Es ergeben sich zudem Schwierigkeiten mit der Dichtung der durch die Überwurfmutter aneinandergepreßten Flächen. Zugleich ist durch Ungenauigkeiten im Gewinde keine exakte Zentrierung möglich.

Die Erfindung hat die Schaffung eines baulich einfachen Brennstoffeinspritzventils zum Ziel, bei welchem der Düsenkörper und das Nadelführungsgehäuse aus verschiedenen geeigneten Materialien ausführbar sind, sich dabei jedoch wie ein einziger Körper verhalten.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß der Düsenkörper und die diesen aufnehmende

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Bohrung des Nadelführungsgehäuses in an sich bekannter Weise eine im Durchmesser abgesetzte zylindrische Form haben, wobei der Teil kleineren Durchmessers die den Düsenkörper im Nadelführungsgehäuse festlegende Passung bildet, und daß die zur Festlegung des Düsenkörpers dienende Paßfläche des Düsenkörpers zugleich zum an sich bekannten Aufschrumpfen eines Kühlmantels dient.

Es können auf diese Weise die. Vorteile der getrennten Ausführung bezüglich der freien Wahl des geeigneten Materials mit den Vorteilen der Bauweise aus einem Stück, zu denen insbesondere die Möglichkeit der Verwendung von konischen Dichtflächen mit spitzem Konuswinkel und einfacher Aufbau gehören, vereinigt werden.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.

In der Zeichnung ist ein Ventilführungsgehäuse 1 einer Brennstoffeinspritzpumpe für eine Dieselbrennkraftmaschine dargestellt, das eine zentrale Bohrung 2 aufweist, in welcher eine Ventilnadel 3 geführt ist. Im unteren Teil des Gehäuses befindet sich in der Achse der Bohrung 2 ein Düsenkörper 4, welcher in den Brennraum der nicht dargestellten Brennkraftmaschine hineinragt und Einspritzöffnungen 5 und eine konische Sitzfläche 6 für die Ventilnadel 3 aufweist. Der Düsenkörper 4 weist eine abgestufte zylindrische Oberfläche 7, 8 auf, die in eine entsprechende Bohrung im Gehäuse 1 eingepaßt ist. Zwischen dem Düsenkörper und der Bohrung 2 befindet sich ein auf geweiteter Zwischenraum 10, in den eine Bohrung 11 für die Zufuhr des Brennstoffes führt. Das Ventilgehäuse 1 ist von außen mit einem Kühlmantel 12 versehen, welcher auf die zylindrische Oberfläche? des Düsenkörpers " und eine entsprechende zylindrische Oberfläche 13 des Gehäuses 1 aufgeschrumpft ist. Gestrichelt dargestellte Bohrungen 14,15 im Gehäuse 1 dienen der Zuführung und der Ableitung von Kühlwasser in und aus dem Zwischenraum zwischen Gehäuse 1 und Kühlmantel 12.

In eingebautem Zustand in der Brennkraftmaschine ist, wie bereits erwähnt, der untere Teil des Gehäuses 1 mit dem Düsenkörper 4 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingeschoben und der obere Teil des Gehäuses 1 in an sich bekannter Weise mit den Anschlüssen für Brennstoftund Kühlwasser versehen und durch ebenfalls bekannte Befestigungsteile in der Maschine festgehalten. Die Ventilnadel 3 wird dabei durch eine Feder gegen den Ventilsitz 6 gedrückt. Während des Betriebes wird durch einen von der Einspritzpumpe ausgeübten, durch die Bohrung ■11 in den Zwischenraum 10 gelangenden Brennstoffdrack die Ventilnadel 3 angehoben und der Brennstoff durch die Öffnungen 5 in den Brennraum eingespritzt.

Durch die erfindungsgemäße Trennung des Ventilsitzes und der Einspritzöffnungen 5 vom Gehäuse 1 und deren Ausbildung in einem besonderen Teil ist es möglich, diesen Teil einem besonderen Fabrikationsprozeß zu unterziehen, der die spezifischen Anforderungen des Ventilsitzes und der Einspritzöffnungen berücksichtigt. Mit Vorteil kann dieser Teil 4 aus Sinterkarbiden, dem sogenannten Hartmetall, hergestellt werden, welches besonders hart und erosionsfest ist. Durch diese gemeinsame Ausbildung der beiden Elemente in einem Teil ist es gleichzeitig möglich, das zwischen den Öffnungen 5 und dem Ventilsitz 6 befindliche Volumen 16 klein zu halten. Eine Vergrößerung dieses Volumens hat nämlich eine Verschlechterung des Einspritzvorganges und unter anderem auch eine. Kohletrompetenbildung an den Öffnungen 5 zur Folge.

Dadurch, daß der Düsenkörper 4 eine durch die abgestuften zylindrischen Flächen 7, 8 gebildete, sich nach dem Brennraum verjüngende Oberfläche aufweist, die mit einer entsprechenden abgestuften Boh- rung des Gehäuses zusammenwirkt, wobei der Düsenkörper 4 durch die Führung 2 der Ventilnadel in das Gehäuse 1 einführbar ist, wird eine einfache Befestigung dieses Körpers im Gehäuse 1 erzielt. Die Verbindung kann z. B. durch Aufschrumpfen oder durch Löten erfolgen, da sie wegen der Form des Düsenkörpers keine größeren Kräfte zu übertragen hat.

Der erfindungsgemäß im Gehäuse befestigte Düsenkörper gestattet eine nachträgliche Bearbeitung des

ao Ventilsitzes 6 in zusammengebautem Zustand, so daß sich kerne Schwierigkeiten bezüglich Zentrizität bei der Verwendung von konischen Ventilsitzen ergeben.
Die zylindrische Oberfläche dient gleichzeitig mit Vorteil zur Aufschrumpfung des Kühlmantels 12 für die Wasserkühlung, was die Fabrikation bedeutend vereinfacht, da der Düsenkörper 4 nur einen genauen Außendurchmesser, nämlich den Durchmesser der zylindrischen Oberfläche 7, aufweisen muß. Zwischen der Oberfläche 8 und dem entsprechenden Bohrungsteil im Gehäuse 1 ist ein Spalt zulässig, da dieser z. B. beim Löten durch Lötmaterial ausgefüllt wird. Diese Fläche bedarf daher keiner genauen Bearbeitung.

Claims

Patentansprüche:

1. Brennstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen mit einer entgegen der Strömungsrichtung öffnenden, in einem Nadelführungs- gehäuse geführten Ventilnadel und einem besonderen Düsenkörper, der den Ventilsitz und auf seinem in den Brennraum hinausragenden Teil mehrere Düsenlöcher aufweist und die Form eines Rotationskörpers hat, der durch die Nadelführungsbohrung in das Nadelführungsgehäuse einführbar und in einer gegenüber der Führungsbohrung verjüngten Bohrung eingepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (4) und die diesen aufnehmende Bohrung des Nadelführungsgehäuses (1) in an sich bekannter Weise eine im Durchmesser abgesetzte zylindrische Form haben,- wobei der Teil kleineren Durchmessers die den Düsenkörper (4) im Nadelführungsgehäuse (1) festlegende Passung bildet, und daß die zur Festlegung des Düsenkörpers (4) dienende Paßfläche (7) des Düsenkörpers zugleich zum an sich bekannten Aufschrumpfen eines Kühlmantels (12) dient.

2. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Düsenkörper (4) im Nadelführungsgehäuse (1) festlegende Passung eine Schrumpfpassung ist.

3. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (4) mit dem Nadelführungsgehäuse (1) . durch Löten verbunden ist.

4. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (4)

in an sich bekannter Weise aus Sinterkarbiden besteht.

5. Brennstoffeinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (4) in an sich bekannter Weise mit einem konischen Ventilsitz versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 557166, 801597, 976 061;

dänische Patentschrift Nr. 58 995; französische Patentschrift Nr. 894 107; USA.-Patentschrift Nr. 2 639 193.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen