DE2127460C3 - Rotationssymmetrisch gebaute Brennstoffeinspritzdüse - Google Patents

Description

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■:'---^r-dm!se!i Ι-¹:·, _;:!;. - .;„;·,.- .... dc Zw lschcusiucks bei beispielsweise icichlen Much-

iiüiL'.sabweicliunsien der Miilellangsachsen der Duse'iiiailel und des Zuführstui/.ens in unerwünschter U eis,- Seitenkrälte. die einen erhöhten Verschleiß -in

^f · -itiiwss\:!:i:i.-^ ■ ■ i^;:.;:-:,,;;. ;u- .; den l ,!^!flächen hervorrufen und zu einem klemmen

^s. ^:- -■ der eiiiLa:'!^ -.,-... Xmuikcui- luhren köimen. Schließlich können sich Schwici igkci-

^llmki: -^{S; :} V ■■:,::.'..!- .-Ui- .VIi- k-M hinsichtlich der Abdichtung ergeben, da di.ich

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->and!eii In₁. _:- .-.- _;; ·..;,;,..__L|· ...],.. Den; hc^c η über ergib -ich nach der ertmdungsge-

;;i ! iai-,- iv.:iß anVneber.cii 1 ösuiig iL r Vorteil, daß bei einer -ici.e für Hetatiiiun-! de, I iiv,pritzdüse lediglich die Diisenna- vj. -,eiik- ■-, del /u beschleunigen und wieder zu verzögern ist. Inrcis;-iiv-' li-I-v der Ausbildung des Zuführstutzens als Icsis-e-/liiiiiir h-pdes Teil und dem Wegfall des rohrförmigen Zwi- - .-■.:,■:! eine scheiistücks ist die Anzahl der nullstellen verrini -' ^ -e .-a-^e: ddek- Μ:ι :Yr. -. ue eines mit gen Der besiimiere Vorteil sicücnüher der aus dei

d .'; ;i.!^!:ulse lluciiicndo:. Ie,! ,m Düsenhalter an- ₂n L"SA.-I^Jatentschrift 3 3S^-7 7^l'() bekannten hinsprii/-g. . i."-n Zufii!irstut/ens /ur X.il.iiie gehraclr. wird. düse ist jedoch in dei parallc ..chsig freien hmsiell-. ;durch wird mit cmiaü-.en Nliit In u.rksam barkeit der Zutührhülse gegenüber dem Zufuhrsiui- \- rdei!. daß OucrkraliL au! die Zafuiirhülse und /on zu sehen, so daß Verklemmungen, die durch au! die Düsennadel usgeuh werden, beispiels- über der Teilfuge hegende Teile verursacht werden ■■!iirch fluchtungsiehicr lei der I ertigung oder 25 könnten ausgeschaltet sind.

ai . .ende Wärmedehnungen Solche Querkräfte In -vorteilhafter Weise kann eine zusätzliche An-

Ii ■! .11 der Regel, .ibgeseh.cn von einem erhöhten nreßkraft zwischen /ufiihriiulse und Zufuhrstutzen \ . uleiß. zu einem totalen klemmen der Düsenna- dadurch erreicht werden, daß die dem in der Saekdi^: Γ in weiterer Vorteil dieser Anordnimg ist darin bohrung der Düsennadel ausgebildeten Hohlraum /:! lien, daß die Zuführhülse zusammen mit den an- 30 zugewandte Stirnfläche der Zuführhülse flächenmagi.'-i/enden, zum Brennraum hin liegenden Teilen in ßig größer ist als die Dichtfläche zwischen dem Zur>i:.-!!!iraumseitiger Richtung leicht getrennt ausgebaut führstutzen und der Zufiihrhülsc. w, -len können. Infolge der Aufteilung der Brenn- Weiterhin erweist es sich als zweckmäßig, wenn

stuü/iil üung in die kurze, in die Düsennadel einge- der Zuführstutzen an seinem Außcnumfang eine pai¹.!, /uiührhulse mit einer senkrecht zur Achse der js durch ein Mantelblech verschlossene ringförmige 1 fin c angeordneten Stirnfläche und den mit einer Ausnehmungaufwcist. Diese Maßnahme ist mit dem kiciM-mglörmigen Stirnfläche dichtend daran aniie- Vorteil verbunden, daß der eventuell aufgeheizte geiiden Zuführstutzen, ergibt sich die Möglichkeit, Brennstoff auf seinem Weg durch kL'hlere, dem die einem hohen Verschleiß unterliegenden und des- Brennraum abgewählte Bereiche im Oberteil der haib nit auszuwechselnden Teile besonders klein aus- 40 Einspritzdüse nicht merklich am Wärme verliert. Bei führen zu können. Außerdem kann die Werkstoffaus- gekühlten Einspritzdüsen mit zentraler Brennstoffzuwahl den unterschiedlichen Belastungen der versehie- führung kann somit die Gefahr ausgeschaltet werden, denen feile entsprechend getroffen werden, womit daß der Brennstoff infolge von Wärmeverlusten im sich eine optimale Kostengestaltung ergibt. oberen Bereich der Einspritzdüse zähflüssig wird.

Aus Jer USA.-Patentschrift 3 387 790, insbeson- 45 d.h. den Wärmeverlusten entsprechenden Viskosidere den F 1 g. 6 und 7, ist zwar die Anpressung einer tätsschwankungen unterworfen ist. Da die Durchsatz-Zuführhülse an einen getrennt ausgebildeten Zufuhr- menge in einem engen Verhältnis zum Brennstoftstut/.en durch die Spannkraft einer Schließfeder be- druck und zur Brennstoffviskosität steht, wurden sich reits bekannt. Hier jedoch ist der Zuführstutzen mit bei unterschiedlichen Brennstoffviskositäten ^unt"-Schiebesitz im Düsenkörper geführt und stützt sich 50 schiedliche Einspritzmengen ergeben. Außerdem laßt seinerseits über ein rohrförmiges Zwischenstück an sich durch eine derartige thermische Isolierung die der Düsennadel ab. Die für die Brennstoffzufuhr zur angestrebte, dem Brennstoff durch eine eventuelle Düsennadel unter Druck notwendige Dichtung an Aufheizung erteilte Eigenschaft hinsichtlich einer guden Verbindungsstellen der einzelnen Teile erfolgt ten Strahlver'eilung bei der Einspritzung unabgemittcls Anpreßkraft durch eine zugleich die Düsen- 55 schwächt erhalten. Somit wird auch dieses zumindest nadel in Schließstellung hallende Schließfeder, die bei gekühlten Einspritzventilen mit einer zentralen sich einerseits über eine Büchse arn Zuführstutzen Zuführung des Brennstoffs auftretende Problem und andererseits an einer Fläche im Düsenhalter ab- einer einfachen Lösung zugeführt, stützt. Bei jedem Hub der Düsennadel wird somit Bezüglich der durch Abschluß einer ringförmigen

außer der Düsennadel noch der Zuführstutzen samt 60 Ausnehmung durch ein Mantelblech möglichen therder die Abstützung der Schließfeder übernehmenden mischen Isolierung sei an dieser Stelle noch aut die Büchse sowie des Zwischenstücks mitbewegt, so daß aus der schweizerischen Patentschrift 478 985 bereits bei jeder Öffnungs- und Schließbewegung relativ bekannte AusRhrungsform hingewiesen, große Massen beschleunigt und wieder verzögert Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachwerden müssen, wa: sich unter anderem negativ auf 65 stehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, die exakte Dosierbarkeit des einzuspritzenden Brenn- Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch eine

Stoffs auswirken kann. Außerdem ergeben sich in- Einspritzdüse gemäß der Erfindung, folge der als KegeLitze ausgebildeten Dichtflächen Eine Einspritzdüse 1 ist mit ihrer Düsenmutter 2 in

einem konischen Sit/3 in der Wand 4 eines BrennraumsS gelagert und wird dort ilurch nicht näher dargestellte, am Düsenhalter 6 und der Wand 4 des Brcnuraums 5 angreifende Spannsehrauben in ihrer Lage gesichert. In der Diisenmulter 2 ist an tieren hrennraumseiligem F.nde ein Düsenöffnungen 7 aulweisendes Düsenmündungsteil K eingesetzt, an dessen Innenseite ein Düsenkörper 9 vom Düsenhalter(> dichtend derart angedrückt wird, daß eine zentrale. mit den Düsenöffnungen 7 verbundene Abschlußbohrung 10 im Düsenmündungsteil 8 mit einer Verbindungsbohrung 11 im unteren I-'nde des Diisenkörpcrs9 fluchtet. Der Düsenkörper 9 hat in seinem unteren, dem Brennraum zugewandten Bereich an seiner zur Düsenmutter 2 hingewandten Außenfläche Kühlkanälc 12 zur Aufnahme eines Kühlmittels und weist eine koaxial zur Düscnhalterachsc angeordnete Führungsbohrung 13 zur Aufnahme einer Düsennadel 14 auf. In die Düsennadel 14 wiederum ist eine koaxial zur ihrer Achse verlaufende und nach oben hin offene Sackbohrung 15 eingearbeitet, in welcher eine hohlzylindrische Zuführhülse 16 mit Seliicbesitz gelagert ist. Die /uführhülsc 16 ragt aus der Sackbohrung 15 der Düsennadel 14 so weit heraus, daß zwischen einer Anlagefläche an einem Hanseh 30 der Düsennadel 14 und einer Anlagefläehe 32 an einem Flansch 31 der Zuführhülse 16 eine als Schraubendruekfcder ausgebildete Schließfeder 17 vorgesehen werden kann, welche einerseits die Düsennadel 14 mit ihrem Sitz gegen einen entsprechenden (ie^cnsii/. 18 .liii olicrcn Lüde der %'crbindiingsbohrung 11 im Düsenkörper 9 andrückt und andererseits den Flansch 31 der Zuführhülse 16 über eine senkrecht zur Achse der Zuführhülse 16 liegende kreisringförmige Stirnfläche 26 dichtend gegen eine in gleicher Weise ausgebildete Stirnfläche 33 eines mit dem Düsenhalter 6 verbundenen Zuführstutzens 19 anpreßt.

Der Brennstoff gelangt durch eine mit einer Durchgangsbohrung 20 der Zuführhülse 16 fluchtende Bohrung 21 im Zuführstutzen 19 in die Zuführhülse 16 und tritt an deren unterem Ende in einen Hohlraum 22 ein, der durch das brcnnraumseitige Finde der Sackbohrung 15 in der Düsennadel 14 gebildet wird. Der Hohlraum 22 wiederum ist über Austrittsbohrungen 23 mit einem Brennstoffraum 24 vtibunden, welcher den Gegensitz 18 der Düsennadel 14 im Düsenkörper 9 umgibt, und dessen obere Begrenzung durch die Düsennadel 14 gebildet wird.

Ein steigender Brennstoffdruck im Brennstoffraum 24 erzeugt eine ansteigende und in Öffnungsriehtung weisende Kraft auf die Düsennadel 14. Übersteigt diese Kraft die Vorspannung der Schließfeder 17, so wird die Düsennadel 14 vom Gegensit/. 18 im Düsenkörper 9 abgehoben und der Brennstoff gelangt über die Verbindungsbohrung 11 in die Abschlußhohrung K) im Düsenmündungsteil 8, von wo er durch die r> Düsenöffnungen 7 in den Brennraum 5 einspritzt. Der Hub der Düsennadel 14 wird durch eine ringförmige Schulter 25 des Düsenhalters 6 begrenzt.

Mit der vorliegenden Kinspritzdüsc wird neben einem weitgehend ungestörten rotations*) inmetrisehen Aufbau auch eine optimale Führung der Kühlkanäle 12 und insbesondere der Zu- und Ab laufkanäle für das Kühlmittel ermöglicht. Durch den rotationssymnietrisehcn (irundaufbau erfolgen die radialen Wärmedehnungen aller Teile weilgehend gleichmäßig, so daß die kreisringförmigen Querschnitte dieser Teile erhalten bleiben. Damit und durch die verbesserte Kühlung ist die Gefahr eines Klenuuens der Düsennadel 14 durch ungleichmäßige Verformung stark vermindert. Dem Zweck, ein Klemmen der Düsennadel 14 zu vermeiden, dient weiterhin auch das Vorsehen eines deutliehen Spiels der Düsennadel 14 gegenüber dem Düsenkörper 9 zwischen der Fülmingsbohrung 13 und dem Brenn sloffraum 24. Durch die Anordnung einer senkrecht zur Achse der Finspritzdüse 1 liegenden kreisringförmigen Dichtfläche zwischen der Zuführhülse 16 und dem Zufuiirstutzen 19 wird zudem eine Übertragung von gefährlichen Seitenkräften auf die Düsennadel 14 ausreichend vermieden. Die Abdichtung des unter hohem Druck stehenden Brennstoffs wirft keine Probleme auf. wenn beachtet wird, d:s!i die Größe der kreisringförmigen Dichtfläche /wischen der Zuführhülse 16 und dem Zuführstulzcn 19 so bemessen ist. daß der durch die Vorspannung der Schließfeder 17 erzeugte Flüchendruck an der Dichtfläche den Druck des Brennstoff ständig sicher übersteigt. line zusätzliche Anpreßkraft der Zuführhülse 16 an den Zuführstutzen 19 k.mn auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß die dem Brennstoff ausgesetzte Stirnfläche 27 der Zuführhülse 16 im Bereich des Hohlraums 22 größer ausgeführt ist als die Dichtfläche zwischen der Zuführhülse 16 und dem Zuführstutzen 19.

Fine zu starke Abkühlung des häufig vorgewärmten Brennstoffs beim Durchlaufen der kühleren Teile der Hinspritzdüse wird in einfacher Weise dadurch vermieden, daß der Zuführstutzen 19 an seinen Außenumfang eine ringförmige Ausnehmung 28 aufweist, die duri'h ein Mantelblech 29 verschlossen ist und so einen übermäßigen Wärmeabfluß von dem in der Bohrung 21 im Zuführstutzen 19 befindlichen Brennstoff in die umgebenden Teile des kühleren Düsenhalters 6 verhindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

driicklcdcr ausgebildete Schließfeder mit ihrem Sitz Palentansprüche: gegen einen entsprechenden Gegensitz im Düscnkor- pi: in Schließstellung gehalten wird und mit einer

1. Rotationssymmetrisch gebaute Bicmisioff- koaxiai zu ihrer Achse verlaufenden, brennsioffeineiiispritzdiise lür Kolbe!ibrennk''ali:naschinen mit 5 !nttssenig oflenen Sackbohrung versehen ist. in der cmei ir einer Rihrimgshohrung beweglich an- eine von der Sehließleder konzentrisch umgebene geordneten Düsennadel, die übe; eine am brenn- Breniisto:' /uführhüKe mit Schicbesilz getührt ist. die stoitciinriHsseitigc:! 1-iuie der Düsennadel ausge cmc koaxial zur Hiihenachse verlaufende Durchbildeten Hanseli anhegende, als Sclüaubeiuli uck- gangsbohrung aulweist. die einerseits an Jie Biennledei ausget-.ildete Sehließleder mit ihrem Si;/ ge- is s[,-.f|/uleitimg angeschlossen ist und düsennadelsdzgen eiüep. cn!-.p!cehcndcn (iegen-itz im Düsen- .-e'tig m einem vom linde der Sackbohrung gcbiklckorper .n Schließstellung gehalten »vird und mit teil Hohlraum mündet, der über AustriUsbohrungen einer koaxial zu ihrer Achse verlaufenden, brenn- mit einem unmittelbar oberhalb des Düscnnadelsitzes siolieintriitsseitig offenen Saekhohrung verseilen konzentrisch zur Dusemiadel angeordneten und diese is;, in der eine von de; Schließfeder konzentrisch 15 umgebenden Brcnn-toif.-aum in Verbindung steht, umgebene Brennsioff/utührhuNe mit Schiebe-it/ von wo dem unter ümsprilzdruck stehenden Brenugefutir! ist. die eine koaxial zur ί Iül-enechsc ν er- stotf nach Abheben tier Nadel vom Gegeiinitz der laufende Diirchgangshohi iing aufweist, die einer- Weg zu einem Düsenmundungsteil freigegeben wird, seits an die Brennstoffzuleitung angeschlossen ist l-.'me derartige Einspritzdüse ist aus der deutschen und düsei 1 adelsitzseitig in einem vom linde der 20 Patentschrift 4X3 M 4 bekannt. Durch die zentrale Sackbohrung gebildeten Hohliaum mündet, der Zuführung des Brennstoffs lassen sich mit dieser über Aust! ittshohrungen mit einem unmittelbar Düse Störungen des an sich angestrebten rotation>obcrha'ib des Düsennadelsitzes konzentrisch zur symmetrischen Aulbaus einer Einspritzdüse bereits Düsennadel angeordneten und diese umgebenden unterbinden. Außerdem ließe sich bei dieser Brennstollraum in Verbindung steht, von wo 35 Düse, abgesehen von einer radial gedrängten Baudem ι nler Einsprit/druck teilenden Brennstoff weise, eine optimale Anordnung von Kühlkanälen ernach Abheben der Nadel vom Gegensitz der Weg möglichen und somit ein Auftreten schädlicher Wär-ZU einem Düsenmundungsteil freigegeben wird. mespannungen unterbinden.

d a d ti r c h g e k e η η ζ e i c h net. daß die Bei der Anordnung nach der genannten deutschen Schließfeder (17) sich an ihrem der Düsennadel 30 Patentschrift 4Se> 614 ist die in die Düsennadel einge-(14) abgesandten finde gegen eine Anlagefläche paßte Zuführhülse in ihrem den Düsenöffnungen ab-(32) eines am Ende der Zuführhülse (16) an- gewandten Bereich zu einem über die gesamte Höhe geordneten Flansches (31) abstützt, der auf seiner der Einspritzdüse reichenden hohlzylindrischen Körder Anlagefläche (32) für d: Schließfeder (17) per aufgeweitet." in den die Rohrleitung zur Zufiihabgewandien Seite eine ebene, senkrecht zur 35 rung des Brennstoffs eingepaßt ist und durch VerAchse der Zuführhülse (16) liegende, kreisring- schraubung beider Teile auf einen kegeligen Dichtsitz förmige Stirnfläche (26) aufweist, mit welcher die angepreßt wird. Weiterhin ist die die Rohrleitung zur Zuführhülse mit Hilfe der Schließfeder (17) dich- Zuführung des Brennstoffs aufnehmende Zuführtend gegen eine in gleicher Weise ausgebildete hülse an ihrem den Düsenöffnungen abgewandten Stirnfläche (33) eines mit der Zuführhülse (16) 4° Ende in einem am Einspritzdüsenhalterende eingefluchtenden, fest im Düsenhalter (6) angeordne- schraubten Hohlstopfen geführt. Da zur Erzielung ten Zuführstutzens (19) zur Anlage gebracht einer ausreichenden Dichtwirkung an der Gleitfläche wird. zwischen Düsennadel und Zuführhülse eine sehr ge-

2. Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, naue Passung eingehalten werden muß, ist es deshalb dadurch gekennzeichnet, daß die dem in der 45 notwendig, bei jedem Auswechseln einer infolge der Sackbohrung (15) der Düsennadel ausgebildeten ständigen Verschleißerscheinungen unbrauchbar geHohlraum (22) zugewandte Stirnfläche (27) der wordenen Düsennadel auch die gesamte, über die Zuführhülse (16) flächenmäßig größer ist als die ganze Höhe der Einspritzdüse sich erstreckende Zu-Dichtfläche zwischen dem Zuführstutzen (19) führhülse durch eine neue, genau in die Sackbohrung und der Zuführhülse (16). 50 der neuen Düsennadel eingepaßte Zuführhülse zu er-

j. Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 setzen. Da auf Grund der an der Gleitfläche zwi-

oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhr- sehen der Zuführhülse und der Düsennadel entste-

stutzen (19) an seinem Außenumfang eine durch henden hohen Belastungen eirr hochwertiges Material

ein Mantelblech (29) verschlossene ringförmige für die gesamte Zuführhülse gewählt werden muß,

Ausnehmung (28) aufweist. 55 ergibt sich durch den laufenden Austausch der über

die gesamte Höhe der Einspritzdüse sich erstreckenden Zuführhülse eine wesentliche Erhöhung der laufenden Betriebskosten. Aber abgesehen davon entste-

hen hierbei durch geringe Ungenauigkeiten bei der

60 Fertigung, beispielsweise nicht genau fluchtende Führungen für die Zuführhülse im Bereich der Düsennadel sowie des Hohlstopfens, relativ hohe, insbe-

Die Erfindung betrifft eine rotationssymmetrisch sondere im Bereich der Gleitfläche von Düsennadel

gebaute Brennstoffeinspritzdüse für Kolbenbrenn- und Zuführhülse schädliche Zwangskräfte, wodurch

kraftmaschinen mit eine in einer Führungsbohrung 65 der Verschleiß dieser ohnehin schon hochbean-

beweglich angeordneten Düsennadel, die über eine spruchten Stelle noch mehr beschleunigt wird. Die

am brennstoffeintrittsseitigen Ende der Düsennadel hier gezeigte Lösung einer zentralen Brönnstoffzu-

ausgebildeten Flansch anliegende, als Schrauben- führung ist somit äußerst aufwendig und vor allem