DE2127460C3 - Rotationssymmetrisch gebaute Brennstoffeinspritzdüse - Google Patents
Rotationssymmetrisch gebaute BrennstoffeinspritzdüseInfo
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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
;ι11ιπμ ■-■ -<■■■■■■■ i" -.-■■.:.■ i',i .;iiis!,.-,f|>
die Bewenbarkeh des Zuführsiuizens in seiner 1 ..h-
luii; Miwie die Zwischenschaltung des rohnörmigen
^ic.nal, -,-.ird : ■ ... .. ;-- .■ ,1,,,,I1 ,,. . /v, isc'ieiislücks die Anzahl der Dichlstellen merklich
-' s^;!!ci'u.^ ;,- ., ,j..r [),|.en- erhöh- lsi.
->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.-IJatentschrift 3 3S-7 7l'() 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)
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
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