DE2147710A1

DE2147710A1 - Brennstoffeinspritzdüse

Info

Publication number: DE2147710A1
Application number: DE19712147710
Authority: DE
Inventors: Harold Ernest Elburton Plymouth Devon Jackson (Großbritannien)
Original assignee: Petrol Injection Ltd
Current assignee: Petrol Injection Ltd
Priority date: 1970-09-25
Filing date: 1971-09-24
Publication date: 1972-03-30
Also published as: SE369213B; GB1330181A; CA947164A; BR7106327D0; FR2108528A5; AU3362671A; JPS5116563B1; AR195652A1; US3721390A; BE773093A; DD97026A5; IT939468B

Description

Beschreibung
zum Patentgesuch

der Petrol Injection Limited and H.E. Jackson, Valley Road, Plympton, Plymouth, Devon / England, 92, Elburton Road, Elburton, Plymouth, Devon / England

betreffend:
"Brennstoffeinspritzdüse"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzdüse mit einem Brennstoffeinlaß und einem Brennstoffauslaß, wie sie beispielsweise für Brennstoffeinspritzsystemie bei Brennkraftmaschinen bestimmt sind, und die Erfindung bezieht sich insbesondere auf solche Düsen, bei denen die Einspritzung des Brennstoffes intermittierend erfolgt.

Einspritzdüsen sind gewöhnlich so angeordnet, daß der Brennstoff in den Luftansaugkanal der Brennkraftmaschine stromabwärts der Drosselklappe eingespritzt wird; jede Düse kann beispielsweise so angeordnet sein, daß der Brennstoff in den jeweiligen Ansaugkrümner gespritzt wird, der von dem Ansaugkanal zum Maschinenzylinder führt. Alternativ kann man auch eine solche Anordnung treffen, bei der die Düsen direkt in den jeweiligen Maschinenzylinder stromabwärts dessen Einlaßventil spritzen.

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Bei einigen Systemen sind die Einspritzdüsen vom sogenannten offenen Typ und spritzen den Brennstoff kontinuierlich ein. Bei anderen Systemen jedoch arbeiten sie intermittierend, und deshalb kann eine solche Einspritzdüse ein Unterbrechen ventil aufweisen, das im Betrieb die Düse öffnet, um den Brennstoff abzugeben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfach aufgebaute und leicht montier- und de non tierbare Düse des letztgenannten Typs zu schaffen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein in den Brennstoffpfad zwischen Einlaß- und Auslaß geschaltetes elektromagnetisch be tat ig bares Unterbrecherventil, das zwischen einer offenen und einer Schließstellung zur Steuerung der Brennstoffströmung vom Einlaß zur Mündung des Brennstoffauslasses angeordnet ist.

Der Brennstoffauslaßpfad kann so angeschlossen sein, daß er den Brennstoff vom Einlaß durch einen Brennstoffeinlaßpfad erhält, der in einem Rohrelement innerhalb der Düse ausgebildet ist. Alternativ kann der Brennstoffauslaßpfad auch so angeschlossen sein, daß er denBrennstoff aus einer Durchflußstrecke innerhalb der Düse erhält, welche den Einlaß mit einem Nebenauslaß verbindet, wobei die Düse zusätzlich einen Dampfabscheidepfad aufweisen kann, der so an die Durchfluß strecke angeschaltet ist, daß der Dampf aus dieser abgeführt wird.

Das Ventilglied kann dabei Kugelform besitzen oder aber auch die Form eines Zylinders mit Führungsstange aufweisen.

Wenn die Düse einen Dampfabscheidepfad aufweist, wie oben erläutert, wird die Düse für den Betrieb so eingebaut, daß die Verbindung zwischen dem Dampfabscheidepfad und der Durchfluß-

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strecke sich oberhalb des Pegels des flüssigen Brennstoffes in der Düse befindet,und die Verbindung zwischen dem Auslaßpfad und der Durchflußstrecke befindet sich unterhalb dieses Pegels.

Der Dampfabscheidepfad kann gebildet werden durch ein Rohrelement innerhalb der Düse. Das Ende des Rohrelementes kann einen Anschlag ausbilden für die Begrenzung der Bewegung des Ventilgliedes bei Erregung des Unterbrecherventils: Die Düse kann dann ein nicht-magnetisierbares Element aufweisen, das dafür sorgt und so angeordnet ist, daß ein Klebenbleiben des ferro-magnetischen Ventilgliedes an dem Anschlag vermieden\Ard_r das in Folge fiarmanenten Magnetismus noch nach Entregung des Unterbrechenden tils eintreten könnte.

Das nüit-iuagnetisierbare Element kann dabei mit dem Ventilglied beweglich sein oder aber auch am Anschlag festangebracht sein.

Bei jeder der oben erläuterten Ausführungsformen der Erfindung kann der Brennstoffauslaßpfad definiert werden durch ein Brennstoffauslaßrohr in einer äußeren Kappe, in der die Auslaßnündung ausgebildet ist. Das Auslaßrohr kann dabei einen mit der Auslaßnündung fluchtenden Auslaß aufweisen, und die äußere Kappe kann mindestens eine Belüftungsöffnung aufweisen, durch die im Betrieb in das Innere der Kappe Luft gesogen wird. Bei einer bevorzugten Ausführung der Düse umfaßt die äußere Kappe eine Belüftungsöffnung stromaufwärts des Auslaßrohrauslasses und eine weitere Belüftungsöffnung stromabwärts dieses Punktes; vorzugsweise ist die weitere Belüftungsöffnung stromabwärts der Einspritzdüsenmündung angeordnet. Das Auslaßrohr

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kann ein Röhrchen mit konstanter, kleiner Innenbohrung sein, das zugleich.als Durchflußbegrenzer dient. Vorzugsweise kann man das Brennstoff rohr von der Düse demon tieren, ohne daß man dabei Eingriffe am Unterbrecherventil vorzunehmen braucht.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden:

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine be^vorzugte Ausführungsform einer Einspritzdüse gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht gemäß Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 zeigt die Anwendung der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einspritzdüse in einem Brenns toffeinspritzsystem;

Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine andere Ausführungsfozm der Einspritzdüse;

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsfcrm der Einspritzdüse nach Fig. 4;

Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung nach VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 zeigt die Anwendung der Einspritzdüsen vom Typ der Figuren 4 bis 6 in einem Brennstoffeinspritzsystem; und

Fig. 8 zeigt in Seitenansicht, teilwweise im Schnitt, eine Einspritzdüse gemäß der Erfindung, montiert auf dem Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine.

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Die in Figuren 1 und 2 dargestellte Einspritzdüse umfaßt ein Außengehäuse 1, in dessen einem Ende ein Brennstoffeinlaß

2 ausgebildet ist, welcher mit der Bohrung eines Rohrelenentes

3 kommuniziert,das zentrisch in dem Außengehäuse 1 sitzt. Die Bohrung des Rohrelementes 3 bildet einen Einlaßpfad vom Brennstof feinlaß 2 in eine Kammer 4, mit der die Bohrung über Öffnungen 5 in der Wandung des Rohrelementes kommuniziert. Ein Unterbrecherventil 6 steuert die Verbindung zwischen der Kammer 4 und einem Brennstoffauslaßrohr 7, das mit dem Rohrelement 3 ausgefluchtet ist und sich in einer außen bei 11 auf das Außengehäuse 1 aufgeschraubten Kappe 8 befindet. Das freie Ende des Auslaßrohres 7 ist offen und ausgefluchtet mit einer Auslaßmündung 9, die in der Spitze 10 der Kappe 8 ausgebildet ist, wobei der Brennstoff, welcher durch das Auslaßrohr 7 fließt, mittels der Düse durch die Mündung 9 abgegeben wird. Das Innere der Kappe 8 wird stromaufwärts des offenen Endes des Auslaßrohres 7 durch Durchlässe 12 in der Kappenwandung belüftet,und zusätzliche Belüftungsöffnungen 13 sind stromabwärts der Mündung 9 in der Düsenspitze 10 vorgesehen.

Ringsum das Rohrelement 3 ist ein Spulenkörper 14 angeordnet, der eine Erregerspule 15 trägt. Diese ist mit elektrischen Klenmen 16 am Außengehäuse 1 verbunden, welche im Betrieb der Düse in einem Brennstoffeinspritzsystern mittels Kabeln 17 mit einer Steuereinheit verbunden werden, mittels der die Erregerspule unter Strom gesetzt werden kann.

Das Unterbrecherventil 6 umfaßt einen kugelförmigen magnetisierbaren Ventilkörper 18, der innerhalb eines Führungsteils 19 in der Kammer 4 angeordnet und mittels einer Feder 20,

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welche sich im Rohreleitent 3 befindet, gegen einen Ventilsitz 21 vorgespannt ist, um die Kommunikation zwischen der Kammer 4 und dem Brennstoffauslaßrohr 7 zu unterbrechen. Die von der Feder 20 ausgeübte Vorspannung kann verändert werden, um den Anpreßdruck des Ventilgliedes 18 zu verändern, in-dem das Rohreleitent 3 justiert wird, welches in das Außengehäuse 1 zu diesem Zweck schraubbar eingesetzt ist, wie bei 24 angedeutet.

Im Betrieb ist die Einspritzdüse in ein Brennstoffeinspritzsystem geschaltet, wie nachfolgend noch näher zu erläutern unter Bezugnahme auf die beispielsweise die Fig. 3, und zwar ist sie auf dem Ansaugkrümmer einer Brennkraftmaschine derart montiert, daß Brennstoff, der durch die Öffnung 9 gelangt, in den Ansaugkrümmer abgegeben wird. Die Öffnungen und 13 sind mit Atmosphäre beim Maschinenluftfilter verbunden über eine Längsieitung in dem Ansaugkrümmer, ähnlich wiQ^/eiter unten in Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert. Brennstoff wird an den Brennstoffeinlaß 2 geführt, und wenn die Erregerspule unter Strom gesetzt wird; wirken Magnetkräfte auf das Ventilglied 18 ein, um es von dem Ventilsitz 21 entgegen der Vorspannung der Feder 20 abzuheben und Kommunikation zwischen der Kamirer 4 und dem Auslaßrohr 7 herzustellen. Das nächstbenachbarte Ende des Rohrelementes 3 bildet einen Anschlag für die Begrenzung der Ventilgliedbewegung vom Ventilglied 21 weg, und Brennstoff strömt durch den Brennstof feinlaß 2^ längs der Bohrung des Rohrelementes 3_; durch die Öffnungen 5 und die Kammer 4_;in das Auslaßrohr 7 und wird dann durch die Auslaßmündung in den Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine abgegeben. Der Unterdruck im Ansaugkrümmersystem veranlaßt, daß Luft in das Innere der Kappe 8 durch die öffnungen 12 gesogen wird, und dies dient zur Zerstäubung des Brennstoff stromes, der aus dem Auslaßrohr

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austritt und stellt zugleich sicher, daß das Innere der Kappe 8 unter Atmosphärendruck steht, derart, daß der Unterdruck, der im Ans augk rümmer sys tem herrscht, keinen Einfluß auf die Brennstoffströmung durch das Auslaßrohr 7 hat. Luf^ferner durch die zusätzlichen Belüftungsöffnungen 13 in der Düsenspitze 10 gesogen, und diese zusätzliche Luftströmung trifft auch den aus der Mündung 9 austretenden Brennstoff auf und bewirkt eine weitere Zerstäubung. Der Zerstäubungseffekt der Luftströmung durch die Belüftungsöffnungen 12 und 13 ermöglicht eine sehr feine Brennstoffzerstäubung, was besonders dann von Bedeutung ist, wenn die Maschinen mit einem mageren Brennstoffluftgemisch arbeitet, um die Abgase zu verringern.

Das Brennstoffauslaßrohr 7 ist ein Röhrchen aus korrosionsfestem Stahl mit einer Bohrung mit kleine«, kontanten Durchmesser von einigen Zehntel Millimetern, beispielsweise 0,5 mm. Das Auslaßrohr 7 wirkt als Durchflußbegrenzer und bildet die Hauptbegrenzung für die Brennstoffströmung zur Düse, wenn sich das Ventilglied 18 in der offenen Stellung befindet. Das Auslaßrohr 7 wird in seiner Durchflußbegrenzung bei dem Zusammenbau der Düse ausgemessen, und wenn eine Mehrzahl von Düsen in einem Brennstoffeinspritzsystem Anwendung findet und von einer gemeinsamen Brennstoffzufuhr a gespeist wird, wählt man Düsen mit Auslaßrohren 7 vergleichbarer Werte aus, um sicherzustellen, daß der Brennstoff gleichförmig auf die Düsen verteilt wird. Es ist festzuhalten, daß diese Brennstoffbegrenzungsfunktion der Düse vollständig unabhängig ist vom Unterbrecherventil 6. Darüber hinaus können die BegrenzungscharakteristLken der Düse ohne weiteres, falls erwünscht, modifiziert werden (um beispielsweise an unter-

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schiedliche Brennstoffeinspritzsysterne angepaßt zu werden), indem das Auslaß rohr 7 gegen ein anderes Auslaßrohr in abweichender Begrenzungscharakteristik ausgetauscht wird. Zu diesem Zweck ist, wie man erkennt, das Auslaßrohr 7 in einer Baugruppe 22 angeordnet, die eine Fortsetzung des Ventilsitzes 21 bildet, jedoch getrennt von diesem ist, und gegen den Ventilsitz mittels einer Feder 23 gehalten ist, die auf einer Abstufung der Kappe 8 sitzt. Wenn mithin das Auslaßrohr 7 ausgetauscht werden soll, ist es nur erforderlich, die Kappe 8 abzuschrauben, wodurch die Baugruppe 22 mit dem Auslaßrohr 7 frei wird, das dann durch ein anderes ersetzt werden kann: Während dieses Arbeitsganges braucht das Unterbrecherventil 6 nicht demontiert zu werden. Demgemäß kann der elektromagnetische Teil der Düse als Standardbauteil gefer-Sgt werden.

Fig. 3 erläutert die Anwendung von Düsen 200 des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Typs in einem Brennstoffeinspritzsystem. Das System an sich bildet den Gegenstand anderer Patentanmeldungen und wird hier nur der Erläuterung halber beschrieben. Es umfaßt einen Tank 201, aus dem Brennstoff mittels einer beliebigen "iUnpe 202 abgesogen und einer Brennstoffdruckeinrichtung 203 zugeführt wird. Die Brennstoff druckeinr ich tung 203 setzt den Brennstoff in Abhängigkeit vom Maschinenluf tbedarf unter Druck, wie durch die gestrichelte Leitung 204 zum Maschinenlufteinlaß 205 angedeutet, und der unter Druck gesetzte Brennstoff gelangt dann zu den Einspritzdüsen 200. überschüssiger Brennstoff aus der Brennstoff deckeinrichtung 203 wird zum Brennstofftank 201 über ein Rückschlagventil 206 zurückgeführt, und überschüssiger Brennstoff aus den Düsen 200 wird ebenfalls zum Tank über die

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Rücklaufleibung 207 geführt. Ein Steuergerät 208, das ebenfalls auf den Maschinenluftbedarf anspricht, wie durch die gestrichelte Leitung 20 9 zum Lufteinlaß angedeutet,, erzeugt intermittierende elektrische Impulse, die den Erregerspulen (nicht in Fig. 3 dargestellt) der Düsen 200 zugeführt werden, um die zugeordneten Unterbrecherven tile 6 zu betätigen und damit den Einspritzvogang durchzuführen. #jn In den erwähnten anderen Anmeldungen ist erläutert, daß das Steuergerät 208 elektrische Impulse in regelmäßigen Zeitintervallen erzeugt, jedoch die Dauer dieser Impulse in Abhängigkeit vom Maschinenluftbedarf eins&llt: Düsen, die in Übereins timrrung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind, könnten jedoch in anderen Einspritzsysteraen Anwendung finden, beispielsweise solchen, bei denen die Steuereinrichtung elektrische Impulse in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl erzeugt, um die Einspritzdüsen zu betätigen.

Die Düse gemäß Fig. 4 ist ähnlich der nach Figuren 1 und 2, und die einander entsprechenden Teile tragen die gleichen Eezugszeichen. Bei dieser Düse ist jeäoch der Brennstoffeinlaß 2 nicht in einem Ende des Außengehäuses 1 ausgebildet, sondern seitlich angeordnet und kommuniziert direkt über die Kammer 4, welche das kugelförmige Ventilglied 18 enthält, mit einem Brennstoffnebenauslaß 40 in der anderen Seite des Außengehäuses. Die Düse umfaßt ein Rohrelement 3a in Ausfluchtung mit dem Brennstoffauslaßrohr 7 entsprechend dem Rohrelement gerräß Figuren 1 und 2, doch in dieser Ausführungsform definiert das Rohrelement 3a eine Dampfabscheidestrecke, die dazu dient, Brennstoffdampf aus der Kammer 4 abzuführen, anstatt Brennstoff in die Kammer einzuführen, und aus diesem Grunde enthält die

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Bohrung des Rohrelements 3a einen Durchflußbegrenzer 41. Das Brennstoffauslaßrohr 7 und das Rohrelement 3a sind senkrecht zum Nebenauslaßpfäd zwischen Einlaß 2 und Nebenauslaß 40 angeordnet.

Im Betrieb wird die Einspritzdüse nach Fig. 4 in ein Brennstoffeinspritzsystem geschaltet, wie unter Bezugnahme auf Fig. 7 noch zu erläutern, und wird montiert auf einem Ansaugkrümner 80 einer Brennkraftmaschine, wie in Fig. 8 gezeigt, derart, daß Brennstoff, der durch die Mündung 9 austritt, in den Ansaugkrümmer abgegeben wird. Die Belüftungsöffnungen 12 und 13 sind mit einera Ringraum 81 verbunden, der zwischen der Außenkappe 8 und der Düsenhaiterung angeordnet, und seinerseits mit dem Maschinenluftfilter über eine Galerielei tang 82 in dem Ansaugkrüirmer 80 verbunden is t.

Brennstoff wird dem Einlaß 2 zugeführt, und wenn das Ventilglied 18 auf dem Ventilsitz aufsitzt, gelangt er direkt in die Kammer 4 und verläßt die Düse wieder über den Nebenauslaß 40. Dieser Brennstoffdurchfluß, der selbst dann erfolgt, wenn das Ventilglied 18 in geschlossener Stellung ist, hat eine Kühlwirkung und verringert die Tendenz des Brennstoffs zur Verdampfung innerhalb der Düse. Wenn eine Verdampfung jedoch trotzdem eintritt, gelangt der Dampf gegebenenfalls zusammen mit einem geringfügigen Anteil an Brennstoff durch die öffnungen 5 in der Wandung des Rohrelenents 3a längs der Bohrung des Rohrelements durch den Durchflußbegrenzer 41 und verläßt die Düse durch einen Dampf auslaß 42 am Ende des Außengehäuses 1. Die Abscheidung des Dampfes nach dieser Methode wird sichergestellt durch die

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Positionierung der Düse in einer Brennkraftmaschine derart, daß die Spitze IO der Außenkappe 8 sich am niedrigsten Punkt der Düse befindet, wie in Fig. 8 angedeutet» Jeglicher Dampf, der sich in der Kammer 4 befindet, steigt zur Oberseite der Kammer auf, von welchem Punkt aus der Dampf direkt durch die Öffnung 5 usw. zum Dampfauslaß 42 gelangen kann.

Wenn die Erregerspule 15 unter Strom gesetzt wird, wirken Magnetkräfte auf das kugelförmige Ventilglied 18 ein und heben dies vom Ventilsitz 21 entgegen der Vorspannung einer Feder 20 ab (diese Bewegung wird begrenzt durch das Rohrelement 3a), und der Brennstoff strömt dann von dem Einlaß 2 durch die Kammer 4 längs Ventilsitz 21 in das Brennstoff auslaßrohr 7 und wird durch die Mündung 9 in den Ansaugkrümner 80 der Brennkraftmaschine abgegeben. Wie bei der Düse nach Figuren 1 und 2 sorgt der Unterdruck im Ansaugsystem dafür, daß Luft durch Belüftungsöffnungen 12 und 13 in der Kappe 8 gesogen wird, welche das Brennstoffauslaßrohr 7 umgibt, um so den Brennstoff zu zerstäuben und sicherzustellen, daß das Innere der Kappe 8 unter Atmosphärendi^rck gehalten wird, überschüssiger Brennstoff, der nicht in das Auslaßrohr 8 gelangt, verläßt die Düse über den Nebenauslaß 40, und aller verdampfter Brennstoff aus der Kammer 4 gelangt, wie oben erläutert, zum Dampfauslaß 42. Die Anordnung der Düse an einer Brennkraftmaschine gemäß Fig. 8 stellt sicher, daß der Ventilsitz 21 sich innrer unterhalb des Brennstoffpegels in der Kammer 4 befindet und sorgt demgemäß dafür, daß nur flüssiger Brennstoff zum Brennstoff auslaßrohr 7 gelangt.

Wie bei der Düse nach Figuren 1 und 2 können die Begrenzung scharak ter is tiken der Düse nach Fig. 4, falls erwünscht, dadurch verändert werden, daß das Brennstoffauslaßrohr 7 gegen ein Brennstoffrohr ausgetauscht wird, das eine

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abweichende Ströitungscharakteris tik aufweist, und dies kann erfolgn, ohne daß man Eingriffe am Unterbrecherventil 6 vorzunehmen braucht, indem die Kappe 8 abgeschraubt wird und damit die Baugruppe 22 faagelegt wird, in der sich das Brennstoff auslaß rohr befindet. Wie in Figuren 1 und 2 ist auch hier die Durchflußbegrenzungsfunktion der Düse vollkommen unabhängig von der BrennstoffSteuerfunk tion des Unterbrecherventils 6.

Die Düse nach Figuren 5 und 6 ist ähnlich der Düse nach Fig. 4 insoweit, als der Brennstof feinlaß 2 auf einer Seite des Außengehäuses 1 angeordnet ist und direkt über eine Kammer 4 mit einem Unterbrecherventil mit einem Brennstoffnebenauslaß 40 kommuniziert, der sich auf der anderen Seite des Außengehäuses befindet. Einander entsprechende Teile der Düse tragen deshalb die gleichen Bezugszeichen. Die Düse nach Figuren 5 und 6 unterscheidet sich von der Düse nach Fig. 4 bezüglich der speziellen Konstruktion des Unterbrecherven tils und des Dampfauslaßpfades aus der Kammer 4 zum Dampfauslaß

Bei der Düse nach Figuren 5 und 6 umfaßt das Unterbrecherventil 6 ein magnetisierbares Ventilglied in Form eines zylindri· sehen Durchflußsteuergliedes 18a am einen Ende einer Führungssbange 50,und ein Ventilsitz wird gebildet durch einen O-Ring in einem Ventilsitzhalter 52. Die Führungsstange 50 erstreckt sich vom Ventilglied 18a durch eine FührungshüTse 53 in einem Rohrelement 3a und endet in einem Federsitz 54. Eine Feder ist zwischen dem Feder sitz 54 und einem Anschlag 56 angeordnet, der in den Dampf auslaß 42 am Ende des Außengehäuses 1 angeordnet ist, und die Feder spannt das Ventilglied aus den Teilen 50 und 18a in Richtung des O-Ringes 51 vor.

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Die Führungshülse 53 besitzt, wie ara besten in Fig. 6 erkennbar, eine dreieckige Querschnittsform und bildet mit den Dreieckseiten gegenüber der Bohrungswandung des Rohrelementes 3a drei Dampfauslaßpfade 57. Die Kammer 4 kommuniziert mit den Dampfpfaden 57 über öffnungen 5 in der Wandung des Bohrelementes 3a, wie in Fig. 4, und die Dampfpfade 57 ihrerseits kommunizieren mit einem Durchflußbegrenzer 41, der sich in dem Anschlag 56 des Dampfauslasses 42 befindet.

Eine nicht magnetisierbare Scheibe 58 ist zwischen dem Ventilglied 18a und dem gegenüberliegenden Ende des Rohrelementes 3a angeordnet- und um die Führungsstange 50 gepreßt, so daß sie sich mit dieser bewegt.

Im Betrieb wird die Einspritzdüse nach Fig. 5 und 6 in ein Brennstoffeinspritzsystem eingebaut, wie unten unter Bezugnahme auf Fig. 7 zu erläutern, und wird montiert auf dem Ansaugkrümmer 80 einer Brennkraftmaschine in ähnlicher Stellung wie in Fig. 8 dargestellt. Der Brennstoff wird dem Einlaß 2 zugeführt und gelangt, falls das Ventilglied 18a auf dem Ventilsitz 51 aufsitzt, direkt durch die Kammer 4 und verläßt die Düse über den Nebenauslaß 40. Wie bei der Düse nach Fig. 4, hat der Durchfluß von Brennstoff, der selbst dann stattfindet, wenn das Unterbrecherventil 6 geschlossen ist, eine Kühlwirkung und reduziert die Tendenz des Brennstoffs, innerhalb der Düse zu verdampfen. Wenn sich doch etwas Dampf innerhalb der Kammer 4 bildet, so stellt die Anordnung der Düse an der Brennkraftmaschine (d.h. mit der Düsenspitze 10 am untersten Punkt wie nach Fig. 8) sicher, daß der Dampf eventuell zusammen mit einem geringfügigen Anteil von Brennstoff durch die öffnungen 5 in der Wandung des Rohrelementes 3a längs der Dampfρfade 57 strömt, und die Düse durch den Durchflußbegrenzer 41 innerhalb des Auslasses 42 verläßt.

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Wie die Düsen nach Fig. 1,2 und 4, wird das Unterbrecherventil 6 durch eine Erregerspule 15 betätigt. Wenn die Erregerspule 15 unter Strom gesetzt wird, v/irken magnetische Kräfte auf das Ventilglied 18a mit der Führungsstange 50 ein und heben das Ventilglied von dem O-Ring 51 entgegen der Kraft der Feder 55 ab, wobei diese Bewegung begrenzt wird durch das Ende des Rohrelementes 3a. Brennstoff strömt dann durch den Einlaß durch die Kammer 4, den Ventilsitz 5t, 52, das Brennstoffauslaßrohr 7 und wird schließlich abgegeben durch die Mündung 9 in den Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine, überschüssiger Brennstoff verläßt die Düse über den Nebenauslaß 40 und jeder Dampf, der sich etwa gebildet hat in der Kammer 4, verläßt die Düse durch den Dampfauslaß 42, wie oben erläutert. She Die Anordnung der Düse im Betrieb gemäß Darstellung nach Fig. 8 stellt sicher, daß der Ventilsitz 51, 52 sich immer unter dem Pegel des flüssigen Brennstoffs in der Kammer 4 befindet, und daß demgemäß nur flüssiger Brennstoff in das Brennstoffauslaßrohr 7 gelangt.

Wenn das Unterbrecher4antil 6 offen ist, verhindert die nicht magnetisierbare Scheibe 58, daß das magnetisierbar Venilglied 18a in Kontakt mit dem magnetisierbaren Rohrelement 3a gelangt und in der Offenstellung gehalten wird unter dem Einfluß remanenten Magnetismus, der nach Entregung der Spule 15 noch vorhanden ist. Man erkennt, daß die Scheibe 58^ anstatt auf der Führungsstange 50 zur Bewegung mit dieser befestigt zu sein, auch stationär sein könnte und am Rohrelement 3a sitzen könnte. Es versteht sich gleichermaßen, daß Scheiben dieses Typs, wenn auch nicht dargestellt, auch in den Düsen nach Fig. 1 und 2 sowie 4 eingesetzt werden könnten, beispielsweise angeordnet auf den Rohrelementen 3 bzw. 3a.

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Uie bei den Düsen nach Fig. 1, 2 und 4 sorgt der Ansaugkanalunterdruck der Brennkraftmaschine dafür, daß Luft in die Kappe 8 der Düse nach Fig. 5 durch die Belüftungsöffnungen 12 und 13 gesogen wird, und der Brennstoff, der das Brennstoffauslaßrohr 7 verläßt, zerstäubt wird, wobei das Innere der Kappe auf Atmosphärendruck gehalten wird. Die Durchflußbegrenzungscharakteristik der Düse nach Fig. 5 kann ebenfalls - wie oben erläutert - modifiziert werden, indem das Brennstoffauslaßrohr 7 durch ein anderes Auslaßrohr mit abweichender Charakteristik er- ä^ setzt wird, und dies ist wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsforrueii iuuyxicli, ohne das Eingriffe am Unterbrecherventil 6 erfolgen müssen.

Fig. 7 zeigt die Anwendung der Düsen 300, bei denen es sich um Düsen entweder vom Typ der Fig. 4 oder der Fig. 5 und 6 handeln kann in einem Brennstoffeinsprxtzsystem. Dieses System entspricht im wesentlichen dem System nach Fig. 3 und einander entsprechende Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen* Es ist jedoch festzuhalten, daß die Art und Weise, wie die Düsen in das System geschaltet sind, sich von der Einschaltung der Düsen 200 insofern unterscheidet, als hier die Düsen miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei der Nebenauslaß 40 der einen Düse ver- W buiiden ist mit dem Einlaß 2 der nächsten. Im Ergebnis strömt der unter Druck gesetzte Brennstoff, der den Düsen zugelü||trt wird, durch die Brennstoffei»druckeinrichtung 203, durch jede der Düsen 300 nacheinander und Brennstoff, der nicht von den Düsen abgegeben wird, wird zum Brennstofftank 201 über die Leitung 207 zurüdgeführt, so daß der Brennstoff durch die Düsen 300 kontinuierlich zirkuliert und in Abweichung von dem System nach Fig. 3 kein Brennstoff in den Düsen verharrt, selbst dann nicht, wenn die Unterbrecherventile 6 der Düsen geschlossen sind. Dies verringert jegliche Tendenz des Brennstoffs, innerhalb der Düsen 300 zu verdampfen, jedoch wird jeglicher Dampf,der sich trotzdem gebildet hat,

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innerhalb der Düsen abgeschieden, wie oben erläutert, und dem Brennstofftank 201 über Leitungen 301 zurückgeführt.

Die Anwendung eines kugelförmigen Ventilgliedes 18 in den Düsen nach Fig. 1, 2 und 4 ist vorteilhaft insofern, als bei irgendeiner seitlichen Bewegung des Ventilgliedes bei Erregung der Spule 15 (welche Bewegung das Ventilglied in Eingriff mit dem Führungsteil 19 bringen würde) das Ventilglied gegen das Führungsteil 19 rollt, und die öffnung des Unterbrecherventils nicht merKbar durch Reibungseinflüsse behindert wird. Dies ermöglicht, daß die Unterbrecherventile 6 mit niedrigeren Leistungen betätigt werden können.

Die Anwendung der Belüftungsöffnungen 12 und 13 in den oben erläuterten Düsen ist zwar vorteilhaft, jedoch nicht zwingend, und könnte weggelassen werden. Außerdem könnten die Dampfabscheider 5, 41, 42 und die Nebenauslaßpfade 2, 4, 40 nach Fig. 4 bis 6 auch bei Düsen Anwendung finden, bei denen abweichende Formen von Unterbrecherventilen als die dargestellten Anwendung finden.

(Patentansprüche)

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Claims

Patentansprüche

Brennstoffeinspritzdüse mit einem Brennstoffeinlaß und Brennstoffauslaß, gekennzeichnet durch ein in den Brennstoff pfad zwischen Einlaß (2) und Auslaß (7, 9) geschaltetes elektromagnetisch betätigbares ünterbrecherventil (6-21-15; 18-21-15; 18a-5l-l5) , das zv/ischen einer Offen- und einer Schließstellung zur Steuerung der ßrennstoffströmung vom Einlaß (2) zur Mündung (9) des Brennstoff auslässes (7) bev/egbar ist.
2) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterbrecherventil ein kugelförmiges Ventilglied aufweist.
3) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Führungsteil (19) für das Ventilglied.
4) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Federanordnung (20, 55) für die Vorspannung des Ventilgliedes in Schließstellung.
5) Brennstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffauslaß so angeschlossen ist, daß er den Brennstoff von dem Einlaß durch einen von einem Rohrelement (3) innerhalb der Düse gebildeten Brennstoffpfad erhält.
6) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffeinlaßpfad mit dem Auslaßpfad über mindestens eine öffnung (5) in der Wandung des Rohrelementes (3) kommuniziert.

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7) Brennstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffauslaßpfad so angeschlossen ist, daß er den Brennstoff einer Durchflußstrecke (2-40) innerhalb der Düse entnimmt, die den Einlaß (2) mit einem Brennstoffnebenauslaß (40) verbindet, und daß die Düse ferner eine Dampfabscheidestrecke umfaßt, die an die Durchflußstrecke zur Abfuhr von Dampf aus dieser angeschlossen ist.
8) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied^eiftf einer Führungsstange (50) sitzendes Zylinderteil (18a) umfaßt.
9) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Betriebslage der Düse die Verbindung zwischen dem Dampfauslaß und der Durchflußstrecke sich oberhalb des Flüssigbrennstoffpegels innerhalb der Düse befindet, und daß die Verbindung zwischen dem Brennstoffauslaß und der Durchflußstrecke sich unter diesem Pegel befindet.
10) Brennstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfabscheidepfad die Durchflußstrecke mit einem Dampfauslaß verbindet und einen Durchflußbegrenzer (41) enthält.
11) Brennstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußstrecke eine Kammer (4) aufweist, an die der Brennstoffauslaßpfad (7) und der Dampfabscheidepfad angeschlossen sind, und in der sich das Unterbrecherventil befindet.
12) Brennstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßpfad und der Dampf abscheidepfad miteinander ausgefluchtet sind und sich senkrecht bezüglich der Durchflußstrecke erstrecken.

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13) Brennstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfabscheidepfad von einem Rohrteil (3a) innerhalb der Düse gebildet wird.
14) Brennstoffeinspritzdüse nach Ansprüchen 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (50) längs einer Bohrung des Rohrelementes (53) geführt ist.
15) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (50) innerhalb einer Führungshülse (53) geführt ist, und der Darapfabscheidepfad von mindestens einem Durchlaß gebildet ist, der sich zwischen dem Rohrelement und der Führung befindet.
16) Brennstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfabscheidepfad mit der Durchflußstrecke über mindestens eine öffnung in der Wandung des Rohrelementes kommuniziert.
17) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 5 oder 6, oder einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Rohrelementes einen Anschlag für die Bewegung des Ventilgliedes bei Erregung des Unterbrecherventils bildet.
18) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein nicht magnetisierbares Element (58) vorgeaäaen ist zur Verhinderung des Klebenbleibens des Ventilgliedes an dem Anschlag.
19) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht magnetisierbare Element mit dem Ventilglied beweglich ist.

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20) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 18 oder 19,.dadurch gekennzeichnet, daß das nicht magnetisierbare Element an dem Anschlag angeordnet ist.
21) Brennstoffeinspritzdüse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoffauslaßpfad gebildet wird durch ein Brennstoffauslaßrohr (7), das in einer äußeren Kappe (8) mit der Auslaßmündung (9) angeordnet ist, daß das Brennstoffauslaßrohr (7) einen mit der Auslaßmündung (9) fluchtenden Auslaß aufweist, und daß die Kappe (8) mindestens eine Belüftungsöffnung (12, 13) aufweist, durch die im Betrieb der Düse Luft in die Kappe gesogen wird.
22) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 21,.dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe eine Belüftungsöffnung (12) stromaufwärts des Brennstoffrohrauslasses und eine weitere Belüftungsöffnung (13) stromabwärts derselben aufweist.
23) Brennstoffeinspritzdüse nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Belüftungsöffnung stromabwärts der Düsenmündung (9) vorgesehen ist.
24) Brennstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 21 bis

23, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffauslaßrohr (7) eine Bohrung konstanten Durchmessers zur Ausbildung eines Brennstof fdurchflußbegrenzers aufweist.
25) Brennstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 21 bis

24, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffauslaßrohr (7) von der Düse ohne Eingriff in das Ventil demontierbar ist.

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