DE3009461C2 - Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bekanntlich weisen Einspritzdüsen von luftverdichtenden Ein­ spritzbrennkraftmaschinen in den Düsenkörpern mit geringem Spiel geführte Düsennadeln auf. Der in der Einspritzdüse herr­ schende Einspritzdruck wird nach außen, nämlich über ein die Schließfeder aufnehmenden Raum und einen Entlastungskanal, le­ diglich durch das enge Spiel zwischen Düsenkörper und Düsenna­ del weitgehend abgedichtet. Kraftstoffleckverluste lassen sich jedoch nicht gänzlich vermeiden. Aufgrund von Fertigungs­ toleranzen und der damit verbundenen unterschiedlichen Nadel­ spiele ergeben sich von Einspritzdüse zu Einspritzdüse einer Brennkraftmaschine unterschiedliche Leckraten. Da jeder Leck­ verlust einen Verlust an Einspritzmenge bedeutet, ist zu er­ warten, daß bei vorausgesetzter exakter Gleichförderung der Einspritzpumpe von Auslaß zu Auslaß infolge der unterschied­ lichen Düsenleckmengen auch die in die einzelnen Zylinder der Brennkraftmaschine eingespritzten Kraftstoffmengen unterschied­ lich sind. Spritzmengenunterschiede von Zylinder zu Zylinder führen während eines Arbeitstaktes zu einem schwankenden Dreh­ momentverlauf des Motors, der eine Drehschwingung des Motor­ blocks und - dadurch angeregt - auch ein für Fahrer und Insas­ sen unangenehmes sogenanntes "Schütteln" des Kraftfahrzeuges hervorrufen kann.

Um bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzdüse der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art (US-PS 23 38 584) eine gute Dichtheit zwischen Druckräumen und druckentlasteten Räumen jeder Einspritzdüse zu erreichen, ist eine Abdichtung für jede Düsennadel mit Hilfe einer als Dichtung dienenden Packung vorgesehen, die über einen in den Düsenkörper einge­ schraubten Stützring innerhalb des die Düsennadel umgebenden Ringraumes gepreßt und somit auch unter Pressung gegen die Dü­ sennadel angedrückt wird. Eine Abdichtung dieser Art erzeugt jedoch eine relativ hohe, insbesondere von der Anpreßkraft durch den Stützring abhängige Reibung, die die Düsennadel in ihrer Hubbewegung in unzulässiger und aufgrund unterschiedlicher Anpreßkräfte zudem auch unkontrollierbarer Weise beeinträchtigen kann.

In der Brockhaus Enzyklopädie 1968, Seite 704/705 sind unter dem Stichwort "Dichtung" u. a. Berührungsdichtungen angegeben, die als ringförmige Packungen oder auch als elastische Radial­ dichtringe für relativ zueinander bewegte Teile Anwendung fin­ den.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffein­ spritzdüse zu schaffen, die gegenüber der gattungsgemäßen Aus­ führung einen geringeren Herstellungsaufwand erfordert und zwischen den Druckräumen und den druckentlasteten Räumen eine wirksame Abdichtung gewährleistet, durch die aufgrund der auf die Düsennadel wirkenden geringeren radialen Kräfte reibungs­ ärmere Nadelbewegungen ereichbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Durch die hierin angegebenen einfachen Maßnahmen ist eine dau­ erhafte und wirkungsvolle Abdichtung sichergestellt, ohne daß Präzisionsbearbeitungen an den leckölgefährdeten Stellen im Führungsbereich der Düsennadel erforderlich sind.

Der eng an der Düsennadel anliegende elastische Dichtring be­ wirkt eine abdichtende Funktion ohne Quetschen des Dichtringes und ohne Hemmen der Axialbewegung der Düsennadel.

Weitere förderliche und vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt und im folgenden näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Kraftstoffeinspritzdüse im Längsschnitt mit einem elastischem Dichtring, der durch ein Fe­ derelement an einem Stützring in Anlage gehalten wird,

Fig. 2 Dichtring und Federelement in einteiliger Bau­ weise,

Fig. 3 Dichtring und als Reibring wirkender Stützring zu einer Baueinheit zusammengefaßt,

Fig. 4 Dichtring und Stützring zu einer Baueinheit zu­ sammengefaßt, wobei der Stützring formschlüssig in eine Nut der Ringraumwand eingreift.

Die in Fig. 1 gezeigte, nach innen öffnende Kraftstoffein­ spritzdüse 1 für luftverdichtende Einspritzbrennkraftmaschinen besteht aus einem Düsenkörper 2 mit einer darin längsver­ schiebbar geführten Düsennadel 3, aus einer Überwurfmutter 4, durch die der Düsenkörper 2 über ein Zwischenstück 5 mit einem Düsenhalter 6 verspannt ist. Eine Schließfeder 7 im Federraum 8 drückt die Düsennadel 3 auf einen Ventilsitz 9 im Düsenkörper 2. Die Düsennadel 3 hebt von diesem Ventilsitz 9 erst dann ab, wenn von einer nicht dargestellten Kraftstoffeinspritzpumpe Kraftstoff über einen Druckkanal 10 in einen Hochdruckraum 11 gefördert wird. Zwischen der Düsennadel und ihrer Führungsboh­ rung im Düsenkörper 2 befindet sich herstellungsbedingt ein geringer, Leckkraftstoff durchlassender Ringspalt 12.

An dem dem Hochdruckraum 11 gegenüberliegenden Ende der Düsen­ nadel 3 umgibt ein im Düsenkörper 2 ausgebildeter Ringraum 13 das Düsennadelende, in welchem sich ein aus einem elastischen, kraftstoff- und wärmebeständigem Material bestehender Dichtring 14 zwischen einem Stützring 15 und einem Federelement 19 be­ findet. Der Dichtring 14 ist mit einem leichten bzw. eine ge­ ringe Flächenpressung aufweisenden Preßsitz auf der Düsennadel 3 geführt. Durch den über den Leckkraftstoff führenden Ring­ spalt 12 im Ringraum 13 wirkenden Kraftstoffdruck (ca. 20 bar) wird der Dichtring 14 radial an die Düsennadel 3 und axial an den Stützring 15 angepreßt, so daß eine radial und axial wir­ kende Abdichtung erfolgt.

Der Stützring 15 liegt an der Umfangswandung des Ringraumes 13 an und stützt sich außerdem an der schließfederseitigen Be­ grenzung des Ringraumes 13 ab, die zugleich eine als Nadelan­ schlag dienende Ringfläche 16 des Zwischenstücks 5 ist.

Das zwischen der hochdruckraumseitigen Stirnfläche 17 des Dichtringes 14 und der einspritzseitigen Schulter 18 des Ring­ raums 13 im Düsenkörper 2 vorgesehene Federelement 19 ist als ringförmige Wellfeder ausgebildet, durch die der Dichtring 14 in seiner Anlage am Stützring 15 gehalten wird. Die Wellfeder bewirkt, daß bei Einspritzsystemen, bei denen zum Ende der Einspritzung ein bestimmter Mindestdruck im Hochdruckraum 11 nicht immer sichergestellt ist, der Dichtring 14 beim Zurück­ laufen der Düsennadel 3 in der Schließphase nicht mitgezogen, sondern gegen den Stützring 15 ständig gedrückt wird.

In Fig. 2 besteht das Federelement 19 aus einem in sich ge­ schlossen federnden Ring 20, der über mehrere Stege 23 eintei­ lig mit dem Dichtring 14 verbunden ist und im Bereich des fe­ dernden Rings 20 zwischen den Stegen 23 Noppen 21 aufweist, die sich auf der Schulter 18 des Ringraumes 13 abstützen.

Der Stützring 15 kann zugleich Reibring (Fig. 3) sein, der kraftschlüssig mit der Wand des Ringraumes 13 zusammenwirkt und gemeinsam mit dem Dichtring 14 eine Einheit bildet. Dieses Ausführungsbeispiel macht ein Federelement ebenso überflüssig wie die Ausführung nach Fig. 4, in der der Stützring 15 eben­ falls mit dem elastischen Dichtring 14 einteilig ausgebildet ist, jedoch formschlüssig in eine Nut 24 der Ringraumwand ein­ greift.

Durch die besonderen Stützringausführung gemäß Fig. 3 und 4 wird eine axiale Bewegung des Dichtringes 14 ebenfalls ver­ mieden.

Claims (5)

1. Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine mit einer in einem Düsenkörper geführten, gegen die Kraft einer Schließfeder nach innen öffnenden und dabei eine Spritzöffnung steuernden Düsennadel, die mit einer Druckschulter einen Hoch­ druckraum begrenzt, und mit einem an dem der Spritzöffnung ab­ gewandten Ende der Düsennadel diese innerhalb des Düsenkörpers umgebenden, zur Düsennadel hin offenen Ringraum, der mit dem Hochdruckraum über einen zwischen Düsenkörper und Düsennadel gebildeten, Leckkraftstoff führenden Ringspalt im Führungsbe­ reich der Düsennadel in Verbindung steht und eine das Nadelende abdichtend umgebende Dichtung aufnimmt, die in Öffnungsrichtung der Düsennadel in enger Verbindung mit einem innerhalb des Ringraumes schließfederseitig vorhandenen Stützring steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als elastischer Dichtring (14) ausgebildet ist und die enge Verbindung von Stützring (15) und Dichtring (14) dadurch bewirkt wird, daß letzterer entweder durch ein sich an einer einspritzseitigen Schulter (18) des Ringraumes (13) ab­ stützendes Federelement (19, 20, 21) am Stützring in Anlage ge­ halten wird, oder daß der elastische Dichtring (14) mit dem Stützring (15) einteilig ausgebildet ist, wobei letzterer mit der Wand des Ringraumes (13) kraft- oder formschlüssig zusam­ menwirkt, und daß die der einspritzseitigen Schulter (18) ge­ genüberliegende Begrenzung des Ringraumes (13) durch eine zu­ gleich als Nadelanschlag und Gegenlager für den Stützring (15) dienende Ringfläche (16) gebildet ist.

2. Kraftstoffeinspritzdüse mit einem den elastischen Dichtring am Stützring in Anlage haltenden Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (19) als ringförmige Wellfeder ausgebildet ist (Fig. 1).

3. Kraftstoffeinspritzdüse mit einem den elastischen Dichtring am Stützring in Anlage haltenden Federelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement aus einem in sich geschlossenen federnden Ring (20) besteht, der über mehrere Stege (23) einteilig mit dem Dichtring (14) verbunden ist, wobei der federnde Ring (20) im Bereich zwischen den Stegen (23) mit sich auf der Schulter (18) des Ringraumes (13) abstützenden Noppen (21) versehen ist (Fig. 2).

4. Kraftstoffeinspritzdüse mit einteiliger Ausbildung von Stützring und elastischem Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (15) als kraftschlüssig mit der Ringraumwand zusammenwirkender Reibring ausgebildet ist (Fig. 3).

5. Kraftstoffeinspritzdüse mit einteiliger Ausbildung von Stützring und elastischem Dichtring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (15) formschlüssig in eine Nut (24) der Ringraumwand eingreift (Fig. 4).