DE3036583A1

DE3036583A1 - Kraftstoffeinspritzduese

Info

Publication number: DE3036583A1
Application number: DE19803036583
Authority: DE
Inventors: Karl 7148 Remseck Hofmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-09-27
Filing date: 1980-09-27
Publication date: 1982-05-13
Also published as: GB2084248A; JPS5786558A; US4382554A; GB2084248B

Description

Dipl.-lng. Peter Otte . 7033 Herrenberg (Kuppingen)

Patentanwalt T Eifelstraße 7

Telefon (O 70 32) 319 99

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23.7.1980

FIRMA ROBERT BOSCH GlABE, 7000 Stuttgart 1.

Kraftstoffeinspritzdüse

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei der Kraftstoffeinspritzung steht während des Startens bzw. im Leerlauf und bei niederer Teillast eine verhältnismäßig lange Zeitspanne zur Verfügung, während bei höheren Drehzahlen diese Zeitspanne kurz ist. Kenngrößen des Einspritzgesetzes wie Spritzöffnungsquerschnitt, Nadelhub/ Schließkraft und damit Einspritzdruck werden somit im wesentlichen nach der Vollastmenge bei Höchstdrehzahl ausgelegt. Bei niederen Drehzahlen, also beim Starten, bei Leerlauf sowie bei Teillast muß demnach eine verhältnismäßig kleine Menge pro Zeiteinheit durch einen verhältnismäßig großen Querschnitt strömen. Bei einer bekannten Kraftstoff-

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einspritzdüse steuert die Ventilnadel während des Öffnungshubs hubabhängig nacheinander Spritzöffnungen auf, so daß für die kleinen Mengen nur ein geringerer Quer- · schnitt aufgesteuert wird als für die größeren Mengen. Es ist jedoch möglich, daß die Ventilnadel aufgrund eines Druckstoßes, wie er zu Beginn der Einspritzung stattfindet, voll öffnet und die gesamte relativ geringe Kraftstoffmenge auf einmal eingespritzt wird« Dies hat zur Folge, daß zwar der Kraftstoff für die kleine Menge verhältnismäßig gut zerstäubt wird, daß jedoch der Motor laut läuft. Es kann jedoch auch sein, daß die Ventilnadel aufgrund von Schwingungen der Feder oder Druckwellen in der Zufuhrleitung zu tanzen beginnt, was sich als sogenanntes Kaltstartnageln des Motors äußert.

Um die Ventilnadelbewegung beim Starten bsw. bei niederer Drehzahl zu beherrschen, ist es bekannt, eine sogenannte Druckstufe vorzusehen, indem die an der Ventilnadel angreifenden Schließkräfte ab einem gewissen Öffnungshub vergrößert werden. Hierzu gibt es verschiedene bekannte Lösungen, beispielsweise das Zuschalten einer zweiten Schließfeder. Diese bekannten Lösungen sind jedoch in der Herstellung verhältnismäßig aufwendig und benötigen zusätzlichen Bauraum.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, in der Herstellung wesentlich billiger als die bekannten Lösungen zur Erzielung einer Druckstufe zu sein, wobei nahezu alle Bauteile

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der Kraftstoffeinspritzdüse von normalen, in Großserie hergestellten Einspritzdüsen übernommen werden können. Hinzu kommt, daß das Druckverhältnis der Stufen stets erhalten bleibt, da die Abstufung durch ein Hebelverhältnis und nicht durch eine mit der Zeit in der Kraft sich ändernde zweite Feder bestimmt wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im HauptanSpruch angegebenen Kraftstoffeinspritzdüse möglich. Besonders hervorzuheben ist die vorteilhafte Gestaltung m-._ einer Ventilnadel, die hubabhängig den Querschnitt steuert, beispielsweise über eine Schleppnadel.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1.das erste Ausführungsbeispiel, bei dem die Schließfeder über einen Federteller an der Plattenwippe angreift und bei dem in einer Bohrung der Ventilnadel eine Schleppnadel angeordnet ist, Fig. 2 das zweite Ausführungsbeispiel, bei dem die Schließfeder unmittelbar an der Plattenwippe angreift, im Längsschnitt und Fig. 3 eine Ansicht der Plattenwippe gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2. Für beide Ausführungsbeispiele zeigen die Figuren nur Ausschnitte der Düsen vereinfacht dargestellt.

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Beschreibung der Erfindungsbeispiele

In Fig. 1 ist das erste Ausführungsbeispiel in den wesentlichen Details dargestellt. In einem Düsenkörper ist radial dichtend eine Ventilnadel 2 axial verschiebbar geführt und begrenzt mit dem Düsenkörper 1 einen Druckraum 3, der über eine Druckleitung 4 von der Kraftstoff einspritzpumpe her mit Kraftstoff versorgt wird. Die Ventilnadel 2 liegt mit einem Konus 5 in dem dargestellten (jeuchloosKmen Zustand dor Kraft;it.of ίei rmprJ Lz düse auf einem Sitzkegel 6 auf und trennt dadurch den Druckraum 3 von einer ersten Reihe von Spritzöffnungen In der Ventilnadel 2 i.'Jt zur Spritzseite hin offen eine Sackbohrung 8 angeordnet., in der eine Schloppnudel 9 axial verschiebbar geiührb ist, welche über einen Kopf 10, der ebenfalls mit dem Sitzkegel 6 zusammenwirkt, die Verbindung der Sackbohrung 8 mit einem Sackloch 11 sowie Spritzöffnungen 12 steuert. Sobald die Ventilnadel 2 durch den zugeführten Kraftstoff im Druckraum 3 beaufschlagt für einen ersten Hub verschoben wird, gelangt der Kraftstoff für die Einspritzung aus dem Druckraum zu den.Spritzöffnungen 7 und gleichzeitig in die Sackbohrung 8. Die Schleppnadel 9 versperrt bei diesem ersten Öffnungshub den Zustrom zu den Spritzöffnungen Sobald dann bei weiter ansteigendem Druck bzw. größerer zugeführter Menge die Ventilnadel 2 für einen zweiten weiteren Hubabschnitt verschoben wird, wird über einen Mitnahmebolzen 13, der zwischen Ventilnadel 2 und Schleppnadel 9 mit Spiel angeordnet ist, die Schleppnadel 9 nUt<)«MiomnuMi, wodurch ill·'· Vr-rbjiuluiHj zu (Um .'!pH > w*m nungen 12 hergestellt wird«,

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Der Düsenkörper 1 ist über eine nicht dargestellte Überwurfmutter unter Zwischenlegung einer Zwischenplatte 14 an einen Düsenhalter 15 gespannt. In einem Federraum 16 ist im Düsenhalter 15 eine Schließfeder 17 angeordnet, die über einen Federteller 18 und eine Druckübertragungsvorrichtung auf die Ventilnadel 2 .irkt. Die Druckübertragungsvorrichtung besteht aus einei Plattenwippe 19 und einem Stützring 20, welcher um einen Nadelzapfen 21 angeordnet ist. Der Nadelzapfen 21 weist einzn kleineren Durchmesser als die Ventilnadel 2 auf, wobei durch die dadurch gebildete Schulter an der Vent-j-^nadel 2 die Kräfte vom Stützring 20 auf die Ventilnadel 2 übertragen werden.

Der Stützring 20 ist radial gesehen einseitig auf der der Plattenwippe 19 zugewandten Seite mit einem Schneidenlanger 22 versehen, welches in eine Längskerbe 23 der Plattenwippe 19 greift. Durch dieses Lager wird die Plattenwippe 19 in zwei Hebel unterschiedlicher Länge aufgeteilt, von denen das freie Ende des längeren Hebels 24 bei 25 auf einer Schulter der Zwischenplatte abstützt, während der kürzere Hebel 26 frei im Raum hängt. Die Kraft der Schließfeder 17 wird vom Federteller 18 her über eine Drucknase 27, die in einer Mulde 28 gelagert ist, auf die Plattenwippe 19 übertragen. Die übertragung erfolgt in der Achse von Ventilnadel, Federteller und Feder, so daß zwischen dem Angriffspunkt in der Mulde 28 zu der Linie der Kerbe 23 ein für die übersetzung notwendiger Abstand besteht. Für den ersten Öffnungsabschnitt der Ventilnadel wird die Plattenwippe um die Berührungslinie 25 gekippt, bis das freie Ende des Hebels 26 mit seiner Fläche 29 an den Düsenhalter stoßt, so daß statt dem langen Hebelarm von Schneide zu

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Auflager 25 nun der kurze Hebel von Schneide 23 zu Auflager 29 wirksam wird. Sobald der zur Überwindung des schlechteren Hebelverhältnisses erforderliche Druck im Druckraum 3 erreicht ist, wird die Ventilnadel 2 weiter in Öffnungsrichtung für einen zweiten Öffnungshub verschoben, wobei der Hebel 24 von der Auflagestelle 25 abhebt und zum Düsenhalter hin geschwenkt wird. Die Anlage dieses Hebels 24 am Düsenhalter 15 begrenzt den Öffnungshub.

Anstelle einer Ventilnadel mit Schleppnadel kann natürlich auch eine Schiebenadel oder in anderer Art ausgestaltete Nadel dienen. So ist die Erfindung auch nicht nur eingeschränkt auf Kraftstoffeinspritzdüsen mit hubabhängig steuernden Nadeln, sondern ist ebenfalls einsetzbar bei Kraftstoffdüsen mit nur einer gewöhnlichen, nach innen Öffnenden Nadel, um beispielsweise bei voll aufgesteuertem Querschnitt für größere Mengen einen höheren Druck zu erzielen.

Bei dem in Fig. 2 und 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel werden die gleichen Bezugszahlen wie beim ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 verwendet, wobei lediglich die anders ausgestalteten Teile mit einem Indexstrich versehen sind. Im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel greift hier die Schließfeder 17 unmittelbar an der Plattenwippe 19' an, die auf der der Feder 17 zugewandten Seite entsprechend einen Druckbolzen 30 zur Führung der Feder 17 aufweist.

In Fig. 3 ist die Plattenwippe 19' in der durch die Pfeile III-III bezeichneten Ansicht dargestellt. Die

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Kerbe 23 zeigt sich als Linie. Gestrichelt ist der Durchmesser des Stützrings 20 dargestellt, wobei sich für die Schneidenlagerung eine Länge a ergibt. Die Linie 25 des längeren Hebels ist sichtbar dargestellt, hingegen die Linie 29 des kürzeren Hebels als unsichtbare Kante gestrichelt.'

Erfindungsgemäß wäre jedoch auch eine Druckübertragungsvorrichtung/ bei der die Federkräfte außerhalb der Nadelachse an der Plattenwippe angreifen.

Claims

DipL-lng. PetOr OttO 7033 Herrenberg (Kupplngen)

Patentanwalt Eifelstraße 7

Telefon (0 70 32) 319 S9

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FIRMA ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

.) Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer in einem Gehäuse radial dichtend geführten und axial durch den zugeführten Kraftstoff entgegen dessen Strömungsrichtung verschiebbaren Ventilnadel, welche in Schließrichtung durch eine über eine Druckübertragungsvorrichtung angreifende Schließfeder belastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckübertragungsvorrichtung eine um ein an der Ventilnadel (2) angeordnetes Schneidenlager (22) kippbare Plattenwippe (19) dient, an der auf der Ventilnadel (2) abgewandten Seite die Schließfeder (17) angreift und die für die Druckübertragung durch das Schneidenlager (22) in zwei ungleiche Hebel (24, 26) aufgeteilt wird, von denen für eine erste Druckstufe dsr längere" Hebel (24) mit seinem freien Ende auf der der Feder (17) abgewandten Seite (25) am Gehäuse (14) aufliegt, bis nach Zurücklegung eines ersten Öffnungshubes der Ventilnadel (2) der kürzere Hebel (26) mit seinem freien Ende auf der der Feder (17) zugewandten Seite (29) an einen Anschlag stößt, so daß

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bei einem zweiten weiteren Öffnungshub die Plattenwippe (19) für eine zweite Druckstufe in umgekehrter Richtung um das Schneidenlager (22) kippt, wobei das freie Ende des längeren Hebeis (24) vom Gehäuse (14) abhebt.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (2) einen Druckzapfen (21) aufweist, dessen Durchmesser geringer als der der Ventilnadel (2) ist, und daß das Schneidenlager (22) als axiale exzentrische Verlängerung eines Stützrintj^ (20) ausgebildet ist, welcher um den Druckzapfen (21) angeordnet ist.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenwippe (19) eine Kerbe (23) aufweist, in die das Schneidenlager (22) greift.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließfeder (17) über einen Federteller (18) an der Plattenwippe angreift.

5. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentral angeordnete Drucknase (27) des Federtellers (18) zur Druckübertragung in eine ebenfalls zentral angeordnete Mulde (28) der Plattenwippe (19) greift.

6. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im spritz-

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seitigen Endabschnitt der Ventilnadel (2) in einer Sackbohrung (8) eine Schleppnadel (9) angeordnet ist, so daß für den ersten Öffnungshub die Ventilnadel (2) mindestens eine Spritzöffnung (7) aufsteuert und erst beim zweiten weiteren Öffnungshub mindestens eine weitere Spritzöffnung (12) durch die Schleppnadel (9) aufgesteuert wird.