DE3213751A1

DE3213751A1 - Kraftstoffeinspritzduese

Info

Publication number: DE3213751A1
Application number: DE19823213751
Authority: DE
Inventors: James Charles Chiswick London Potter
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1981-04-14
Filing date: 1982-04-14
Publication date: 1982-12-09
Also published as: BR8202109A; MX156262A; FR2503795B1; FR2503795A1; IT1150819B; JPS5813153A; IT8220670A0; US4394972A; ES511441A0; ES8304267A1

Description

"Lucas Industries pie

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Körper, der eine Kammer aufweist, einem Kraftstoffeinlaß zur Kammer, einem sich nach außen öffnenden Ventil, das sich innerhalb der Kammer erstreckt, einem am Ventil vorgesehenen Ventilkopf, der mit einem Sitz zusammenwirkt, und einer in der Kammer angeordneten Feder, die den Ventilkopf in Anlage an den Sitz vorspannt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß bei der Zuführung von unter Druck stehendem Kraftstoff zur Kammer der Druck auf das Ventil wirkt und den Ventilkopf vom Sitz abhebt, so daß Kraftstoff aus der Kammer in Form eines SprUhstrahls ausströmt.

Für einen effizienten Betrieb der mit einer oder mehreren Einspritzdüsen ausgerüsteten Brennkraftmaschine ist es wesentlich, daß der Kraftstoff ordnungsgemäß zerstäubt wird. Es ist bekannt, den Ventilkopf des Ventils so zu formen, daß die Austrittsfläche, durch die der Kraftstoff ausströmt, sich in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Ventils ändert. Eine solche Ausbildung der Düse ist schwer herzustellen, weil eine hohe Genauigkeit erforderlich ist, um den Ventilkopf und den umgebenden Abschnitt des Körpers zu formen, die zusammen die Austrittsöffnung bilden. Eine andere Düsenform weist Schlitze auf, die im Ventil, ausgebildet sind, wobei die Enden der Schlitze von einem Abschnitt des Körpers in einem um so größeren Ausmaß unbedeckt bleiben, je weiter sich das Ventil unter der Wirkung des Kraftstoffdrucks verlagert. Auch diese Düsenforni ist schwer herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzdüse der vorgenannten Art zu schaffen, die einfach ausgebildet und bequem herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird (»rfindungagemäß dadurch gelöst, daß im Körper auf dem Ventil ein Rohrstück axial verschiebbar gelagert ist, daß eine Anschlagfläche zur Begrenzung der Bewegung des Rohrstücks mit dem sich gegen die Wirkung der Feder bewegenden Ventil vorgesehen ist, daß das Hohrstück einen Sitz bildet, so daß nach Beendigung der Bewegung des Rohrstücks der Ventilkopf vom Sitz abgehoben wird, um ein im wesentlichen uneingeschränktes Ausströmen des Kraftstoffs zu ermöglichen, und daß das Rohrstück Öffnungen aufweist, die während der Anfangsbewegung des Ventils mit dem Rohrstück gegen die Wirkung der Feder unbedeckt an der Außenseite des Körpers münden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Kraftstoffeinspritzdüse werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das erste Ausführungsbeispiel in einem Axialschnitt;

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung von zwei Teilen der Düse gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines anderen Teils der Düse gemäß Fig. 1;

Flg. k Teile der Düse gemäß Fig. 1 in einer Stirnansicht und

Fig. 5 einen Teil des zweiten AusfUhrungsbeispiels der Düse in eine'n vergrößerten Axialschnitt.

Gemäß Fig. 1 weist die Einspritzdüse einen zweiteiligen Körper auf, dessen zwei Teile mittels einer Überwurfmutter 11 zusammengehalten werden. Im Körper 10 ist eine Kammer 12 ausgebildet,

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der durch einen Einlaß^von einer Kraftstoffeinspritzpumpe unter Druck stehender Kraftstoff zugeführt werden kann. Der Körper weiöt eine abgestufte Bohrung 1't auf, die eine Fortsetzung der Kammer 12 bildet und am engeren Ende des Körpers 10 nach außen mündet. Innerhalb der Bohrung 14 ist ein Rohrstück 15 mit einem Flansch lögleitend gelagert, der ein Paar Schlitze 17 aufweist. An seinem vom Flansch 16 entfernten Ende bildet das Rohrstück einen Sitz 18, mit dem ein Ventilkopf 19 zusammenwirken kann, der an einem schaftförmigen Ventil 20 angeformt ist, das sich innerhalb der Bohrung 14 im Rohrstück 15 erstreckt und aus diesem in die Kammer 12 hinein vorspringt. Das Ventil 20 ist nahe dem Ventilkopf 19 "tit einem eingeschnürten Abschnitt 21 versehen, der zusammen mit der Innenfläche des Rohrstücks 15 einen Ringraum bildet, der in ständiger Verbindung mit den Schlitzen 17 steht.

Am dem Ventilkopf 19 gegenüberliegenden Ende ist das Ventil mit einem Umfangsgewinde versehen, auf das ein Bauteil 22 aufgeschraubt ist, das einen kappenf ormi f*en Abschnitt aufweist. Ein ähnliches Bauteil 23 ist an einer Hülse 24 vorgesehen, die das Ventil 20 umschließt und am FLansch 16 des Rohrstücks15 anliegt. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Bauteile 22 und nicht ringförmig sind, obwohl sie kappenförmig oder U-förmig ausgebildet sind. Die einander zugewandten Schlitze der Bauteile 22 und 23 besitzen eine solche Weite, daß die Bauteile 22 und 23 ineinander angeordnet werden können, wobei ihre Schenkel entgegengesetzt wegragen.

Die Schenkel des Bauteils 22 liegen an einer ringförmigen Scheibe 25 an, an deren gegenüberliegende Fläche das eine Ende einer schraubenförmigen Druckfeder 26 angreift. Das andere Ende der Feder 26 liegt an einer Stufenfläche am Ende der Kammer 12 an.

Bei der in Fi#. 1 dargestellten Schließstellung der Einspritzdüse liegt der Ventilkopf 19 am Sitz 18 am Ende des Hohrstücks 15 an, das sich in einer zurückgezogenen Stellung befindet, die- durch die Anlage der Stirnflächen der Schenkel des Bauteils 23 tin einer Stirnwand 27 am Ende der Kammer 12 festgeist.

Das Rohrstück 1*5 ist nahe seinem äußeren Ende mit Öffnungen bzw. Löchern 28 versehen. Die äußeren Enden der Locher 28 sind in der zurückgezogenen Stellung des Rohrstücks 15 durch die Wand der Bohrung Ik versperrt. Die inneren Enden der Löcher 28 stehen in ständiger Verbindung mit dem Ringraum zwischen der Innenfläche des Rohrstiicks 15 und dem eingeschnürten Abschnitt 21 des Vpntils 20. Das äußere Ende der Bohi rung 1'* weist einen etwas vergrößerten Durchmesser auf.

Wenn während des Betriebs Kraftstoff unter Druck dem Einlaß zugeführt wird, wirkt der Kraftstoffdruck auf die wirksamen Stirnflächen des Rohrstücks 15 und des Ventils 20 ein, und bei ausreichend hohem Druck bewegen sich das Ventil 20 und das Rohrstück 15 zusammen entgegen der Wirkung der Feder 26. Nach einer ausreichenden Bewegung sind die Löcher 28 im Rohrstück nicht mehr überdeckt, so daß Kraftstoff durch »ie ausströmen kann. Die Flächen der Löcher 28 sind vergleichsweise klein, und daher wird eine gute Zerstäubung des Kraftstoffs erreicht. Da der Druck am Einlaß 13 weiter ansteigt, wird ein Punkt erreicht, bei dem der Flansch 16 des Rohrstücks 15 an der Anschlagfläche 29 anstößt, die in der abgestuften Bohrung 1h gebildet ist, so daß sich das Rohrstück 15 nicht weiter verlagern kann. Bei zunehmendem Druck bewegt sich das Ventil ,jedoch weiter gegen die Wirkung der Feder 26, und dementsprechend hebt sich der Ventilkopf 19 vom Sitz 18 ab, um eine ringförmige Fläche zu schaffen, durch die der Kraftstoff ausströmen kann. Das Ausmaß der Bet?egung des Ventils 20 nach dem Anhalten des Rohrstücks 15 wird durch den Spaltabstand zwischen

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den Basiswänden der Bauteile 22 und 23 bestimmt. Dieser Spaltabstand kann dadurch eingestellt werden, daß das Bauteil 22 auf dem Ventil 20 verschraubt wird. Ferner kann der zum Abheben des Ventils 20 und des Rohrstücks 15 gegen die Wirkung der Feder 26 erforderliche Druck dadurch verändert werden, daß eine oder mehrere Abstandscheiben zwischen dem Bauteil 22 und der ringförmigen Scheibe 25 eingefügt werden.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausfiihrungsbeispiel sind die Öffnungen im Rohrstück 15 nicht von Lochern 28 sondern von Schlitzen 30 in der Stirnwand des Rohrstücks 15 gebildet. Diese Stirnwand ist ferner so geformt, daß sie einen mit dem Ventilkopf 19 des Ventils 20 zusammenwirkenden Sitz 31 bildet. Der Ventilkopf 19 wirkt ferner mit einem weiteren Sitz 32 zusammen, der am Körper 10 ausgebildet ist. In der dargestellten Schließstellung des Ventils 20 liegt der Ventilkopf 19 an den Sitzen 31 und 32 an. Wenn der Kraftstoffdruck in der Kammer 12 ansteigt, bewegt sich das Ventil 20 gegen die Wirkung der Feder 26. Dadurch werden die zunächst versperrten Schlitze 30 freigelegt, so daß der Kraftstoff in eingeschränktem Maß ausströmen kann. Wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Bewegung des Rohrstücks 15 durch die Anschlagfläche 29 begrenzt, und sobald der Flansch 16 des Rohrstücks 15 anschlägt führt die weitere Bewegung des Ventils 20 zum Abheben des Ventilkopfs 19 vom Sitz 31, so daß der Kraftstoff nunmehr im wesentlichen ohne Beschränkung ausströmen kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Stellung der Teile bei geschlossener Düse durch die Anlage des Ventilkopfs 19 am Sitz 3? bestimmt .

Die beschriebenen Kraftstoffeinspritxdüsen weisen eine sich ändernde Ausströmfläche bzw. MUndungsöfftiungsflache auf, so daß eine im wesentlichen vollständige Zerstäubung des Kraftstoffs erzielt wird.

Wird das Bauteil 22 auf dem Ventil 20 angezogen, so daß die Basiswände der Bauteile 22 und 23 zur Anlage aneinander kommen, kann sich der Ventilkopf 19 nicht mehr gegenüber dem Rohrstück 15 bewegen. Die Löcher 28 und Schlitze 30 bilden dann den einzigen Weg für ein Ausströmen des Kraftstoffs durch die Düse. Die Austrittsfläche der Schlitze 30 ändert sich mit der Bewegung des Ventils 20, und soweit Löcher 28 vorgesehen sind können diese axial versetzt angeordnet werden, um die wirksame Austrittsfläche für das Ausströmen des Kraftstoffs zu vergrößern, wenn sich das Ventil 20 gegen die Wirkung der Feder 26 bewegt.

Claims

Patentanwälte

Dr. phil. nat. J. Rasper Dr. jur J. Sandmann

Diplomchemiker Diplomingenieur

Bicrstadter Höhe 22 Hirtenstraße 19

WIESBADEN 8012 OTTOBRUNN b. München

Tel. 061 21/562842 Tel. 089/6013894

Telex 418792-0 smz rasper Telex 5215935 bobs Sandmann

Amtl. Aktenz.: Neuanrne' dung Mein Zeichen: LUC k2

Anmelder: Lucas Industries plc , Birmingham/England

Kraftstoffeinspritzdüse

Patentansprüche s

Kraftstoffeinspritzdüse für eineBrennkraftmaschine, bestehend aus einem Körper, der eine Kammer aufweist, einem Kraftstoffeinlaß zur Kammer^ einem sich nach außen öffnenden Ventil, das sich innerhalb der Kammer erstreckt, einem am Ventil vorgesehenen Ventilkopf, der mit einem Sitz zusammenwirkt, und einer in der Kammer angeordneten Feder, die den Ventilkopf in Anlage an den Sitz vorspannt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß bei der Zuführung von unter Druck stehendem Kraftstoff zur Kammer der Druck auf das Ventil wirkt und den Ventilkopf vom Sitz abhebt, so daß Kraftstoff au=; der Kammer in Form eines Sprühstrahls ausströmt, dadurch gekennzeichnet , daß im Körper(iO) auf dem Ventil (20) ein Rohrstück (15) axial verschiebbar gelagert ist, daß eine Anschlagfläche (29) zur Begrenzung der Bewegung dos Rohrstücks (15) rait dem sich gegen die Wirkung· der Feder (26) bewegenden Ventil (20) vorgesehen ist, daß das Rohrstück (15) einen Sitz (18,31) bildet, so daß nach Beendigung der Bewegung des Rohrstücks(15)

der Ventilkopf (19) vom Sitz ( 1S, ΐ 1 ) abgehoben wird, urn ein im wesentlichen uneingeschränktes Ausströmen des Kraftstoffs zu ermöglichen, und daß das Rohrstück (i¹)) Öffnungen (28,30) aufweist, die während der Anfangsbewegung des Ventils (20) mit dem RohratUck (1.5) gfgen die Wirkung der Feder (26) unbedeckt an der Außenseite des Körpers (1O) münden.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohrstück (15) innerhalb einer Bohrung (i't) verschiebbar ist, dip sich von der Kammer (12) zur Außenseite des Körpers (1O) erstreckt, wobei die Öffnungen (28, 30) in der Schließstellung des Rohrstücks OO von der Wand der Bohrung 0Ό überdeckt sind.
3. Einspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohrstück (15) einen Flansch(i6) aufweist, der mit einer durch eine Abstufung der BohrungOM gebildeten Anschlagfläche (29) zusammenwirkt, um die Bewegung des RohrstUcks (15) mit dem Ventil (20) entgegen der Wirkung der Feder (26) zu begrenzen.
'». Einspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnungen des RohrstUcks ( 1 ~>) von Löchern (28) in seiner Wand gebildet sind.
5. Einspritzdüse nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnungen des RohrstUcks O¹O von sich axial erstreckenden Schlitzen (ίο) in seiner Wand gebildet sind, wobei das der Kammer (12) ferne Ende der Bohrung OM einen weiteren Sitz (32) bildet, mit dem der Ventilkopf (19) des Ventils (20) in seiner Schließstellung zusammenwirkt.
6„ Einspritzdüse nach Anspruch h oder 3» dadurch g e k e η η zeichnet , daß mit dem Ventil (2θ) an seinem dem Ventilkopf (19) fernen End» ein Bauteil (22) einsteilbar verbunden ist und daß die Feder (26) als schraubenförmige Druckfeder ausgebildet Ist, deren, eines Ende an einer Stirnfläche der Kainmwr fi.?) anlieft und deren anderes Ende über das Bauteil (22) auf das Ventil (2θ) einwirkt.
7. Einspritzdüse nach Anspruch 6_S dadurch g e k e η η —

ζ e i c h η e t , daß eine Anschlageinrichtung (23, 2?) zur Begrenzung -1er BsweRtitiff des RohrstUcks (15) und des Ventils (?0) unier der liirfcung der Feder (26) vorgesehen ist.
8. Einspritzdüse nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Anschlageinrichtung (21, 2?) ein weiteres Bauteil (23) umfaßt, das mit dem Rohrstück (1*5) betri ebsm'iOifj verbunden ist und mit der Stirnwand (27) der Kammer (1.?) zusatrißäenwirkt, um das Ausmaß der Bewegung¹ des Rohrstücks (1*3) und des Ventils (20) zu begrenzen.
9. Einspritzdüse nach Anspruch S₅ dadurch gekennzeichnet , daß das Bauteil (22) und das weitere Bauteil (,?3~} im Axialschnitt kappenfnrmig ausgebildet sind und in entgegengesetzter Anordnung¹ ineinander eingreif en „ wobei das weiters Bauteil (23) von einer Hülse (2h) getragen ist, die das Ventil (20) umschließt und am Rohrstück (1"5) anliegt.
10. Einspritzdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den sich gegenüberliegenden Wänden des Bauteils (22) und des weiteren Bauteils (23) ein Spaltabstand vorhanden JsS, der dis weitere Bewegung des Ventils (20) gegenüber dem Rohrstück (1.5) bestimmt, nachdem die Bewegung des Rohrstüeks (i?) durch das Auftreffen des Flansches f 16) a,if die Änschiagflache (29) aer BoEirung ('S'-») beendet ist,