DE3233975C1 - Drosselzapfendüse zur Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine in eine über wenigstens einen Schußkanal mit einem Hauptbrennraum in Verbindung stehenden Nebenbrennraum - Google Patents

Description

• Die in F i g. 1 dargestellte Drosselzapfendüse list in einen mit einem Brennerhalsstück versehenen Einsatzkörper 2 eingeschraubt, der einen Nebenbrennraum 3, einen zentralen Schußkanal 4 und von diesem abzweigende Schußkanäle 5 enthält, welche in den Hauptbrennraum 6 der Brennkraftmaschine 7 einmünden.
• Die Drosselzapfendüse 1 setzt sich zusammen aus dem Düsenhalter 8, dem Düsenkörper 9 und der Düsennadel 10, die entgegen der Strömungsrichtung von ihrem Nadelsitz 11 abhebt. Die Düsennadel 10 ragt mit ihrem Zapfen 12 in ein Spritzloch 13, das gemeinsam mit dem Zapfen 12 einen Drosselspalt 14 begrenzt.
• Zwischen dem Spritzloch 13 und dem Nadelsitz 11 befindet sich ein Ringraum 15, der durch einen den Nebenbrennraum 3 umgehenden Spülkanal 16 mit dem Hauptbrennraum 6 verbunden ist.
• Parallel zur Düsennadel 10 ist im Düsenkörper 9 ein Spülventil 17 angeordnet, das eine längsverschiebbare Ventilnadel aufweist. Die Ventilnadel wird durch eine Ventilfeder 18 auf ihren Ventilsitz 19 gedrückt und verschließt somit den in dem Düsenkörper 9 liegenden Kanalteil 16a des Spülkanals 16. Die Ventilnadel wird mit einem kolbenartigen Schaft 26 in einer Bohrung 21 im Düsenkörper 9 geführt. In derselben Bohrung kann rückseitig ein bolzenartig ausgebildetes und mit einer Durchgangsbohrung 22 versehenes Hubbegrenzungsstück 20 angeordnet sein, an dem sich die gleichfalls in der Bohrung 21 angeordnete Ventilfeder 18 abstützt.
• Die Bohrung 22 im Hubbegrenzungsstück 20 steht an ihrem der Ventilfeder 18 abgewandten Ende über einen Ringkanal 23 mit einem zur Düsennadel 10 führenden Kraftstoffzuführkanal 24 in Verbindung.
• In den Einsatzkörper 2 ist oberhalb des Nebenbrennraums 3 ein Dichtelement 25 eingelegt, an dem sich die eingeschraubte Drosselzapfendüse 1 über ihren Düsenkörper 9 abstützt.
• In F i g. 2 ist stark vergrößert lediglich der untere Teil einer Drosselzapfendüse gezeigt, deren Zapfen 12' ein zusätzliches Spritzloch aufweist, das aus einer zentralen Bohrung 27 und einer den Zapfen durchsetzenden Querbohrung 28 besteht, welche in den Ringraum 15 mündet.
• Die Selbstreinigung der Drosselzapfendüse 1 geschieht wie folgt: Zu Beginn eines Einspritzvorganges bewirkt der von einer nicht dargestellten Einspritzpumpe unter hohem Druck zugeführte Dieselkraftstoff eine Öffnungsbewegung der federbelasteten Düsennadel 10 in den Düsenkörper 9 hinein. Gleichzeitig wirkt der hohe Druck auch auf den kolbenartigen Schaft 26 der Ventilnadel des Spülventils 17, das dadurch in Schließlage gehalten wird und somit den Spülkanal 16 verschließt.
• Bei Förderende (durch die Einspritzpumpe bestimmt) sinkt der Druck im Kraftstoffzuführkanal sofort ab. Die Düsennadel 10 gelangt durch Federkraft wieder in Schließlage, während nunmehr durch den gegenüber dem Hauptbrennraum höheren Nebenbrennraumdruck infolge der im Nebenbrennraum einsetzenden Verbrennung Gasmengen aus diesem durch den Drosselspalt 14 strömen und das Spülventil 17 gegen die Ventilfeder 18 öffnen. Sobald die Verbrennung im Hauptbrennraum einsetzt, strömen Gasmengen aufgrund des nunmehr höheren Druckes im Hauptbrennraum in umgekehrter Richtung zunächst durch den Spülkanal 16 und dann durch den Drosselspalt 14 bis zum nächsten Einspritzvorgang.
• Durch die Pulsation von Gasteilen wird ein hoher Reinigungseffekt erzielt, der die Bildung von Verkokungsrückständen sowie das Festsetzen von der Einspritzpumpe mitgeschleppten Verunreinigungen vermeidet.
• Somit bleibt auch bei Verwendung eines zusätzlichen Spritzlochs im Nadelzapfen dieses frei von Verkokungsrückständen und sonstigen Verunreinigungen, z.B.
• mitgeschleppten Spänen.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Drosselzapfendüse zur Kraftstoffeinspritzong bei einer Brennkraftmaschine in eine über wenigstens einen Schußkanal mit einem Hauptbrennraum in Verbindung stehenden Nebenbrennraum mit einem im Düsenkörper verlaufenden Kraftstoffzuführkanal und einer unter dem Druck des über den Zuführkanal herangeführten Einspritzkraftstoffs entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung von ihrem Sitz abhebenden Düsennadel, deren drosselnder Zapfen bei Schließlage der Düsennadel innerhalb eines Spritzlochs liegt und mit diesem einen ringförmigen Drosselspalt bildet3 sowie mit einem zwischen dem Spritzloch und dem Düsennadelsitz angeordneten Ringraum, d a durch g e k e n n -z ei cli n e t 2 daß der gegebenenfalls noch mit einem im Drosselzapfen (12') selbst angeordneten zusätzlichen Spritzloch (27, 28) in Schließlage der Düsennadel (10) in Verbindung stehende Ringraum (15) mit dem Hauptbrennraum (6) über einen den Nebenbrennraum (3) umgehenden Spülkanal (16) verbunden ist, in dem innerhalb der Düse ein Spülventil (17) angeordnet ist, das, in Schließrichtung ständig durch eine Feder (18) beaufschlagt, während der Einspritzzeit vom Einspritzkraftstoffdruck in Schließstellung gehalten wird, und außerhalb der Einspritzzeit und bei einem entsprechend hohen Druck im Haupt- oder Nebenbrennraum gegen die Kraft der Feder (18) öffnet 2. Drosselzapfendüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spülventil (17) eine in ihrer die Verbindung über den Spülkanal (16) unterbrechenden Stellung mit einem Ventilsitz (19) zusammenwirkende Ventilnadel aufweist, die im Düsenkörper (9) mit einem kolbenartigen Schaft (26) in einer zugleich die das rückwärtige Ende der Ventilnadel beaufschlagende Feder (18) aufnehmenden Bohrung (21) geführt ist, welche über einen Ringkanal (23) an den zur Düsennadel (10) führenden Kraftstoffzuführkanal angeschlossen ist.

   3. Drosselzapfendüse nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an den Ringraum (15) zwischen Spritzloch (13) und Düsennadelsitz (11) angeschlossene Spülkanal (16) bei einem über mehrere Schußkanäle (5) mit dem Hauptbrennraum (6) in Verbindung stehenden Nebenbrennraum (3) hauptbrennraumseitig an einen der Schußkanäle (5) angeschlossen ist.

   Die Erfindung betrifft eine Drosselzapfendüse zur Kraftstoffeinspritzung bei einer Brennkraftmaschine in eine über wenigstens einen Schußkanal mit einem Hauptbrennraum in Verbindung stehenden Nebenbrennraum nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

   Eine solche bekannte für Brennkraftmaschinen mit Einspritzung in einen Nebenbrennraum vorgesehene Kraftstoffeinspritzdüse (DE-PS 9 27 183) in der Ausführung als normale Drosselzapfendüse weist den Mangel auf, daß der durch die Wandung des Spritzlochs und durch den Zapfen der Düsennadel begrenzte Drosselspalt im Betrieb zunehmend verkokt. Die Folge ist ein verschlechterter Verbrennungsablauf sowie ein ungün- stiger Einfluß auf das Verbrennungsgeräusch. In gleicher Weise wird auch bei einer Drosselzapfendüse, die außer dem Drosselspalt im Zapfen der Düsennadel noch ein zusätzliches Spritzloch aufweist, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 6 71 686 bekannt ist, der Verbrennungsablauf durch zunehmende Verkokung ungünstig beeinflußt Es sind zwar Lösungen zur Vermeidung von Verkokungsrückständen an Einspritzdüsen bekannt (DE-OS 29 21 455, DE-OS 29 39 280), die sich jedoch auf besondere Ausgestaltungen im Bereich des ringförmigen Drosselspaltes am Nadelzapfen oder eines in diesem Zapfen angeordneten Spritzlochs einer Einspritzdüse beschränken. So weisen bei den Einspritzdüsen nach der DE-OS 29 21 455 die den Drosselspalt bildenden oder auch im Nadelzapfen angeordneten Spritzlöcher konische oder sprunghafte Erweiterungen auf, wobei die jeweiligen Übergänge scharfkantig ausgebildet sind, was zu einer eine Verkokung vermeidenden Kavitationsbildung beim Ablösen der Kraftstoffströmung führen soll.

   Bei den Drosselzapfendiisen nach der DE-OS 2939 280 soll die Verkokung dadurch vermieden werden, daß entweder das Spritzloch über eine dünnwandige Hülse im Brennraum endet, wobei ein Festsetzen von Rußteilchen durch die unterschiedliche thermische Ausdehnung der Stahlhülse vermieden werden soll, oder daß der Unterdruck im Bereich einer im Spritzloch ausgebildeten Ringnut zum Anliegen der Kraftstoffströmung im Spritzloch führen und somit ebenfalls das Festsetzen von Rußteilchen vermeiden soll. Bei allen diesen Möglichkeiten ist die Bildung von Verkokungsrückständen und somit die Beeinträchtigung eines einwandfreien Motorbetriebes auf Dauer nicht auszuschließen.

   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, an einer für Brennkraftmaschinen mit Kraftstoffeinspritzung in einen Nebenbrennraum vorgesehenen Drosselzapfendüse solche Maßnahmen zu treffen, daß ein gleichmäßiger Drosselspalt ohne Bildung von Verkokungsrückständen während eines längeren Motorbetriebes sichergestellt ist und daß auch ein gegebenenfalls zusätzlich im Drosselzapfen angeordnetes Spritzloch frei von Verunreinigungen und Koksbelägen bleibt Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

   Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich ein guter Selbstreinigungseffekt, da zwischen zwei Einspritzvorgängen infolge der jeweiligen Druckdifferenzen im Haupt- und Nebenbrennraum zwei Spülungen mit unterschiedlicher Strömungsrichtung erfolgen, die ein Festsetzen von Verkokungsrückständen weitgehend aüch auf Dauer vermeiden.

   Varteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

   Zwei Ausführungsbeispiele - der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben.

   Es zeigt F i g. 1 im Längsschnitt eine Drosselzapfendüse mit einem Spülventil sowie den in einem den Nebenbrennraum sowie die Düse aufnehmenden Einsatzkörper verlaufenden Spülkanal und F i g. 2 im Längsschnitt eine zusätzlich ein Spritzloch im Nadelzapfen aufweisende Drosselzapfendüse mit dem Spülventil in vergrößerter Darstellung.