DE3425493A1 - Kraftstoffeinspritzduese - Google Patents

Description

Beschreibung;

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kraftstoffeinspritzdüsen zur Förderung von Kraftstoff an einen Innenverbrennungsmotor .

Die Düse ist von dem sogenannten "sich nach außen öffnenden" Typ und beinhaltet einen Hohlkörper, einen Ventilaufbau, der ein unter Federdruck stehendes Ventilelement und einen Sitz aufweist, wobei der Ventilaufbau innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist und ein Teil des Aufbaus durch einen Ventilkopf gebildet ist, der an einem Ende des Hohlkörpers frei liegt, aber sich in einer Tasche in diesem Körper stromabwärts des Sitzes befindet, sowie einen Kraftstoffeinlaß, der mit dem inneren des Körpers in Verbindung steht. Die Anordnung ist so, daß während des Betriebes, wenn Kraftstoff unter Druck zu dem Einlaß gefördert wird, der Kraftstoffdruck, der auf die Teile des Ventilaufbaus wirkt, eine Bewegung des Ventilkopfes von seinen Sitz wegbewegt, damit Kraftstoff in die zugehörige Verbrennungskammer des zugehörigen Motors fließen kann.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Düse von einer solchen Gestalt zu schaffen, daß der Kraftstoff-Sprühstrahl von anfänglich geringer Spritzweite ist, sich aber, wenn das Ventilelement sich zu seiner vollkommen offenen Position bewegt, umwandelt in einen Sprühstrahl von erhöhter Eindringtiefe.

Gemäß der vorliegenden Erfindung hat bei einer Einspritzdüse von dem genannten Typ diese Tasche eine gerade, zylindrische Wand und ist in diese Wand an einer Stelle, die von dem vom Sitz abgelegenen Ende beabstandet ist, eine umlaufende Nut eingeschnitten. Der Ventilkopf umschreibt einen ersten Abschnitt in der Nähe des Kontaktberexchs des Kopfes mit dem Sitz, und dieser erste Abschnitt begrenzt mit der Wandung der Tasche einen Raum, zu welchem Kraftstoff gefördert wird,

wenn der Kopf von dem Sitz abgehoben wird. Der Ventilkopf tunschreibt nahe dieses ersten Abschnittes einen zweiten Abschnitt von gerader, zylindrischer Gestalt, der einen Betriebsspielraum zur Wandung der Tasche aufweist, und der Ventilkopf weist einen dritten Abschnitt auf, der mit dieser Wandung der Tasche einen ersten Auslaß bildet, Mittel zur Leitung von Kraftstoff von diesem Raum zu dieser Nut, einen zweiten, in den Ventilkopf eingeschnitten Auslaß, sowie Durchgänge in diesem Kopf, welche diesen zweiten Auslaß mit einer Leitöffnung verbinden, die in diesen zweiten Abschnitt des Kopfes eingeschnitten ist, wobei diese Leitöffnung so gelegen ist, daß der anfängliche Kraftstofffluß bei Wegbewegung des Ventilkopfes von dem Sitz von dieser Nut zu dem ersten Auslaß erfolgt, um einen Sprühstrahl von geringer Eindringtiefe zu erzeugen. Wenn der Ventilkopf sich weiter von dem Sitz wegbewegt, erfolgt der Kraftstofffluß von dieser Nut durch die Leitöffnung und den zweiten Auslaß, um einen Sprühstrahl von erhöhter Eindringtiefe zu bilden. Der Kraftstofffluß durch diesen ersten Auslaß nimmt in dem Maße ab, wie sich der Ventilkopf in seine Schließposition bewegt.

Eine erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzdüse wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen erklärt.

Figur 1 ist ein Diagramm eines Kraftstoff systems, in das eine Düse eingebaut ist.

Figur 2 zeigt in einem vergrößten Maßstab den Hauptteil des Ventilaufbaus der Düse.

Figur 3 zeigt in einem noch vergrößerten Maßstab einen Abschnitt des Ventilaufbaus, der in Figur 2 nicht zu sehen ist, in Schließposition der Düse.

Figur 4 ist eine ähnliche Ansicht wie Figur 3 und zeigt den Ventilaufbau in vollkommen offener Position.

Wie Figur 1 der Zeichnungen zeigt, beinhaltet ein Motorkraftstoff system eine Pumpe 10, die im Betrieb im Takt mit dem dazugehörigen Motor angetrieben wird. Die Pumpe ist mit einer Vielzahl von Auslassen 11 versehen, und jeder dieser Auslässe ist mit einer zugehörigen Einspritzdüse 12 mittels einer Kraftstoffversorgungsleitung 13 verbunden. Die Düse 12 befindet sich in einer Bohrung, die in den Zylinderkopf 14 des Motors eingeschnitten ist, so daß das innere Ende der Düse in den Verbrennungsraum des Motors hineinragt.

Die Düse 12 enthält einen (nicht gezeigten) Hohlkörper, in den ein Ventilaufbau 15 (Figur 2) eingesetzt ist. Der Ventilaufbau enthält ein rohrförmiges Teil 16 mit einem Flansch 17, der während des Betriebs einen Endabschluß für den Hohlkörper der Düse bildet. Das rohrförmige Teil hat eine Innenbohrung 18, die sich mit ihrem unteren Ende in eine Tasche 19 (Figur 3 und 4) von größerem Durchmesser als dem der Bohrung erstreckt, und zwischen der Tasche und der Wandung der Bohrung 18 ist ein abgeschrägter Ventilsitz 20 angeformt. Die Wandung der Tasche 19 ist von gerader zylindrischer Gestalt.

Gleitbar innerhalb der Bohrung befindet sich ein Ventilelement 21, das an seinem Ende nahe des Sitzes einen Kopf 22 besitzt, der in der Schließposition des Ventilelements (wie Figur 3 zeigt) innerhalb der Tasche 19 liegt. In der Schließposition wirkt der Kopf zusammen mit dem Sitz 20. Das Ventilelement wird innerhalb der Bohrung 18 geführt durch einen spiral ig geriffelten Abschnitt 23, und zwischen diesem spiralig geriffelten Abschnitt 23 und dem Kopf 22 ist das Ventilelement versehen mit einem zurückgesetzten Abschnitt 24, welcher nach außen kegelförmig verläuft und in einen ersten zylindrischen Abschnitt 26 des Ventilkopfes 22 übergeht, der einen schmaleren Durchmesser als die Wandung der Tasche 19 hat. Der zurückgesetzte Abschnitt 24 umschreibt eine Oberfläche 25, die in Schließposition an dem

Sitz 20 anliegt. Außerdem liegt zwischen dem Abschnitt 24 und der Wandung der Tasche ein Raum 26A.

Das rohrförmige Teil 16 ist mit einem Paar von Öffnungen 27 versehen, die immer mit einem ringförmigen Freiraum 28 in Verbindung stehen, der begrenzt wird von dem Ventilelement 21 und der Wandung der Bohrung 18. Das Ventilelement erstreckt sich von dem rohrförmigen Teil, und ein Abschnitt des Ventilelements, der innerhalb des rohrförmigen Teils liegt, hat denselben Durchmesser wie die Bohrung 18, um die Bewegung des Ventilelements zu steuern.

Das Ventilelement wird in die Schließposition gedrängt mittels einer Spiraldruckfeder 29, deren eines Ende an dem Flansch 17 angreift und deren anderes Ende an dem Federwiderlager 30 angreift, das auf das Ventilelement montiert ist und an diesem gehalten wird durch ein Rückhalteteil 31.

In der Wandung der Tasche 19, nahe ihres von dem Sitz abgelegenen Endes, befindet sich eine umlaufende Nut 32.

Der Ventilkopf ist mit einem zweiten zylindrischen Abschnitt 33 versehen, der von gerader zylindrischer Gestalt ist und der ein Betriebsspiel gegenüber der Wandung der Tasche hat. Die Größe des Betriebsspiels ist derart, daß Leckage von Kraftstoff dort möglichst gering ist, während sich der Ventilkopf weiterhin bewegen kann. Zusätzlich ist der Ventilkopf mit einem dritten geraden, zylindrischen Abschnitt 34 versehen, dessen Durchmesser schmaler ist als der der Tasche. Der zweite zylindrische Abschnitt 33 und die Wandung der Tasche bilden einen ersten Auslaß 36 von ringförmiger Gestalt, der in Verbindung steht mit der umlaufenden Nut 32. Der dritte zylindrische Abschnitt 34 des Ventilkopfes erstreckt sich in der Schließposition des Ventilelements etwa über die halbe axiale Länge der Nut 32.

Die Nut 32 steht in Verbindung mit dem Raum 26A, der von der Wandung der Tasche und dem ersten zylindrichen Abschnitt 26 des Ventilkopfes begrenzt wird über eine Auskehlung 36, die in den zweiten zylindrischen Abschnitt 33 des Ventilkopfes eingeformt ist und die sich gegen den dritten zylindrischen Abschnitt des Ventilelements hin erstreckt, die aber kurz davor endet. Es sind mehr als nur eine Auskehlung 36 möglich.

Das Ventilelement begrenzt auch einen zweiten Auslaß in Form eines Sackloches 37, das sich vom freien Ende des Ventilelements erstreckt und das , mittels Durchgängen 38, mit Leitöffnungen 39 in Verbindung steht, die auf der Oberfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 33 des Ventilelements liegen, die aber in dessen Schließposition bedeckt sind.

Während des Betriebes, wenn Kraftstoff unter Druck zu dem vorgenannten Einlaß gefördert wird, erzeugt der Kraftstoffdruck eine Kraft auf das Ventilelement mit der Wirkung, daß sich das Ventilelement entgegen der Wirkung der Feder 29 nach außen bewegt. Sobald sich der Ventilkopf vom Sitz abgehoben hat, kann Kraftstoff in den Raum 26A und von dort über die Auskehlung oder Auskehlungen 36 zu der umlaufenden Nut 32 fließen. Von der letzteren kann der Kraftstoff zu dem Auslaß 35 fließen, und ein Kraftstoff-Sprühstrahl von "buschiger" Art und mit geringer Spritzweite wird erzeugt.

Die anfänglich "buschige" Gestalt des Sprühstrahls gewährleistet eine kurze Verzögerung zwischen dem Beginn der Einspritzung und dem Beginn der Verbrennung. Dadurch wird das Motorengeräusch verringert.

Der Kraftstoff fließt erst dann durch den Auslaß 37, wenn der Ventilkopf sich so weit bewegt hat, daß die Leitöffnungen 39 zur Nut 32 hin freigelegt sind. Sobald dies eintritt, beginnt Kraftstoff durch die Durchgänge 38 und aus dem zentralen Ausgang 37 zu fließen. Dadurch wird ein Kraftstoff-Sprühstrahl von erhöhter Eindrxngtiefe gebildet.

Bei der Weiterbewegung des Ventilkopfes zu seiner vollkommen offenen Position vergrößert sich die Fläche der Leitöffnungen, die zu der Nut 32 hin freigelegt ist, und der zweite zylindrische Abschnitt 33 des Ventilkopfes beginnt den Auslaß 35 zu schließen. Dieser Auslaß ist vollkommen geschlossen, kurz bevor das Ventilelement seine vollkommen offene Position erreicht (wie in Figur 4 gezeigt). In der vollkommen offenen Position fließt der gesamte Kraftstoff durch den Auslaß 37.

Claims (3)

1. LUCAS INDUSTRIES p.I.e. LUC 50
   Birmingham, England

   Kraftstoffeinspritzdüse

   Patentansprücheι

   l.y Kraftstoffeinspritzdüse von dem sogenannten "nach außen sich öffnenden Typ" zur Förderung von Kraftstoff an einen Innenverbrennerungsmotor, enthaltend einen Hohlkörper und einen Ventilaufbau einschließlich eines unter Federdruck stehenden Ventilelements und eines Ventilsitzes, wobei der Ventilaufbau innerhalb des Hohlkörpers angeordnet ist und einen Ventilkopf aufweist, der an dem einen Ende des Hohlkörpers freiliegt und in einer Tasche desselben stromabwärts des Sitzes sich befindet und ein Kraftstoffeinlaß mit dem Inneren des Hohlkörpers in Verbindung steht,

   dadurch gekennzeichnet, daß diese Tasche (19) eine gerade zylindrische Wand besitzt, in welche an einer Stelle, die von dem, dem Ventilsitz (20) abgewandten Ende beabstandet ist, eine umlaufende Nut (32) eingeschnitten ist, daß dieser Ventilkopf (22) einen ersten Abschnitt (26) nahe des Kontaktbereichs des Kopfes mit dem Sitz, wobei dieser erste Abschnitt mit der Wand der Tasche einen Raum (26A) begrenzt, zu welchem Kraftstoff gefördert wird, wenn der Kopf von dem Sitz abgehoben wird, einen zweiten geraden zylindrischen Abschnitt (33) nahe dieses ersten Abschnittes, wobei dieser zweite Abschnitt ein Arbeitsspiel zu der Wand der Tasche hat, einen dritten Abschnitt (34), welcher mit der Wand der Tasche einen ersten Auslaß (35) bildet, Mittel zum Leiten von Kraftstoff von diesem Raum zu diesem Auslaß, einen zweiten, in den Kopf eingeformten Auslaß sowie Durchgänge (38) in diesem Kopf aufweist, die diesen zweiten Auslaß mit einer Leitöffnung (39) verbinden, welcher in diesen zweiten Abschnitt des Kopfes eingeformt ist, wobei diese Leitöffnung so gelegen ist, daß der anfängliche Kraftstofffluß bei Wegbewegung des Ventilkopfes von dem Sitz von dieser Nut durch den ersten Auslaß erfolgt, so daß ein Kraftstoff-Sprühstrahl von geringer Eindringtiefe erzeugt wird, während bei weiterer Wegbewegung des Ventilkopfes von dem Sitz der Kraftstofffluß von dieser Nut durch die Leitöffnung und den zweiten Auslaß erfolgt, so daß ein Sprühstrahl mit verstärkter Eindringtiefe gebildet wird und der Kraftstofffluß durch diesen ersten Auslaß in dem Maße abnimmt, wie sich der Ventilkopf in die völlig geöffnete Position bewegt.
2. 2. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel zur Leitung von Kraftstoff von diesem Raum zu der Nut aus einer weiteren Nut (36) oder aus Nuten bestehen, die in die Abschnitte des Ventilkopfes eingeformt ist, bezw. sind und sich von dem, dem ersten Abschnitt benachbarten

   Ende des zweiten Abschnitts zu dessem anderen Ende erstreckt, bezw. erstrecken.
3. 3. Düse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser erste Auslaß ringförmige Gestalt hat.