DE3727366A1

DE3727366A1 - Kraftstoff-einspritzduese fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3727366A1
Application number: DE19873727366
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Rembold
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-08-17
Filing date: 1987-08-17
Publication date: 1989-03-02
Also published as: JPS6466466A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Einspritzdüsen dieser Gattung zeichnen sich dadurch aus, daß die bewegten Massen klein sind und das die Schließfederkraft erzeugende Bauelement eine hohe Federsteifigkeit hat, so daß sich eine hohe Eigenfrequenz ergibt, welche die Aufbe reitung des einzuspritzenden Kraftstoffs günstig beeinflußt. Bei einer bekannten Einspritzdüse mit einem Federspanndraht als die Schließkraft erzeugendes Bauelement ist das stromauf liegende Ende des Federspanndrahtes über eine Gewindemutter unmittelbar an einer gehäusefesten Schulter abgestützt (DE-OS 15 76 570). Diese Aus führung hat den Nachteil, daß der Öffnungsdruck in einem verhältnis mäßig hohem Maß von den unterschiedlichen Längenänderungen des Federspanndrahtes und des Düsengehäuses beeinflußt wird, die durch die hohen Temperaturen hervorgerufen werden, welche die Teile im Be trieb der Einspritzdüse annehmen. Darüber hinaus wirkt sich auch der Verschleiß der schlagbeanspruchten Teile verhältnismäßig stark auf den Öffnungsdruck der Einspritzdüse aus.

Bei einer anderen bekannten Einspritzdüse der eingangs genannten Art ist das stromauf liegende Ende des Federspanndrahts an einer ge häusefesten Schulter über eine Vorspannfeder abgestützt, welche eine höhere Vorspannkraft als der Federspanndraht hat und die maximale Dehnbeanspruchung des Federspanndrahts begrenzen soll (DE-OS 30 27 278). Jedoch hängt auch bei dieser Ausführung der Öffnungs druck der Einspritzdüse in verhältnismäßig hohem Maße von der Temperatur und dem Verschleiß der Teile ab.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß temperaturbedingt auftretende Längenänderungen zwischen dem Federspanndraht und dem Düsengehäuse, die naturgemäß in größeren Zeitabständen auftreten, durch einen langsamen Kraftstoffaustausch über die Drosselverbindung zwischen Kraftstoffpolster und Strömungsweg des Kraftstoffs ausge glichen werden. Durch die geringe Steifigkeit der Vorspannfeder er gibt sich dabei nur eine unwesentliche Änderung des Öffnungsdruckes, nach dessen Überschreiten praktisch allein die Steifigkeit des Federspanndrahts für den weiteren Nadelhubverlauf bestimmend ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen der Anordnung nach dem Hauptanspruch mög lich.

Eine einfache Ausführung ergibt sich, wenn das Kraftstoffpolster und die Vorspannfeder zwischen einem von der gehäusefesten Schulter aus gehenden, den Federspanndraht umschließenden kragenförmigen Ansatz des Düsengehäuses und einer Stufenhülse eingeschlossen sind, deren engerer Hülsenabschnitt auf dem Ansatz verschiebbar gelagert ist und stirnseitig als Auflage für das Stützglied dient, wogegen deren wei terer Hülsenabschnitt über die Vorspannfeder und eine an die ge häusefeste Schulter sich stromab anschließenden Paßfläche am Düsen gehäuse greift.

Um eine möglichst hohe Steifigkeit des Kraftstoffpolsters zu er reichen, wird vorgeschlagen, dessen Volumen bei vorgegebener Größe der das Kraftstoffpolster umschließenden Gehäuseteile durch die in den Ansprüchen 3 bis 5 enthaltenen Maßnahmen so klein wie möglich zu machen.

Die Drosselverbindung des Kraftstoffpolsters mit dem Strömungsweg des Kraftstoffs kann einfach durch die Führungsspalte zwischen den beiden das Kraftstoffpolster einschließenden Gehäuseteilen gebildet sein.

Ein Kraftstoffaustausch zwischen dem Kraftstoffpolster und dem Strömungsweg des Kraftstoffes während der Öffnungs- und Schließhübe der Ventilnadel kann ganz vermieden werden, wenn die Wandstärke des das Kraftstoffpolster außen umschließenden Gehäuseteils im Bereich der Führungsspalte so bemessen ist, daß der Öffnungsdruck des Kraft stoffs das Gehäuseteil bis zum spaltlosen Anliegen am anderen Ge häuseteil elastisch zu verformen vermag.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel, Fig. 2 einen Bereich der Einspritzdüse nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und Fig. 3 einen Bereich einer Variante zu der Ein spritzdüse nach Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die dargestellte Einspritzdüse hat ein als ganzes mit der Bezugszahl 10 bezeichnetes Düsengehäuse, welches aus einem Düsenkörper 12, einem Düsenhalter 14 und einer Düsenmutter 16 besteht, die mitein ander verschraubt sind. Die Düsenmutter 16 hat einen Anschluß 18 für eine Kraftstoff-Zuleitung, von welchem eine zentrale Bohrung 20 in eine Kammer 22 zwischen Düsenhalter 14 und Düsenmutter 16 führt. Der Düsenhalter 14 ist durchgehend mit einer zentralen Bohrung 24 ver sehen, welche die Kammer 22 mit einer zentralen Bohrung 26 im Düsen körper 12 verbindet. An der brennraumseitigen Ausmündung der Bohrung 26 ist ein konischer Ventilsitz 28 gebildet, der von einem Ventil schließglied 30 überwacht ist, welches einstückig an einem die Schließkraft erzeugenden Federspanndraht 32 angeformt ist. Dieser erstreckt sich durch die Bohrungen 26 und 24 hindurch und ist an seinem anderen Ende durch die nachstehend beschriebenen Mittel am Düsenhalter 14 verankert.

Der Düsenhalter 14 ist an seiner stromauf liegenden Stirnseite mit einem hülsenförmigen Ansatz 34 versehen, aus welchem der Federspann draht 32 mit einem Gewindeabschnitt 36 nach oben herausragt. Auf den Gewindeabschnitt 36 ist eine Gewindemutter 38 aufgeschraubt, die mit einem dünnwandigen Kragen 39 versehen ist, welcher zur Sicherung der Gewindemutter 38 nach der Montage der Teile örtlich in die Ge windegänge des Federspanndrahtes 32 gequetscht ist. Die zylindrische Außenfläche des Ansatzes 34 geht an einer gehäusefesten Schulter 40 in eine Paßfläche 42 größeren Durchmessers des Düsenhalters 14 über. Unterhalb der Paßfläche 42 ist eine Querbohrung 44 im Düsenhalter 14 vorgesehen, welche die Kammer 22 mit der zentralen Bohrung 24 im Düsenhalter 14 verbindet.

Auf den Düsenhalter 14 ist oben eine Stufenhülse 46 verschiebbar aufgesteckt, welche mit ihrem engeren Hülsenabschnitt 48 den Ansatz 34 umfaßt und mit ihrem weiteren Hülsenabschnitt 50 über die Paß fläche 42 greift. Die Stufenhülse 46 begrenzt mit dem Ansatz 34 einen Ringraum 52 für ein Kraftstoffpolster 54, welches über die engen Führungsspalte 56, 58 zwischen Stufenkolben 46 und Düsenhalter 14 mit der im Zuge des Strömungswegs des Kraftstoffs liegenden Kammer 22 verbunden ist. Im Ringraum 52 ist ferner eine als Schrau benfeder ausgebildete Vorspannfeder 60 angeordnet, die sich unten an der gehäusefesten Schulter 40 abstützt und oben an einer zwischen den Abschnitten 48 und 50 gebildeten Ringschulter 62 der Stufenhülse 46 angreift. Die Vorspannfeder 60 drückt die Stufenhülse 46 mit einer dem gewünschten Öffnungsdruck entsprechenden Kraft an die Ge windemutter 38 an, über welche diese Kraft auf den Federspanndraht 32, das Ventilschließglied 30 und den Ventilsitz 28 übertragen wird.

Die Vorspannfeder 60 hat einen rechteckigen Drahtquerschnitt und ist so bemessen, daß sie außen und innen bis auf das notwendige Be wegungsspiel an die den Ringraum 52 radial begrenzenden Wände der Stufenhülse 46 und des Ansatzes 34 heranreicht. Außerdem entspricht die Einbaulänge der Vorspannfeder 60 nur der Summe aus ihrer Block länge und dem funktionsbedingten Federweg. Durch diese Gestaltung und Bemessung der Vorspannfeder 60 ist erreicht, daß der Ringraum 52 so weit als möglich durch die Vorspannfeder 60 ausgefüllt ist und für das Kraftstoffpolster 54 ein minimales Volumen zur Verfügung steht. Die Steifigkeit der Vorspannfeder 60 ist wesentlich geringer bemessen als jene des Federspanndrahtes 32.

Beim Zusammenbau der Teile wird die Gewindemutter 38 entgegen der Kraft der Vorspannfeder 60 so weit auf den Federspanndraht 32 auf geschraubt, bis das Ventilschließglied 30 mit einer der gewünschten Öffnungskraft entsprechenden Schließkraft am Ventilsitz 28 anliegt. Danach wird der Kragen 39 der Gewindemutter 38 zu deren Sicherung in die Gewindegänge des Federspanndrahtes 32 eingedrückt. Das obere Ende des Federspanndrahts 32 stützt sich über die Gewindemutter 38, die Stufenhülse 46 und die Vorspannfeder 60 an der Schulter 40 des Düsenhalters 14 ab. Während des Betriebs der Einspritzdüse füllt sich der Ringraum 52 unter Selbstentlüftung über die beiden Führungsspalte 56, 58 mit Kraftstoff auf. Das Kraftstoffpolster 54 hat wegen seines geringen Volumens eine sehr hohe Steifigkeit, so daß sich der Nadelhubverlauf praktisch nur durch die Feder charakteristik des Federspanndrahtes 32 bestimmt. Die in größeren Zeitabständen einsetzenden temperturbedingten Längenänderungen des Federspanndrahtes 32 und des Düsenhalters 14 werden durch Kraft stoffaustausch über die Führungsspalte 56, 58 ausgeglichen, wobei sich wegen der flachen Federkennlinie der Vorspannfeder 60 der Öffnungsdruck nur unwesentlich ändert.

Bei der Variante nach Fig. 3 sind die Stufenhülse 46 a und der An satz 34 a am Düsenhalter 14 a mit Bohrungen 64, 66 versehen, welche - wie gezeigt - nach einem über den normalen Arbeitsbereich hinausgehenden, durch Lufteinschlüsse bedingten Überhub der Stufen hülse 46 a den Ringraum 52 mit der Bohrung 24 des Düsenhalters 14 verbinden und so eine Entlüftung des Ringraums 52 bewirken.

Die Vorspannfeder 60 könnte auch außerhalb des Kraftstoffpolsters 54 angeordnet sein, z.B. das Kraftstoffpolster umschließen oder von diesem über einen Teil ihrer Länge umschlossen werden. Wesentlich ist nur in allen diesen Fällen, daß die Gewindemutter über ein starres Stützglied gleichermaßen auf die Vorspannfeder und das Kraftstoffpolster drückt.

Claims

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einem Düsengehäuse, das mit einem Anschluß für eine Kraftstoffzuleitung versehen ist und eine mit dem Anschluß in Verbindung stehende zen trale Bohrung enthält, die an ihrer brennraumseitigen Ausmündung von einem Ventilsitz umgeben ist und durch die sich ein Federspanndraht erstreckt, der brennraumseitig mit einem Ventilschließglied ver bunden und an der anderen Seite an einem Stützglied verankert ist, das sich über eine Vorspannfeder an einer vom Ventilsitz abgekehrten gehäusefesten Schulter abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß zusätz lich zur Vorspannfeder (60) ein Kraftstoffpolster (54) angeordnet ist, das zwischen axial gegeneinander verschiebbaren, jeweils ein Ende der Vorspannfeder (60) abstützenden, teleskopartig über- bzw. ineinandergreifenden Gehäusehälften (34, 46) eingeschlossen und so bemessen ist, daß es eine höhere Federsteifigkeit als der Feder spanndraht (32) und die Vorspannfeder (60) hat, welche eine ge ringere Federsteifigkeit als der Federspanndraht (32) aufweist, und daß ferner das Kraftstoffpolster (54) nur über eine Drosselver bindung (56, 58) mit dem Strömungsweg (22) des Kraftstoffs verbunden ist, welche so bemessen ist, daß bei den Öffnungs- und Schließhüben des Ventilschließgliedes (30) ein nennenswerter Kraftstoffaustausch zwischen dem eingeschlossenen Kraftstoffpolster (54) und dem Strö mungsweg (22) des Kraftstoffs nicht stattfindet.

2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffpolster (54) und die Vorspannfeder (60) zwischen einem von der gehäusefesten Schulter (40) ausgehenden, den Federspanndraht (32) umschließenden kragenförmigen Ansatz (34) des Düsengehäuses (10, 14) und einer Stufenhülse (46) eingeschlossenen sind, deren engerer Hülsenabschnitt (48) auf dem Ansatz (34) verschiebbar ge lagert ist und stirnseitig als Auflage für das Stützglied (38) dient, wogegen deren weiterer Hülsenabschnitt (50) über die Vor spannfeder (60) und eine an die gehäusefeste Schulter (40) sich stromab anschließende Paßfläche (42) am Düsengehäuse (10, 14) greift.

3. Einspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder (60) außen und innen bis auf das nötige Bewegungs spiel an die das Kraftstoffpolster (54) radial umschließenden Wände der Gehäuseteile (34, 46) heranreichen.

4. Einspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder (60) einen rechteckigen Draht querschnitt hat.

5. Einspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbaulänge der Vorspannfeder (60) ihrem Blockmaß plus ihrem funktionsbedingten Federweg entspricht.

6. Einspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselverbindung des Kraftstoffpolsters (54) mit dem Strömungsweg (22) des Kraftstoffs gebildet ist durch die Führungsspalte (56, 58) zwischen den beiden das Kraftstoff polster (54) einschließenden Gehäuseteilen (34, 46).

7. Einspritzdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des das Kraftstoffpolster außen umschließenden Gehäuse teils (46) im Bereich der Führungsspalte (56, 58) so bemessen ist, daß der Öffnungsdruck des Kraftstoffs das Gehäuseteil (46) bis zum spaltlosen Anliegen am anderen Gehäuseteil (34, 42) elastisch zu verformen vermag.

8. Einspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entlüftung des das Kraftstoffpolster (54) enthaltenden Raumes ein Überströmkanal (64, 66) vorgesehen ist, der bei einem durch Lufteinschlüsse verursachten Überhub zwischen den beiden das Kraftstoffpolster (54) einschließenden Gehäuseteilen (34 a, 46 a) durch diese Gehäuseteile selbsttätig aufgesteuert ist.

9. Einspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das den Federspanndraht (32) verankernde Stütz glied eine auf den Federspanndraht (32) aufgeschraubte Gewindemutter (38) ist.