DE4140760C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Patentanspruchs 1. Bei einer beispielsweise aus der DE-PS 3 37 351 bekannten Einspritzdüse dieser Art werden zwei konisch verlaufende schnabelartige Lippenteile durch einen Innenkonus in einer hier als Spannelement dienenden Zylinderwand einer Brennkraft­ maschine mit Hilfe einer Druckschraube so verspannt, daß ihre Ränder aufeinandergepreßt werden. Beim Aufbau des Kraftstoffdruckes in dem von den Lippenteilen umschlossenen konischen Innenraum heben die Ränder der Lippenteile elastisch voneinander ab, wobei hier jedoch der Kraftstoff durch den gebildeten Spalt einer in Form eines sich nahezu aber 180° erstreckenden Fächerstrahls in den Brennraum einge­ spritzt werden kann. Der Strahl weist dabei in Längsrichtung der Einspritzdüse die größte Dicke auf. Fuhr direkteinspritzende Die­ sel-Brennkraftmaschinen, die wegen ihres niedrigen Kraftstoffver­ brauchs zunehmend Bedeutung erlangen, ist jedoch eine gezielt räum­ liche Aufteilung des Kraftstoffstrahls in mehrere Einzelstrahlen er­ strebenswert.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, diese räumliche Aufteilung des Kraftstoffstrahls in mehrere Einzelstrahlen mit ein­ fachen Mitteln zu bewerkstelligen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Auf diese Weise wird erreicht, daß mehrere feine, flache Spritz­ strahlen die hochverdichtete Luft im Brennraum durchdringen können, wobei der in feinste Tröpfchen aufbereitete Kraftstoff sich mit der Luft gut vermischen, und eine gute Zündung und optimale Verbrennung stattfinden kann. Gegenüber den heute gebräuchlichen Einspritzdüsen, die aus mehreren hochpräzisen Bauteilen, wie Düsennadel, Druckfeder, Düsenkörper u. a. bestehen, ist, da die Lippenränder zugleich Zer­ stäubungs- und Schließmechanismen sind, eine optimale Umsetzung von Druck in Geschwindigkeit der Kraftstoffstrahlen gegeben, und zwar aufgrund der verwendeten, die Enden der Lippenteile an einem Abheben und somit an einer Spaltbildung hindernden Spannkappe in einer ge­ genüber dem Stand der Technik wesentlich verstärkten Weise. Außerdem wird der Öffnungsquerschnitt der Schlitze oder Spalte durch den Lei­ tungsdruck gesteuert, so daß stets der für die Zerstäubung optimale Querschnitt geöffnet ist (Vario-Effekt). Außerdem sind die Außenab­ messungen der Einspritzdüse gegenüber herkömmlichen Einspritzdüsen wesentlich geringer, so daß sich neue konstruktive Möglichkeiten für die Anordnung der Einspritzdüsen in der Brennkammer ergeben. Schließlich kann, wie allerdings auch beim Stand der Technik, auf­ grund des elastischen Schließeffekts am Ende der Einspritzung kein Verkoken der Spalte eintreten.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Unteransprüchen entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Einspritzdüse vergrößert im Längsschnitt und

Fig. 2 die Ein­ spritzdüse nach Fig. 1 in perspektivischer Ansicht mit mehreren an­ gedeuteten Spritzstrahlen.

Ein Düsenrohr 1, an das an einem Ende eine mit einer nicht darge­ stellten Einspritzpumpe verbundene Kraftstoffzuführungsleitung an­ geschlossen ist, ist am anderen Ende mehrmals, beispielsweise vier­ mal geschlitzt, so daß Lippenteile 2 gebildet sind. Vorzugsweise sind aus dem zylindrischen Düsenrohr 1 in axialer Erstreckung drei­ eckige Ausschnitte herausgenommen, so daß die Lippenteile 2 in der Seitenansicht eine trapezförmige Form aufweisen. Die Lippenteile 2 sind mit ihren freien Enden radial nach innen gebogen, so daß be­ nachbarte Seitenränder 3 aneinander flächig anliegen, wobei die Lippenteile 2 einen Kegelstumpf bilden und einen konischen Innenraum 4 umschließen, der in den Innenraum 5 des Düsenrohrs 1 übergeht.

Auf ein Außengewinde 6 des Düsenrohrs 1 ist von dem Ende mit den Lippenteilen 2 her eine als Spannelement dienende Spannhülse 7 auf­ geschraubt, deren den Lippenteilen 2 nahes Ende einen Innenkonus 8 aufweist. Mit dem Innenkonus 8, der vorzugsweise einen kleinen Nei­ gungswinkel für Selbsthemmung aufweist, werden die Lippenteile 2 nahe ihres Übergangs in das Düsenrohr 1 in ihrer Kegelstumpfstellung mit hoher Vorspannung zusammengehalten. Ferner werden die Lippen­ teile 2 mit einer Spannkappe 10 an ihren freien Enden zusammengepreßt, so daß sie mit ihren eben und glatt bearbeiteten, in Längs­ richtung verlaufenden flachen Rändern 3 unter hoher Vorspannung dicht aneinander anliegen. Die Vorspannung wird auf den gewünschten Öffnungsdruck gezielt eingestellt.

Die Spannkappe 10 weist an ihrer Öffnung einen Innenflansch 11 auf, dessen Innenseite entsprechend dem Kegelstumpfwinkel der aneinander anliegenden Lippenteile 2 mit einem Innenkonus 11′ versehen ist und somit die Spannkappe 10 am freien Ende der Lippenteile 2, möglichst selbsthemmend fixiert. Zusätzlich kann die Spannkappe 10 mit den Lippenteilen 2 verlötet oder verschweißt sein. Am Übergang des Innenkonus 8 der Spannhülse 7 in deren Innengewindeteil ist in einer Ringnut 15 ein Dichtring 16 angeordnet.

Wird in das Düsenrohr 1 der Einspritzdüse, deren Ende mit den Lippenteilen 2 in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eintaucht, Kraftstoff gefordert und im Innenraum 5 ein hoher Kraftstoffdruck aufgebaut, werden die mittleren Bereiche der Lippenteile 2 nach Überwindung der von der Spannhülse 7 und der Kappe 10 ausgeübten Vorspannung elastisch radial nach außen gedehnt, wobei die zuvor dicht aneinander anliegenden Ränder 3 voneinander um ein geringes Maß abheben. Durch die dabei gebildeten Spalte 12 oder Schlitze strömt aus dem Innenraum 5 Kraftstoff, der in den Spalten 12 zu dünnen, flachen Strahlen 13 geformt wird. Aufgrund der spitzen Kegelstumpfform der eine Düse bildenden Lippen 2 erstrecken sich die gebildeten Strahlen 13 in einem stumpfen Kegelmantel, der dem Brenn­ raum der selbstzündenden Brennkraftmaschine gut angepaßt ist. In den sehr dünnen Strahlen ist der Kraftstoff feinstzerstäubt, so daß beim Vermischen mit der verdichteten Luft ein sehr zündwilliges Kraftstoff-Luftgemisch gebildet wird. Je nach dem erzeugten Leitungsdruck werden die Lippenteile 2 mehr oder weniger weit ge­ dehnt, so daß die Spalte 12 dementsprechend mehr oder weniger ge­ weitet und die Spritzstrahlen 13 druckabhängig mit verschiedener Dicke und Breite nach dem Varioprinzip gebildet werden. Nach Abbau des Leitungsdrucks federn die Lippenteile 2 in ihre Ausgangsstellung zurück, wobei die Spalte 13 wieder verschwinden und abgedichtet sind, so daß auch kein Verkoken desselben eintreten kann.

Die Federcharakteristik der Lippenteile 2 und davon abhangig der je­ weilige Spritzquerschnitt lassen sich durch den Durchmesser, die Wandstärke und den Elastizitätsmodul des Materials des Düsenrohrs gezielt beeinflussen.

Claims (5)

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit mehreren, an ein Düsenrohr in Längsrichtung anschließenden Lippenteilen, die bei gegenseitiger Anlage ihrer benachbarten Ränder einen konischen, kraftstoffzufuhrseitig offenen Innenraum umschließen und zu einem Spritzkörper mit konischer Außenkontur dadurch zusammenge­ schlossen sind, daß die Lippenteile an ihrem kraftstoffzufuhrseiti­ gen Ende vom Innenkonus eines Spannelements elastisch zusammenge­ spannt werden, so daß die Ränder der Lippenteile mit hoher Spannung aneinanderliegen und sich bei einem Druckaufbau im Innenraum spritz­ spaltbildend aufweiten, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Lippenteile (2) mit Hilfe einer Spannkappe (10) fest zusammenge­ preßt werden, so daß nur die zwischen dem Spannelement (7) und der über einen Innenkonus (11′) auf die freien Enden der Lippenteile (2) aufgespannten Spannkappe (10) unabgedeckt verbleibenden, gegeneinan­ der gespannten Ränder (3) der Lippenteile (2) zur Spritzspaltbildung unter erhöhtem Einspritzdruck heranziebbar sind.

2. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel des Innenkonus (11′) der Spannkappe (10) so bemessen ist, daß der Innenkonus (11′) mit den konisch verlaufenden Außenflächen der Enden der Lippenteile (2) eine selbsthemmende Ver­ bindung bildet.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkonus (11′) an einem Innenflansch (11) der Abschluß­ kappe (10) ausgebildet ist.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Lippenteile (2) einstückig mit dem sich kraftstoffzufuhrseitig anschließenden Düsenrohr (1) verbunden sind.

5. Kraftstoff-Einspritzdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenförmige Spannelement (7) mit Hilfe eines Innengewindes auf ein Außengewinde (6) am Düsenrohr (1) aufgeschraubt ist.