DE4228364C2 - Kraftstoffeinspritzdüse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse zum Ein­ spritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsraum eines Motors, wobei der Kraftstoff unter Druck von einer Kraftstoffein­ spritzpumpe zugeführt wird, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine aus der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 1-92569 bekannte Kraftstoffeinspritzdüse weist einen länglichen, hohlen Düsenkörper, der ein geschlossenes unteres Ende hat, und eine in dem Düsenkörper angeordnete Ventilnadel auf. Dieser Düsenkörper hat einen Kraftstoffspeicherraum, einen konisch zulaufenden Ventilsitz, der auf der inneren Oberfläche des unteren Endabschnitts des Düsenkörpers gebildet ist, und ein Paar Einspritzkanäle (d. h. einen ersten und einen zweiten Einspritzkanal), die im unteren Endabschnitt des Düsenkörpers gebildet sind. Der auf die Achse des Düsenkörpers bezogene Winkel des ersten Einspritzkanals ist spitz, wogegen der auf die Achse des Düsenkörpers bezogene Winkel des zweiten Einspritzkanals im allgemeinen 90° beträgt. Die inneren Enden des ersten und zweiten Einspritzkanals sind am Ventilsitz des Düsenkörpers angeordnet und liegen an der gleichen Stelle in der Achsenrichtung des Düsenkörpers. Die äußeren Enden des ersten und zweiten Einspritzkanals haben einen Abstand voneinander. Andererseits hat die Ventilnadel einen Druckauf­ nahmeabschnitt, der vom Kraftstoffspeicherraum aus zugänglich ist, und einen konisch verjüngten Dichtbereich, der an ihrem unteren Endabschnitt gebildet ist. Die Ventilnadel wird durch eine Feder beaufschlagt, so daß ihr Dichtbereich auf dem Ventilsitz aufliegt. In dieser Schließstellung sind die inneren Enden des ersten und zweiten Einspritzkanals durch die äußere Begrenzungsfläche des Dichtbereiches geschlossen. Der Druck des dem Kraftstoffspeicherraum von einer Kraftstoffeinspritzpumpe zugeführten Kraftstoffes wirkt auf den Druckaufnahmeabschnitt, um zu bewirken, daß sich die Ventilnadel gegen die Vorspannung der Feder hochbewegt, so daß der Dichtbereich den Ventilsitz nicht mehr berührt. Infolgedessen werden der erste und zweite Einspritzkanal aufgemacht, um Kraftstoff in einen Ver­ brennungsraum eines Motors einzuspritzen.

Die Kraftstoffeinspritzdüse nach der oben genannten Patent­ veröffentlichung ist am Motor in geneigter Stellung bezüglich der Achse eines Motorzylinders angebracht, und daher ist an­ zunehmen, daß der erste und der zweite Einspritzkanal im allgemeinen unter dem gleichen Winkel bezüglich der Achse des Motorzylinders geneigt verlaufen. In diesem Fall wird der Kraftstoff aus dem ersten und zweiten Einspritzkanal gleich­ zeitig unter dem gleichen Neigungswinkel bezüglich der Achse des Motorzylinders eingespritzt. Der Kraftstoff kann daher in den Verbrennungsraum nicht über einen großen Bereich einge­ spritzt werden.

Nehmen wir mal an, daß die oben genannte Kraftstoffeinspritz­ düse parallel zu der Achse des Motorzylinders angeordnet ist. Wenn die Ventilnadel hochbewegt wird, wird der Kraftstoff aus dem ersten und zweiten Einspritzkanal gleichzeitig unter verschiedenen Winkeln bezüglich der Achse des Motorzylinders eingespritzt. In diesem Fall ist die Verteilung des Kraft­ stoffes im Verbrennungsraum sehr ungleich.

Da bei der Kraftstoffeinspritzdüse der oben genannten Patent­ veröffentlichung die äußeren Enden des ersten und zweiten Ein­ spritzkanals einen Abstand voneinander haben, kann nicht damit gerechnet werden, daß die Kraftstoffteilchen, wie bei der vorliegenden Erfindung, fein gemacht werden.

Aus der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 62-87171 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bekannt, die einen Düsenkörper und eine Ventilnadel aufweist. Der Düsenkörper hat einen konisch zulaufenden Ventilsitz, der an seinem unteren Endabschnitt gebildet ist, und eine unter dem Ventilsitz vorgesehene kleine Kammer. Ein einziger erster Einspritzkanal und eine Vielzahl an zweiten Einspritzkanälen sind in dem unteren Endabschnitt des Düsenkörpers gebildet, und der Neigungswinkel des ersten Einspritzkanals ist verschieden von dem der zweiten Einspritzkanäle. Wenn die Kraftstoffein­ spritzdüse leicht schräg an einem Motor angebracht ist, erstreckt sich der erste Einspritzkanal im allgemeinen ho­ rizontal, und die zweiten Einspritzkanäle erstrecken sich schräg nach unten. Das innere Ende des ersten Einspritzkanals ist zum Ventilsitz hin offen, und die inneren Enden der zweiten Einspritzkanäle sind zu der inneren Begrenzungsfläche der kleinen Kammer hin offen. Die Ventilnadel hat an ihrem unteren Endabschnitt einen konisch verjüngten Dichtbereich und einen Drosselabschnitt, der am unteren Ende dieses Dichtbereiches gebildet ist. Wenn der Dichtbereich auf dem Ventilsitz aufliegt, erstreckt sich der Drosselabschnitt in die oben genannte kleine Kammer. In dieser Schließstellung ist das in­ nere Ende des ersten Einspritzkanals durch die äußere Be­ grenzungsfläche des Dichtbereiches geschlossen und sind die inneren Enden des zweiten Einspritzkanals durch die äußere Begrenzungsfläche des Drosselabschnitts geschlossen. Wenn die Ventilnadel hochbewegt wird, entfernt sich der Dichtbereich aus der Anlage mit dem Ventilsitz in einer Anfangsphase, in welcher die Hubhöhe noch klein ist, so daß der erste Ein­ spritzkanal geöffnet wird, wodurch Kraftstoff aus dem ersten Einspritzkanal in Richtung einer Zündkerze eingespritzt wird. In dieser Anfangsphase bleibt der Drosselabschnitt in der kleinen Kammer aufgenommen, und daher werden die zweiten Einspritzkanäle geschlossen gehalten. Wenn die Ventilnadel weiter hochbewegt wird, kommt der Drosselabschnitt aus der kleinen Kammer heraus, so daß die zweiten Einspritzkanäle geöffnet werden, wodurch der Kraftstoff aus den zweiten Einspritzkanälen eingespritzt wird.

Bei der Kraftstoffeinspritzdüse gemäß der oben genannten ja­ panischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 62-87171 wird der Kraftstoff aus dem ersten Kraftstoffeinspritzkanal nur in Richtung der Zündkerze eingespritzt, wenn die Hubhöhe der Ventilnadel klein ist, und daher kann der Kraftstoff in den Verbrennungsraum nicht über einen großen Bereich eingeführt werden. Da ferner die äußeren Enden aller Einspritzkanäle einen Abstand voneinander haben, können die Kraftstoffteilchen nicht fein gemacht werden.

Aus der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeidung Nr. 57-158972 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bekannt, die ähnlich ist zu der Kraftstoffeinspritzdüse der oben genannten japanischen offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 62-87171. Diese Kraftstoffeinspritzdüse hat erste und zweite Einspritzkanäle, die unter dem gleichen Winkel geneigt verlaufen. Wenn die Hubhöhe einer Ventilnadel klein ist, wird Kraftstoff aus dem ersten Einspritzkanal eingespritzt, und wenn die Hubhöhe groß ist, wird Kraftstoff aus den ersten und zweiten Einspritzkanälen eingespritzt. Bei dieser Kraftstoff­ einspritzdüse wird die Richtung der Kraftstoffeinspritzung ohne Rücksicht auf die Hubhöhe der Ventilnadel nicht geändert, und deshalb kann der Kraftstoff in den Verbrennungsraum nicht über einen großen Bereich zugeführt werden. Da ferner die äußeren Enden aller Einspritzkanäle einen Abstand voneinander haben, kann der Kraftstoff nicht fein gemacht werden.

Aus den Technologiebericht der Universität Tohoku (Band 22, Nr. 2, Seite 157 bis 164, ausgegeben am 25. März 1958; Herausgeber: Ingenieurabteilung der Universität Tohoku; Verleger: Uni­ versität Tohoku) ist eine Kraftstoffeinspritzdüse bekannt, die einen Düsenkörper und eine Ventilnadel aufweist. Fig. 12 zeigt einen Düsenkörper, der eine Ausgleichskammer an seinem unteren Endabschnitt und einen Ventilsitz hat, der über dieser Aus­ gleichskammer vorgesehen ist. Mehrere Paare erster und zweiter Einspritzkanäle sind in dem unteren Abschnitt des Düsenkörpers gebildet und haben in Umfangsrichtung des Düsenkörpers Abstände voneinander. Die ersten Einspritzkanäle erstrecken sich schräg nach unten bezüglich der Achse des Düsenkörpers, und die zweiten Einspritzkanäle erstrecken sich senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers. Die inneren Enden der ersten Einspritzkanäle sind über den inneren Enden der zweiten Einspritzkanäle angeordnet. Die inneren Enden der ersten und zweiten Einspritzkanäle sind zu der Ausgleichskammer hin offen. Jedes Paar erster und zweiter Einspritzkanäle hat ein gemeinsames äußeres Ende. Da bei dieser Kraftstoffeinspritzdüse die inneren Enden der ersten und zweiten Einspritzkanäle zu der Ausgleichs­ kammer hin offen sind, wird der Kraftstoff aus den ersten und zweiten Einspritzkanälen eingespritzt, wenn die Ventilnadel hochbewegt wird, so daß der Kraftstoff in einem weiten Winkel eingespritzt werden kann. Jedoch sind die Drücke an den inneren Enden der ersten und zweiten Einspritzkanäle gleich zueinander, und wird der Kraftstoff gleichzeitig aus den ersten und zweiten Einspritzkanälen eingespritzt. Deshalb kann die Richtung der Einspritzung des Kraftstoffes nicht entsprechend der Hubhöhe der Ventilnadel gewählt werden. Da ferner kein Druckunterschied an dem gemeinsamen äußeren Ende der ersten und zweiten Einspritzkanäle auftritt, wird keine Kavitation erzeugt und kann nicht damit gerechnet werden, daß die Kraftstoffteilchen fein gemacht werden.

Die japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldungen Nr. 56-129568 und 1-158553 zeigen jeweils Hubsteuermechanismen, die eine ähnliche Grundkonstruktion haben, wie die bei den beiden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendeten Hubsteuermechanismen.

Die deutsche Patentschrift DE 27 11 392 C2 beschreibt eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einem Düsenkörper, in dem eine Ventilnadel axial verschiebbar geführt ist. Ventilnadel und Düsenkörper begrenzen einen Druckraum. Am Düsenkörper ist weiterhin ein konischer Ventilsitz vorgesehen, der mit einem Dichtkegel der Ventilnadel zusammenwirkt. Bei Erreichen eines bestimmten Drucks im Druckraum beginnt die Ventilnadel vom Ventilsitz abzuheben. Bei einem bestimmten Hub stößt sie an einem Anschlag, und eine weitere Verschiebung der Ventilnadel kann erst nach Erreichen eines höheren Drucks erfolgen. Bei der Kraftstoffeinspritzdüse sind mehrere Einspritzkanäle axial und radial versetzt im äußeren End­ abschnitt des Düsenkörpers vorgehen. Beim Anheben der Ventil­ nadel werden zunächst die unteren Einspritzkanäle freigegeben. Bei einem größeren Hub der Ventilnadel werden schieberartig auch die oberen Einspritzkanäle aufgesteuert. Weil ab einem bestimmten Hub der Ventilnadel alle Einspritzkanäle auf­ gesteuert werden und der Druck an den inneren Enden der Einspritzkanäle identisch ist, hat die Kraftstoffeinspritzdüse den Nachteil, daß zwar der Einspritzquerschnitt durch eine Hubveränderung der Ventilnadel variiert werden kann, es aber nicht möglich ist, die Richtung der Kraftstoffeinspritzung zu variieren.

JP-1-45960 zeigt eine Kraftstoffstoffeinspritzdüse gemäß den Oberbegriff des Anspruchs 1. Paare erster und zweiter Einspritzkanäle weisen jedoch kein gemeinsames äußeres Ende auf. Daraus ergibt sich der Nachteil, daß die Einspritz­ charakteristik in Abhängigkeit der unterschiedlichen Druck­ verhältnisse an den inneren Enden der Einspritzkanäle in Folge der Hubhöhe nicht so stark variiert werden kann. Weiterhin weist die Kraftstoffeinspritzdüse keine zweite Vorspann­ einrichtung auf. Dadurch ergibt sich der Nachteil, daß die Hubhöhe der Ventilnadel kontinuierlich mit wachsendem Kraft­ stoffdruck ansteigt. Insbesondere kann die Ventilnadel nicht in einem bestimmten Kraftstoffdruckbereich, auf einem be­ stimmten Hub gehalten werden, bei dem ein Drosselquerschnitt zwischen dem Dichtbereich und dem Ventilsitz besteht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kraftstoffein­ spritzdüse zu schaffen, bei welcher die Richtung der Einspritzung des Kraftstoffes entsprechend des Hubs einer Ventilnadel geändert wird und eine anfängliche Kraftstoffein­ spritzrichtung auch ausreichend lange aufrechterhalten wird, um dadurch den Kraftstoff einem Innenraum eines Motorzylinders über einen großen Bereich zuzuführen, und bei der ferner die einzuspritzenden Kraftstoffteilchen fein gemacht werden können, um dadurch die Verbrennungsleistung zu verbessern.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Kraftstoffein­ spritzdüse mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.

Im folgenden werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt einer Kraftstoffein­ spritzdüse nach der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt eines unteren Endab­ schnitts der Kraftstoffeinspritzdüse;

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt, der die Kraftstoff­ einspritzdüse im eingebauten Zustand an einem Motor zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einem Nockenwinkel und der Hubhöhe einer Ventilnadel zeigt;

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, jedoch von einer abgewandelten Ventilnadel;

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, jedoch von einer abgewandelten Kraftstoffeinspritzdüse;

Fig. 7 einen vergrößerten Querschnitt eines wichtigen Teiles der in Fig. 6 gezeigten Kraftstoffeinspritz­ düse;

Fig. 8 einen vergrößerten Querschnitt eines anderen Aus­ führungsbeispiels mit einer Führungseinrichtung, wobei ein Düsenkörper und eine Ventilnadel gezeigt sind;

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX in Fig. 8;

Fig. 10 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 8, jedoch von einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer Führungsein­ richtung; und

Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie XI-XI in Fig. 10.

Wie in Fig. 1 gezeigt, hat eine Kraftstoffeinspritzdüse N einen länglichen hohlen Düsenhalter 10, einen länglichen Düsenkörper 30, der unter dem Düsenhalter 10 angeordnet ist, einen rohrförmigen Halter 20, mit dem der Düsenkörper 30 an dem Düsenhalter 10 befestigt ist, einen Federhalter 40, der in den oberen Endabschnitt des Düsenhalters 10 eingeschraubt ist, und eine Kappe 45, die an dem Federhalter 40 befestigt ist. Diese Teile sind koaxial zueinander angeordnet und bilden zusammen einen einzelnen länglichen Körper.

Es wird nun die Verbindung zwischen dem Düsenkörper 30 und dem Düsenhalter 10 beschrieben. Ein Außengewindeabschnitt 11 ist an der äußeren Begrenzungsfläche des unteren Endabschnitts des Düsenhalters 10 gebildet. Ein Innengewindeabschnitt 21 ist an der inneren Begrenzungsfläche des oberen Endabschnitts des Halters 20 gebildet, und eine Stufe 22 ist an der inneren Begrenzungsfläche des unteren Endabschnitts des Halters 20 gebildet. Eine Stufe 38 ist an der äußeren Begrenzungsfläche des mittleren Abschnitts des Düsenkörpers 30 gebildet. Der Düsenkörper 30 ist in den Halter 20 eingesetzt, und in diesem Zustand sind der Innengewindeabschnitt 21 des Halters 20 und der Außengewindeabschnitt 11 des Düsenhalters 10 ineinanderge­ schraubt, so daß der Düsenkörper 30 koaxial mit dem Düsenhalter 10 verbunden ist.

Der Düsenkörper 30 hat eine längliche Rohrform und ein ge­ schlossenes unteres Ende. Der Düsenkörper hat ein Führungsloch 31, einen Kraftstoffspeicherraum 32, ein Kraftstoffdurchgangs­ loch 33 und einen konisch zulaufenden Abschnitt 34, die in dieser Reihenfolge in Richtung des unteren Endes des Düsen­ körpers 30 angeordnet sind. Das Kraftstoffdurchgangsloch 33 hat einen kleineren Durchmesser als das Führungsloch 31 und verläuft koaxial zu ihm. Der Kraftstoffspeicherraum 32 ist mit einem in der oberen Endfläche des Düsenhalters 10 gebildeten Kraftstoffeingang (nicht gezeigt) über einen Kraftstoffdurch­ gang 19, der längs in dem Düsenhalter 10 gebildet ist, und einen Kraftstoffdurchgang 39, der längs in dem Düsenkörper 30 gebildet ist, verbunden. Der oben genannte Kraftstoffeingang ist mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe (nicht gezeigt) z. B. einer Verteilereinspritzpumpe, über eine Leitung verbunden.

Eine Ventilnadel 50 ist in dem Düsenkörper 30 untergebracht. Die Ventilnadel 50 hat einen Gleitabschnitt 51, einen Druck­ aufnahmeabschnitt 52, einen Verlängerungsabschnitt 53 einen ersten konisch zulaufenden Abschnitt 54 und einen zweiten ko­ nisch zulaufenden Abschnitt 55, die in dieser Reihenfolge in Richtung des unteren Endes des Düsenkörpers 30 koaxial zuein­ ander angeordnet sind. Im weiteren wird der konisch zulaufende Abschnitt 55 als Dichtbereich 55 bezeichnet. Der Verlängerungs­ abschnitt 53 hat einen kleineren Durchmesser als der Gleit­ abschnitt 51, und der Druckaufnahmeabschnitt 52 ist konisch verjüngt. Der Gleitabschnitt 51 ist in dem Führungsloch 31 des Düsenkörpers 30 untergebracht, um in axialer Richtung gleiten zu können. Der Druckaufnahmeabschnitt 52 ist in dem Kraftstoff­ speicherraum 32 des Düsenkörpers 30 untergebracht und empfängt einen Druck des Kraftstoffspeicherraums 32. Der Verlängerungs­ abschnitt 53 ist in dem Kraftstoffdurchgangsloch 33 des Düsen­ körpers 30 untergebracht, und ein Spalt für den Durchfluß des Kraftstoffes ist zwischen der äußeren Begrenzungsfläche des Verlängerungsabschnitts 53 und der inneren Begrenzungsfläche des Kraftstoffdurchgangsloches 33 gebildet. Der erste konisch zulaufende Abschnitt 54 und der konische Dichtbereich 55 sind entgegengesetzt zu den konisch zulaufenden Abschnitt 34 des Düsenkörpers 30 angeordnet.

Wie am besten in Fig. 2 gezeigt, ist der Kegelwinkel des konischen Dichtbereiches 55 der Ventilnadel 50 nur ein bißchen größer (z. B. ungefähr 10 Minuten) als, oder im Großen und Ganzen gleich groß wie der Kegelwinkel des konisch zulaufenden Abschnitts 34 des Düsenkörpers 30. Daher kann der zweite konisch zulaufende Abschnitt 55 in Oberflächenkontakt mit der inneren Begrenzungsfläche des konisch zulaufenden Abschnitts 34 unter dem Einfluß einer Feder 62 (die unten beschrieben ist) der Art gebracht werden, daß der konische Dichtbereich 55 leicht elastisch verformt wird. Der Kegelwinkel des ersten konisch zulaufenden Abschnitts 54 ist kleiner als der Kegel­ winkel sowohl des Dichtbereiches 55 als auch des konisch zulaufenden Abschnitts 34 des Düsenkörpers 30. Deshalb berührt der erste konische zulaufende Abschnitt 54 nicht die innere Begrenzungsfläche des konisch zulaufenden Abschnitts 34. Der­ jenige Teil des Dichtbereiches 55, der an der Grenze zwischen dem Dichtbereich 55 und dem ersten konisch zulaufenden Ab­ schnitt 54 liegt, wird am stärksten von der inneren Begren­ zungsfläche des konisch zulaufenden Abschnitts 34 berührt und dient deshalb als Hauptdichtabschnitt 55a. Der unter dem Haupt­ dichtabschnitt 55a liegende Teil dient als Zusatzdichtabschnitt 55b. Der ringförmige Abschnitt der inneren Begrenzungsfläche des konisch zulaufenden Abschnitts 34, an den der Dichtbereich 55 anstößt, dient als Ventilsitz. Der Teil des Ventilsitzes 35, an dem der Hauptdichtabschnitt 55a anstößt, dient als Haupt­ sitzabschnitt 35a. Der Teil des Ventilsitzes 35, an dem der Zusatzdichtabschnitt 55b anstößt, dient als Zusatzsitzabschnitt 35b.

Als nächstes wird eine Eigenschaft der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 2 beschrieben. Mehrere (z. B. fünf oder sechs) Paare erster und zweiter Einspritzkanäle 36 und 37 sind in dem unteren Endabschnitt des Düsenkörpers 30 gebildet und haben gleiche Abstände voneinander in Umfangsrichtung. Jedes Paar erster und zweiter Einspritzkanäle 36 und 37 haben im allgemeinen den gleichen Durchmesser und sind in der gleichen Winkelstellung in der Umfangsrichtung des Düsenkörpers 30 an­ geordnet. Der Winkel θ₁ zwischen der Achse X des Düsenkörpers 30 und des ersten Einspritzkanals 36 ist kleiner als der Winkel θ₂ zwischen der Achse X und des zweiten Einspritzkanals 37. Genauer ausgedrückt ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Winkel θ₁ ein spitzer Winkel (ungefähr 60°) und beträgt der Winkel θ₂ ungefähr 90°. Die inneren Enden der ersten Ein­ spritzkanäle 36 und die inneren Enden der zweiten Einspritz­ kanäle 37 sind an dem Ventilsitz 35 angeordnet und haben einen Abstand voneinander in der Achsenrichtung des Düsenkörpers 30. Genauer ausgedrückt ist das innere Ende des ersten Einspritz­ kanals 36 über dem inneren Ende des zweiten Einspritzkanals 37 angeordnet. Die inneren Enden von allen ersten Einspritzkanälen 36 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers 30 ist, und auch die inneren Enden von allen zweiten Einspritzkanälen 37 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers 30 liegt. Jedes Paar erster und zweiter Einspritz­ kanäle 36 und 37 hat im wesentlichen ein gemeinsames äußeres Ende. Alle gemeinsamen äußeren Enden sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers 30 liegt. Die ersten und zweiten Einspritzkanäle 36 und 37 sind aus Gründen der Darstellungsvereinfachung von Fig. 1 weggelas­ sen worden.

Um außergewöhnliche Einspritzkennwerte zu erzielen, hat die Kraftstoffeinspritzdüse N einen Hubsteuermechanismus 60 (siehe Fig. 1), der mit den ersten und zweiten Einspritzkanälen 36 und 37 zusammenwirkt. Dieser Hubsteuermechanismus 60 entspricht grundsätzlich dem Hubsteuermechanismus, der aus der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 56-129568 bekannt ist, und beinhaltet eine in dem Düsenhalter 10 angeordnete erste Stange 61, eine in dem Düsenhalter 10 angeordnete erste Feder (Vorspanneinrichtung) 62, eine zweite Stange 63, die sich durch einen unteren Endabschnitt des Federhalters 40 gleitbar erstreckt, und eine zweite Feder (Hubgeschwindigkeitsbegren­ zungseinrichtung) 64, die in dem Federhalter 40 untergebracht ist.

Ein Vorsprung 58 ist an einer oberen Endfläche 50a der Ventilnadel 50 gebildet und erstreckt sich durch einen unteren Endabschnitt des Düsenhalters 10, und das untere Ende der er­ sten Stange 61 ist mit dem oberen Ende des Vorsprungs 58 ver­ bunden. Ein Federsitz 61a ist an der äußeren Begrenzungsfläche desjenigen Teiles der ersten Stange 61 gebildet, der in einem bestimmten Abstand unter dem oberen Ende der Stange 61 angeordnet ist. Das untere Ende der ersten Feder 62 stößt gegen den Federsitz 61a. Die untere Endfläche des Federhalters 40 dient als Federsitz 40a, und das obere Ende der ersten Feder 62 stößt gegen diesen Federsitz 40a über eine Beilagscheibe 65. Die erste Feder 62 drückt die Ventilnadel 50 über die erste Stange 61 nach unten. Die untere Endposition der ersten Stange 61 wird durch die Anlage des Dichtbereiches 55 der Ventilnadel 50 an dem Ventilsitz 35 bestimmt.

Der Federhalter 40 hat ein axial verlaufendes Durchgangsloch 41, und die zweite Feder 64 ist in einem einen größeren Durchmesser aufweisenden oberen Abschnitt 41a des Durchgangs­ loches 41 untergebracht, und die zweite Stange 63 ist in einem einen kleinen Durchmesser aufweisenden unteren Abschnitt 41b des Durchgangsloches 41 gleitbar angeordnet. Ein Federsitz 66 ist an dem oberen Endabschnitt der zweiten Stange 63 befestigt, und das untere Ende der zweiten Feder 64 stößt gegen den Feder­ sitz 66. Ein Federsitz 67 ist durch eine Schraubverbindung an dem oberen Endabschnitt des Federhalters 40 befestigt, und das obere Ende der zweiten Feder 64 stößt gegen den Federsitz 67. Die zweite Stange 63 wird durch die Federkraft der zweiten Feder 64 nach unten gedrückt. Die untere Endposition der zweiten Stange 63 wird durch die Anlage des Federsitzes 66 an einer Beilagscheibe 68 bestimmt, die auf einer an dem Feder­ halter 40 gebildeten Stufe 41c aufliegt.

Das obere Ende der ersten Stange 61 hat in ihrer unteren End­ position einen Abstand von dem unteren Ende der zweiten Stange 63 in deren unteren Endposition, und dieser Abstand oder diese Strecke ist in Fig. 1 mit L₁ bezeichnet. Der Abstand L₁ bestimmt eine erste Hubhöhe der Ventilnadel 50, wie weiter unten beschrieben wird. Wenn dagegen die Ventilnadel 50 in ihrer Schließstellung ist, hat die obere Endfläche 50a der Ventilnadel 50 einen Abstand von einer unteren Endfläche 10a des Düsenhalters 10, und dieser Abstand oder diese Strecke ist in Fig. 1 mit L₂ bezeichnet. Der Abstand L₂ bestimmt eine zweite Hubhöhe der Ventilnadel 50, wie weiter unten beschrieben wird. Die Abstände L₁ und L₂ sind in Fig. 1 übertrieben groß dargestellt.

Die Kraftstoffeinspritzdüse N mit einem Aufbau wie oben be­ schrieben ist an einem Zylinderkopf H eines Motor E angebracht, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Kraftstoffeinspritzdüse N parallel zu den Achsen eines Zylinders S und eines Kolbens K angeordnet. Der vordere Endabschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse N befindet sich in einem Verbrennungsraum C, der von dem Zylinder S und dem Kolben K begrenzt wird.

Unter Hochdruck wird Kraftstoff intermittierend von der Kraft­ stoffeinspritzpumpe der Kraftstoffeinspritzdüse N mit der oben beschriebenen Konstruktion zugeführt. Wenn kein Hochdruck­ kraftstoff dem Kraftstoffspeicherraum 32 zugeführt wird, wird die Ventilnadel 50 durch die Wirkung der ersten Feder 62 ab­ wärts gedrückt, so daß der Dichtbereich 55 der Ventilnadel 50 auf den Ventilsitz 35 in Form einer Oberflächenberührung zur Anlage kommt. In diesem Zustand grenzen die inneren Enden der ersten und zweiten Einspritzkanäle 36 und 37 an die äußere Begrenzungsfläche des Dichtbereiches 55 an und sind deshalb durch diese Begrenzungsfläche geschlossen.

Die Art und Weise der Hubbewegung der Ventilnadel 50, die erzeugt wird, wenn der Hochdruckkraftstoff dem Kraftstoff­ speicherraum 32 zugeführt wird, wird nun mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben, die den Zusammenhang zwischen der Hubhöhe der Ventilnadel 50 und dem Winkel der Drehbewegung eines Nockens der Kraftstoffverteilereinspritzpumpe zeigt, die für die Zufuhr des Hochdruckkraftstoffes verwendet wird. Dieser Nockenwinkel nimmt mit der Zeit zu.

Wenn der Druck im Kraftstoffspeicherraum 32, d. h. der von dem Druckaufnahmeabschnitt 52 der Ventilnadel 50 empfangene Druck, einen vorbestimmten Pegel überschreitet, hebt die Ventilnadel 50 vom Ventilsitz 35 gegen die Vorspannung der ersten Feder 62 ab. Die Ventilnadel 50 wird mit einer relativ großen Geschwin­ digkeit hochbewegt, und wenn die Hubhöhe den Wert L₁ erreicht, schlägt das obere Ende der ersten Stange 61 gegen das untere Ende der zweiten Stange 63. Infolgedessen wird die Ventilnadel 50 nicht nur mit der Kraft der ersten Feder 62 sondern auch mit der Kraft der zweiten Feder 64 beaufschlagt, so daß die Ventil­ nadel 50 zeitweilig gestoppt wird.

Wenn eine große Kraftstoffeinspritzmenge wegen einer großen Motorlast benötigt wird, wird die Zufuhr des Hochdruckkraft­ stoffes zu dem Kraftstoffspeicherraum 32 fortgesetzt und außerdem wird die pro Zeiteinheit zugeführte Kraftstoffmenge erhöht. Infolgedessen nimmt der Druck im Kraftstoffspeicherraum 32 weiter zu und erreicht einen weiteren vorbestimmten Pegel, so daß die von dem Druckaufnahmeabschnitt 52 der Ventilnadel 50 empfangene Aufwärtskraft die Kräfte der ersten und zweiten Feder 62 bzw. 64 übertrifft und die Ventilnadel 50 daher wieder anfängt zu steigen. Dann, wenn die Hubhöhe der Ventilnadel 50 den Wert L₂ erreicht, stößt die obere Endfläche 50a der Ventil­ nadel 50 gegen die untere Endfläche 10a des Düsenhalters 10, so daß die Ventilnadel 50 zeitweilig gestoppt wird. Wenn ein dem Kraftstoffspeicherraum 32 zugeführter Schuß Hochdruck­ kraftstoff beendet ist, fällt der Druck im Kraftstoffspeicher­ raum 32 plötzlich ab, so daß die Ventilnadel 50 durch die Kräfte der ersten und zweiten Feder 62 bzw. 64 gezwungen wird, sich an den Ventilsitz 35 anzulegen.

Die Kraftstoffeinspritzung wird auf die folgende Art und Weise bewirkt, wenn sich die Ventilnadel 50 hochbewegt. In der Anfangsphase der Hubbewegung der Ventilnadel 50, in der die Hubhöhe noch klein ist, ist der Freiraum zwischen der äußeren Begrenzungsfläche des Dichtbereiches 55 und der Inneren Begrenzungsfläche des Ventilsitzes 35 klein und daher befindet sich der vom Kraftstoffspeicherraum 32 über das Kraftstoff­ durchgangsloch 33 zugeführte Kraftstoff in diesem Freiraum und wird vorzugsweise aus den ersten Einspritzkanälen 36 einge­ spritzt. Anders ausgedrückt ist wegen eines Druckverlustes in Folge der Drosselwirkung an diesem Freiraum der Druck der inneren Enden der ersten Einspritzkanäle 36 höher als der Druck der inneren Enden der zweiten Einspritzkanäle 37, und daher werden die ersten Einspritzkanäle 36 für die Kraftstoffein­ spritzung gewählt und eine Kraftstoffeinspritzung von den weiten Einspritzkanälen 37 wird nicht bewirkt. Daher wird der Kraftstoff schräg nach unten vom unteren Endabschnitt der Kraftstoffeinspritzdüse N in den Verbrennungsraum C einge­ spritzt, wie durch den Pfeil A in Fig. 3 angezeigt ist. Da der Kraftstoff somit schräg nach unten eingespritzt wird, kann der eingespritzte Kraftstoff in die Nähe des mittleren Teils des Verbrennungsraumes gerichtet werden.

Wenn die Hubhöhe der Ventilnadel 50 zunimmt und einen be­ stimmten Hubhöhenbetrag übersteigt, verliert der oben genannte Freiraum zunehmend die Drosselwirkung. Infolgedessen geht der Kraftstoff durch diesen Freiraum hindurch und neigt dazu, am unteren Endabschnitt des Düsenkörpers 30 zu sein. In diesem Zeitpunkt wird wegen einer Venturiwirkung in Folge des Durchgangs des Kraftstoffs durch diesen Freiraum der Druck der inneren Enden der ersten Einspritzkanäle 36 niedriger als der Druck der inneren Enden der zweiten Einspritzkanäle 37. Infolgedessen wird die Kraftstoffeinspritzung auf die zweiten Einspritzkanäle 37 umgeschaltet, und der Kraftstoff wird im allgemeinen seitwärts vom unteren Endabschnitt des Düsenkörpers 30 eingespritzt, wie durch den Pfeil B in Fig. 3 angezeigt ist.

Wie oben beschrieben, wird zuerst der Kraftstoff schräg nach unten eingespritzt und dann wird der Kraftstoff im allgemeinen seitwärts eingespritzt und daher kann der Kraftstoff in dem Verbrennungsraum C über einen großen Bereich verteilt werden. Hierdurch wird der Verbrennungswirkungsgrad verbessert.

Die erste Hubhöhe L₁ ist kleiner als der oben genannte be­ stimmte Hubhöhenbetrag und deshalb, wenn die Ventilnadel 50 mit der ersten Hubhöhe L₁ angehalten wird, ist die Drosselwirkung in Folge des Freiraumes zwischen dem Dichtbereich 55 der Ventilnadel 50 und dem Ventilsitz 35 wirksam, um die Kraft­ stoffeinspritzung von den ersten Einspritzkanälen 36 aufrecht­ zuerhalten. Ohne die zweite Feder 64 würde die Kraftstoffein­ spritzung von den ersten Einspritzkanälen 36 nur während eines sehr kurzen Zeitabschnitts durchgeführt werden; jedoch wird mit der Verwendung der zweiten Feder 64 gemäß der vorliegenden Erfindung die Ventilnadel 50 mit der ersten Hubhöhe L₁ ge­ stoppt, so daß der Kraftstoff von den ersten Einspritzkanälen 36 ausreichend lange eingespritzt werden kann, wodurch der Kraftstoff im Motorzylinder über einen großen Bereich verteilt wird.

Die zweite Hubhöhe L₂ ist größer als der oben genannte be­ stimmte Hubhöhenbetrag, und deshalb, wenn die Ventilnadel 50 mit der zweiten Hubhöhe L₂ angehalten wird, wird der Kraftstoff aus den zweiten Einspritzkanälen 37 eingespritzt.

Ferner entwickelt sich aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem inneren Ende des ersten Einspritzkanals 36 und dem inneren Ende des zweiten Einspritzkanals 37 auch ein Druckunterschied zwischen den in der Nähe ihres gemeinsamen äußeren Endes liegenden Teilen der ersten und zweiten Einspritzkanäle 36 und 37. Aufgrund dieses Druckunterschieds entsteht eine Kavitation im Kraftstoff an dem gemeinsamen äußeren Ende. Diese Kavitation dehnt sich rasch aus, wenn der Kraftstoff in den Verbrennungs­ raum C vom gemeinsamen äußeren Ende eingespritzt wird, wodurch die Kraftstoffteilchen wirksam fein gemacht werden. Infolge­ dessen wird die Verdampfung des Kraftstoffes unterstützt und der Verbrennungswirkungsgrad wird verbessert.

Es werden nun andere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschreiben. Diejenigen Teile dieser Ausführungsbeispiele, zu denen es entsprechende Teile bei den vorausge­ gangenen Ausführungsbeispielen gibt, sind jeweils mit identi­ schen Bezugsziffern bezeichnet, und eine ausführliche Be­ schreibung von ihnen wird weggelassen.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel hat ein vor­ deres Ende eines Düsenkörpers 30 einen konisch zulaufenden Abschnitt 34, von dem ein Teil als Ventilsitz 35 dient, erste Einspritzkanäle 36 und zweite Einspritzkanäle 37. Andererseits hat ein vorderes Ende einer Ventilnadel 50 einen ersten konisch zulaufenden Abschnitt 54 und einen zweiten konisch zulaufenden Abschnitt (Dichtbereich) 55′. Die Beziehung des Kegelwinkels zwischen dem ersten konisch zulaufenden Abschnitt 54, dem Dichtbereich 55, und dem Ventilsitz 35 ist die gleiche wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungs­ beispiel ist das vordere Ende des Dichtbereiches 55, abge­ schnitten. Die inneren Enden der ersten Einspritzkanäle 36 sind am Ventilsitz 35 angeordnet und sind durch die äußere Begren­ zungsfläche des Dichtbereiches 55′ geschlossen, wenn die Ventilnadel 50 in ihrer Schließstellung ist. Die inneren Enden der zweiten Einspritzkanäle 37 sind zu dem unteren Abschnitt der inneren Oberfläche des konisch zulaufenden Abschnitts 34 hin offen und sind unterhalb des Ventilsitzes 35 in einem Abstand von ihm angeordnet. Wenn die Ventilnadel 50 in ihrer Schließstellung ist, sind die zweiten Einspritzkanäle 37 nicht durch die äußere Begrenzungsfläche des Dichtbereiches 55′ geschlossen.

Ein Hubsteuermechanismus 160 einer in Fig. 6 gezeigten Kraft­ stoffeinspritzdüse N′ unterscheidet sich erheblich von dem Hubsteuermechanismus 60 der Kraftstoffeinspritzdüse N von Fig. 1. Der Hubsteuermechanismus 160 entspricht grundsätzlich dem aus der japanischen offengelegten Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 1-158553 bekannten Hubsteuermechanismus. Ein Düsenkörper 30, ein Halter 20 und eine Ventilnadel 50 sind jeweils identisch zu den entsprechenden Teilen der Kraftstoffeinspritzdüse N von Fig. 1.

Bei der Kraftstoffeinspritzdüse N′ ist der Düsenkörper 30 mit einem unteren Ende eines Düsenhalters 110 durch den Halter 20 über ein Abstandsstück 80 verbunden. Das Abstandsstück 80 hat einen Kraftstoffdurchgang 89, der ein oberes Ende eines Kraft­ stoffdurchgangs 39 des Düsenkörpers 30 mit einem unteren Ende eines Kraftstoffdurchgangs 119 des Düsenhalters 110 verbindet. Der Düsenhalter 110 hat ein Führungsloch 111, das sich von seinem oberen Ende abwärts erstreckt, und ein Aufnahmeloch 112, das sich vom Führungsloch 111 koaxial dazu erstreckt, wobei das Aufnahmeloch 112 zu der unteren Endfläche des Düsenhalters 110 hin offen ist.

Der Hubsteuermechanismus der Kraftstoffeinspritzdüse N′ bein­ haltet eine Feder 161 und einen hydraulischen Vorspannmechanis­ mus 170. Die Feder 161 und der hydraulische Vorspannmechanismus 170 arbeiten zusammen, um eine Vorspanneinrichtung zum Vorspannen der Ventilnadel 50 in Richtung eines Ventilsitzes 35 zu schaffen. Die Feder 161 ist in dem Aufnahmeloch 112 im Düsenhalter 110 untergebracht und das obere Ende der Feder 161 wird gegen das obere Ende des Aufnahmeloches 112 über eine Beilagscheibe 162 gedrückt, und das untere Ende der Feder 161 wird gegen einen Federsitz 163 gedrückt. Der Federsitz 163 wird gegen einen Vorsprung 58 gedrückt, der sich vom oberen Ende der Ventilnadel 50 erstreckt.

Der hydraulische Vorspannmechanismus 170 weist folgendes auf: einen Zylinder 171 kurzer Form, der auf der oberen Endfläche des Düsenhalters 110 aufliegt, ein Kopfteil 172, das auf dem oberen Ende des Zylinders 171 angeordnet ist, einen Halter 173, der den Zylinder 171 darin aufnimmt und den Zylinder 171 und das Kopfteil 172 mit dem Düsenhalter 110 verbindet, und einen Kolben 174, der in dem Zylinder 171 angeordnet ist. Der Kolben 174 empfängt einen niedrigen Kraftstoffdruck an seiner oberen Endfläche, wie später beschrieben wird. Die Druckaufnahmefläche des Kolbens 174 ist größer als eine Druckaufnehmerfläche eines Druckaufnahmeabschnitt 52 der Ventilnadel 50. Ein oberes Ende einer Stange 175, die in dem Führungsloch 111 in den Düsen­ halter 110 gleitbar untergebracht ist, stößt gegen die untere Endfläche des Kolbens 174. Das untere Ende der Stange 175 stößt gegen den Federsitz 163. Daher wirkt die Kraft, die sich aus dem vom Kolben 174 empfangenen niedrigen Kraftstoffdruck ergibt, auf die Ventilnadel 50 über die Stange 175 und den Federsitz 163.

Das Kopfteil 172 hat einen Druckeinführungsgang 172a und ein Aufnahmeloch 172b, das mit dem Druckeinführungsgang 172a in Verbindung steht und zu der unteren Endfläche des Kopfteils 172 hin offen ist. Eine Nockenkammer (nicht gezeigt) einer Kraftstoffverteilereinspritzpumpe P ist mit dem Druckeinfüh­ rungsgang 172a über eine Leitung 176 verbunden, so daß der zur Motordrehzahl proportionale Kraftstoffdruck in den Druckein­ führungsgang 172a eingeführt werden kann. Daher dient die Nockenkammer der Kraftstoffeinspritzpumpe P als Druckzufuhr­ einrichtung. Dieser auf den Kolben 174 aufgebrachte Kraft­ stoffdruck ist viel niedriger als der Druck von Kraftstoff, der in einen Verbrennungsraum eines Motors über ein Ausgabeventil 195 der Kraftstoffeinspritzpumpe P und einen Kraftstoff­ speicherraum 32 eingespritzt wird.

Wie am besten in Fig. 7 gezeigt ist, sind ein Ventilhalter 181, der eine zylindrische Form hat, und ein scheibenförmiger Ventilsitz 182 in dem Aufnahmeloch 172b des Kopfteiles 172 untergebracht und sind in dieser Reihenfolge von der Oberseite aus angeordnet. Der Ventilhalter 181 und der Ventilsitz 182 sind durch ein rohrförmiges Halteteil 183 festgelegt, das in das Aufnahmeloch 172b eingeschraubt ist. Ein abgestuftes Loch 182a erstreckt sich durch einen zentralen Teil des Ventilsitzes 182, und ein im Durchmesser kleinerer unterer Abschnitt des abgestuften Loches 182a dient als Öffnung 190. Ein Flachventil 184 zum Schließen eines im Durchmesser größeren oberen Abschnitts des abgestuften Loches 182a ist auf dem Ventilsitz 182 angeordnet. Das Flachventil 184 hat eine zentrale Öffnung 184a, die im Durchmesser kleiner ist als die Öffnung 190 im Ventilsitz 182, und diese Anordnung absorbiert das Pulsieren des Druckes der Nockenkammer der Kraftstoffeinspritzpumpe. Das Flachventil 184 ist zwischen dem Ventilsitz 182 und einem Flansch 181a, der an dem oberen Ende des Ventilhalters 181 gebildet ist, aufwärts- und abwärtsbewegbar. In den äußeren Begrenzungsabschnitten des Flachventils 184 sind Kerben 184b geformt. Wenn der Druck im Zylinder 171 zunimmt, um das Flach­ ventil 184 hochzubewegen, geht der Kraftstoff im Zylinder 171 durch die Kerben 184b hindurch, um zur Kraftstoffeinspritzpumpe P zurückzukehren. Das Flachventil 184 hat daher keinen Einfluß auf die Hubkennwerte der Ventilnadel 50. Um die Darstellung zu vereinfachen, sind die Öffnungen 190 und 184a in Fig. 6 weg­ gelassen worden.

Der aus dem Ausgabeventil 195 der Kraftstoffeinspritzpumpe P ausgestoßene Hochdruckkraftstoff geht durch eine Leitung 196, Kraftstoffdurchgänge 172x und 171x, die in dem Kopfteil 172 bzw. im Zylinder 171 gebildet sind, und strömt weiter in den Kraftstoffspeicherraum 32 über die Kraftstoffdurchgänge 119, 89 und 39.

Bei der Kraftstoffeinspritzdüse N′ der oben beschriebenen Konstruktion wird die Ventilnadel 50 in Anlage mit dem Ven­ tilsitz 35 durch die Kraft der Feder 161 und den vom Kolben 174 empfangenen hydraulischen Druck gehalten. Wenn der aus der Kraftstoffverteilereinspritzpumpe P ausgestoßene Hochdruck­ kraftstoff den Kraftstoffspeicherraum 32 erreicht, um den Druck dieser Kammer 32 auf einen vorbestimmten Pegel zu erhöhen, bewegt sich die Ventilnadel 50 gegen die oben genannte Federkraft und die hydraulische Kraft hoch.

Wenn die Ventilnadel 50 hochbewegt wird, drückt sie den Kolben 174 über die Stange 175 nach oben. Infolgedessen nimmt der Druck im Zylinder 171 zu, so daß der Kraftstoff im Zylinder 171 zur Nockenkammer der Kraftstoffeinspritzpumpe P über die Öffnung 190 zurückströmt. In diesem Zeitpunkt wird die Hubge­ schwindigkeit der Ventilnadel 50 durch den Widerstand der Strömung des Kraftstoffes durch die Öffnung 190 verringert. Die Hubhöhe der Ventilnadel 50 ist in diesem Zeitpunkt kleiner als der oben genannte bestimmte Hubhöhenbetrag und befindet sich in einem solchen Hubbereich, daß der Kraftstoff vorzugsweise aus den ersten Einspritzkanäle 36 (siehe Fig. 2) aufgrund des Drosseleffektes eingespritzt wird, der zwischen dem Dicht­ bereich 55 der Ventilnadel 50 und dem Ventilsitz 35 entsteht. Daher kann die Dauer der Kraftstoffeinspritzung aus den ersten Einspritzkanälen 36 verlängert werden.

Die von der Kraftstoffeinspritzpumpe P pro Zeiteinheit zuge­ führte Kraftstoffmenge erhöht sich abrupt mit der Zunahme des Nockenwinkels. In diesem Zeitpunkt erhöht sich der Druck im Zylinder 171 abrupt, so daß die durch die Öffnung 190 strömende Kraftstoffmenge zunimmt, wodurch die Hubgeschwindigkeit der Ventilnadel 50 erhöht wird. Wenn die Hubhöhe der Ventilnadel 50 den oben genannten bestimmten Hubhöhenbetrag übersteigt, beginnt die Einspritzung von Kraftstoff aus den zweiten Einspritzkanälen 37 (siehe Fig. 2). Dann wenn die Ventilnadel 50 weiter hochbewegt wird, um zu der Hubhöhe L₂ zu gelangen, stößt die obere Endfläche der Ventilnadel 50 gegen die untere Endfläche des Abstandsstücks 80, so daß die Ventilnadel 50 zeitweilig angehalten wird, wodurch die Einspritzung von Kraftstoff aus den zweiten Einspritzkanälen 37 aufrechterhalten wird. Dann, wenn ein Schuß des von der Kraftstoffeinspritzpumpe P zugeführten Kraftstoffs beendet ist, senkt sich die Ventil­ nadel 50 ab, um auf dem Ventilsitz 35 zur Anlage zu kommen.

Der Düsenkörper 30 und die Ventilnadel 50 der Ausführungsbei­ spiele der Fig. 1 und 6 können durch einen Düsenkörper 130 bzw. eine Ventilnadel 150, die in den Fig. 8 und 9 dargestellt sind, ersetzt werden. Der Düsenkörper 130 beinhaltet ein Führungsloch 131, einen ersten Kraftstoffspeicherraum 132, ein Kraftstoff­ durchgangsloch 133, einen zweiten Kraftstoffspeicherraum 134, einen Ventilsitz 135, erste Einspritzkanäle 136, zweite Einspritzkanäle 137 und einen Kraftstoffgang 138, der mit dem ersten Kraftstoffspeicherraum 132 in Verbindung steht. Die Ventilnadel 150 beinhaltet einen Gleitabschnitt 151, der im Führungsloch 131 angeordnet ist, einen ersten Druckaufnahmeabschnitt 152, der im ersten Kraftstoffspeicherraum 132 angeordnet ist, einen ersten Verlängerungsabschnitt 153, der im Kraftstoffdurchgangsloch 133 angeordnet ist, einen zweiten Druckaufnahmeabschnitt 154, der im zweiten Kraftstoffspeicher­ raum 134 angeordnet ist, einen zweiten Verlängerungsabschnitt 155, der im zweiten Kraftstoffspeicherraum 134 angeordnet ist, und einen Dichtbereich 156, der gegen den Ventilsitz 135 stößt. Vier Vorsprünge (Führungseinrichtung) 159 sind an der äußeren Begrenzungsfläche des unteren Endabschnitts des ersten Verlängerungsabschnitts 153 gebildet und erstrecken sich von dort radial nach außen. Die äußere Endfläche eines jeden Vorsprungs 159 hat eine Bogenform und berührt die innere Begrenzungsfläche des Kraftstoffdurchgangsloches 133 des Düsenkörpers 130.

Bei dem in den Fig. 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das radiale (seitliche) Wackeln der Ventilnadel 150, die in Folge eines kleinen Freiraums zwischen der inneren Begrenzungs­ fläche des Führungsloches 131 des Düsenkörpers 130 und dem Gleitabschnitt 151 der Ventilnadel 150 auftreten würde, durch die Berührung der äußeren Endflächen der Vorsprünge 159 mit der inneren Begrenzungsfläche des Kraftstoffdurchgangsloches 133 verhindert. Wenn bei dieser Anordnung die Ventilnadel 150 hochbewegt wird, kann der Freiraum zwischen dem Dichtbereich 156 der Ventilnadel 150 und dem Ventilsitz 135 über den gesamten Umfang des Dichtbereiches 156 gleichmäßig gehalten werden, und daher kann das Umschalten der Kraftstoffein­ spritzung von den ersten Einspritzkanälen 136 auf die zweiten Einspritzkanäle 137 gleichzeitig in bezug auf alle Paare erster und zweiter Einspritzkanäle 136 und 137 bewirkt werden. Außerdem wird die Menge der Kraftstoffeinspritzung in Umfangs­ richtung nicht ungleichmäßig. Ferner können Veränderungen oder Unregelmäßigkeiten in der Kraftstoffeinspritzung, die auftreten könnten jedes Mal, wenn sich die Ventilnadel 150 hochbewegt, verhindert werden. Der zweite Kraftstoffspeicherraum 134 dient auch dazu, eine Druckungleichheit bezüglich des durch die Räume zwischen den aneinandergrenzenden Vorsprüngen 159 strömenden Kraftstoffes auszuschalten.

Bei einem in den Fig. 10 und 11 gezeigten Ausführungsbeispiel sind mehrere Vorsprünge (Führungseinrichtung) 139 an einer inneren Begrenzungsfläche eines Kraftstoffdurchgangsloches 133 gebildet und erstrecken sich von dort radial nach innen. Das seitliche Wackeln einer Ventilnadel 150 wird durch die Berührung der inneren Endflächen der Vorsprünge 139 mit einer äußeren Begrenzungsfläche eines ersten Verlängerungsabschnitts 153 der Ventilnadel 150 verhindert.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsbeispiele beschränkt, denn verschiedene Abwandlungen können gemacht werden. In Fig. 2 kann z. B. der Kegelwinkel des Dichtbereiches 55 der Ventilnadel 50 etwas größer als der Kegelwinkel des Ventilsitzes 35 gemacht werden. In diesem Fall kann nur der Hauptdichtabschnitt 55a in Linienkontakt mit dem Hauptsitzabschnitt 35a des Ventilsitzes 35 gebracht werden. Der zusätzliche Sitzabschnitt 35b des Ventilsitzes 35 hat nur einen sehr kleinen Abstand von dem zusätzlichen Dichtabschnitt 55b des Dichtbereiches 55. Die inneren Enden der ersten Einspritz­ kanäle 36 sind an dem zusätzlichen Sitzabschnitt 55b angeordnet und werden nicht vollständig durch die äußere Begrenzungsfläche des Dichtbereiches 55 der Ventilnadel 50 geschlossen.

Wenn die Kraftstoffeinspritzdüse am Motor in geneigter Stellung bezüglich der Achse des Motorzylinders angeordnet ist, sind die Winkel der ersten und zweiten Einspritzkanäle so angepaßt, daß die Strahlrichtungen der einzelnen Einspritzkanäle bezüglich des Verbrennungsraumes C des Motors F durch die Neigung der Kraftstoffeinspritzdüse möglichst nicht beeinflußt sind. In diesem Fall sind die inneren Enden aller ersten Einspritzkanäle in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers ist, und die inneren Enden aller zweiten Einspritzkanäle sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, die senkrecht zu der Achse des Düsenkörpers ist.

Die Paare erster und zweiter Einspritzkanäle können in Um­ fangsrichtung in ungleichen Abständen angeordnet sein. Der Durchmesser des ersten Einspritzkanals kann verschieden von dem des zweiten Einspritzkanals sein.

Claims (9)

1. Kraftstoffeinspritzdüse mit

• (a) einem hohlen, länglichen Düsenkörper (30, 130), der ein Endteil, einen Kraftstoffspeicherraum (32), einen konischen Ventilsitz (35) an einer Innenfläche des Endteils des Düsenkörpers und eine Vielzahl an Paaren erster und zweiter Einspritzkanäle (36, 136; 37, 137) hat, die im Endteil des Düsenkörpers gebildet und in Umfangsrichtung des Düsenkörpers voneinander be­ abstandet sind;
• (b) einer Ventilnadel (50, 150), die in dem Düsenkörper verschieblich angeordnet ist und einen Druckaufnahme­ abschnitt (52) und einen konischen Dichtbereich (55, 156) aufweist; und
• (c) einer ersten Vorspanneinrichtung (62) zum Be­ aufschlagen der Ventilnadel (50, 150) derart, daß der Dichtbereich in Richtung des Ventilsitzes gegen den im Kraftstoffspeicherraum auf den Druckaufnahmeabschnitt (52) wirkenden Kraftstoffdruck vorgespannt wird;
• (d) wobei die Winkel (θ₁) der ersten Einspritzkanäle (36, 136) bezüglich der Achse (X) des Düsenkörpers (30, 130) spitz und kleiner als die entsprechenden Winkel (θ₂) der zweiten Einspritzkanäle (37, 137) bezüglich der Achse des Düsenkörpers sind,
• - die inneren Enden der ersten Einspritzkanäle (36, 136) in dem Ventilsitz (35) angeordnet sind, und
• - die inneren Enden der zweiten Einspritzkanäle (37, 137) bezüglich der Achse des Düsenkörpers zwischen den inneren Enden der ersten Einspritzkanäle und dem Endteil des Düsenkörpers angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar erster und zweiter Einspritzkanäle (36, 136; 37, 137) ein im wesentlichen gemeinsames äußeres Ende aufweisen, und
die Kraftstoffeinspritzdüse eine zweite Vorspanneinrichtung aufweist, um die Ventilnadel (50, 150) derart zu beauf­ schlagen, daß der Dichtbereich in Richtung des Ventilsitzes gegen den im Kraftstoffvorratsraum auf den Druckaufnahme­ abschnitt (52) wirkenden Kraftstoffdruck stärker vor­ gespannt wird, wenn der Hub der Ventilnadel eine erste Höhe (L₁) erreicht, bei der ein Drosselquerschnitt zwischen dem Dichtbereich und dem Ventilsitz besteht.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Vorspanneinrichtung eine erste Feder (62) aufweist und die zweite Vorspanneinrichtung eine zweite Feder (64) aufweist, die erste Feder die Ventilnadel (50) in Richtung des Ventilsitzes (35) über eine erste Stange (61) drückt, die zweite Feder (64) eine zweite Stange (63), die koaxial zu der ersten Stange (61) angeordnet ist, beaufschlagt, und, wenn die erste Stange (61) und die zweite Stange (63) in ihren jeweiligen End­ stellungen in der Nähe des Ventilsitzes (35) sind, die erste Stange und die zweite Stange einen Abstand von­ einander haben, der der ersten Höhe (L₁) entspricht.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper (130) ein Kraftstoffdurch­ gangsloch (133) hat, das zwischen dem Kraftstoffspeicher­ raum (132) und dem Ventilsitz (135) vorgesehen ist, wobei die Ventilnadel einen Verlängerungsabschnitt (153) hat, der zwischen dem Druckaufnahmeabschnitt (152) und dem Dicht­ bereich (156) vorgesehen und in dem Kraftstoffdurchgangs­ loch (133) angeordnet ist, und eine Führungseinrichtung (139, 159) zwischen einer äußeren Begrenzungsfläche des Verlängerungsabschnitts (153) und einer inneren Begren­ zungsfläche des Kraftstoffdurchgangsloches (133) vorgesehen ist, um die Ventilnadel daran zu hindern, in senkrechter Richtung zu der Achse der Ventilnadel zu wackeln.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Vielzahl an Vor­ sprüngen (159) aufweist, die sich radial nach außen von der äußeren Begrenzungsfläche des Verlängerungsabschnitts (153) der Ventilnadel (150) erstrecken, wobei die äußeren End­ flächen der Vorsprünge (159) die innere Begrenzungsfläche des Kraftstoffdurchgangsloches (133) in dem Düsenkörper (130) berühren.

5. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungseinrichtung eine Vielzahl an Vor­ sprüngen (139) aufweist, die sich radial nach innen von der inneren Begrenzungsfläche des Kraftstoffdurchgangsloches (133) im Düsenkörper (130) erstrecken, wobei die äußeren Endflächen der Vorsprünge (139) die äußere Begrenzungs­ fläche des Verlängerungsabschnitts (153) der Ventilnadel (150) berühren.

6. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kegelwinkel des Ventilsitzes (35) im wesentlichen gleich groß wie der Kegelwinkel des Dicht­ bereichs (55) der Ventilnadel (50) ist, so daß, wenn die Ventilnadel auf dem Ventilsitz anliegt, die inneren Enden der ersten Einspritzkanäle (36) durch die äußere Be­ grenzungsfläche des Dichtbereichs (55) geschlossen sind.

7. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die inneren Enden der zweiten Einspritzkanäle (37) in dem Ventilsitz (35) angeordnet sind, so daß, wenn der Dichtbereich (55) der Ventilnadel (50) auf dem Ventil­ sitz anliegt, die inneren Enden der zweiten Einspritzkanäle (37) der äußeren Begrenzungsfläche des Dichtbereichs (55) zugekehrt sind.

8. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß, wenn der Dichtbereich (55′) der Ventilnadel (50) auf dem Ventilsitz (35) anliegt, die inneren Enden der zweiten Einspritzkanäle (37) einen Abstand von einem Ende der Dichtbereichs (55′) in der Achsenrichtung der Ventil­ nadel haben.