EP0096312A1 - Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen - Google Patents

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EP0096312A1
EP0096312A1 EP83105257A EP83105257A EP0096312A1 EP 0096312 A1 EP0096312 A1 EP 0096312A1 EP 83105257 A EP83105257 A EP 83105257A EP 83105257 A EP83105257 A EP 83105257A EP 0096312 A1 EP0096312 A1 EP 0096312A1
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EP
European Patent Office
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valve needle
damping
stroke
injection nozzle
damping device
Prior art date
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EP83105257A
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English (en)
French (fr)
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EP0096312B1 (de
Inventor
Dietrich Dipl.-Ing. Trachte
Helmut Ing. Grad. Giess
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP0096312B1 publication Critical patent/EP0096312B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/04—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series
    • F02M61/08—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00 having valves, e.g. having a plurality of valves in series the valves opening in direction of fuel flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/20—Closing valves mechanically, e.g. arrangements of springs or weights or permanent magnets; Damping of valve lift
    • F02M61/205—Means specially adapted for varying the spring tension or assisting the spring force to close the injection-valve, e.g. with damping of valve lift

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection nozzle according to the preamble of the main claim.
  • the damping device serves to control the opening cross section of the injection nozzle so that the different requirements of the internal combustion engine are met at different speeds and loads.
  • damping devices are known both for injection nozzles with a valve needle (A nozzle) opening in the direction of flow of the fuel and for injection nozzles with an valve needle opening inwards (I nozzle).
  • the damping is coordinated so that the return of the damping means, for example a body with mass, is complete at every speed / load point of the internal combustion engine and the subsequent opening movement of the valve needle is damped from the beginning or from a predetermined, small advance stroke . This can result in the spraying time being too long at higher speeds and loads.
  • it has already been proposed to make the damping ineffective before the end of the opening stroke of the valve needle DE-OS 32 02 364.2).
  • the arrangement according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a damping of the opening movement of the valve needle and the duration of the spray automatically occurs at each operating point of the internal combustion engine.
  • the damping effect can be changed by shifting the start of damping from the start of injection. It is thereby achieved that the entire duration of an injection process at high speed and a large quantity can be shortened even further compared to an arrangement with initial damping of the valve needle, although a long spraying duration is maintained at low speed / quantity.
  • the duration of an injection process can be made so short that when the injection system is adapted to the operating conditions, the injection duration can be changed within further limits than before.
  • the number of strokes and / or the stroke length of the valve needle or the amount of fuel passed through per injection process can be determined in a simple manner according to claim 3 by a time-displacement element coupled to the valve needle and can be used to control the damping device which, when the valve needle closes, from a first end position moved into a second end position and then returned by a return spring at a decelerated speed towards the first end position, and which further reactivates the damping device at the next opening stroke of the valve needle when it reaches the first end position again when it is retarded.
  • This proposal according to the invention is based on the knowledge that the time between two injection processes becomes shorter with increasing speed and that there is a greater stroke of the valve needle with larger injection quantities.
  • the return of the time travel element begins at the beginning of the closing stroke of the valve needle, the greater the previous one, the greater the time of the activation of the damping means for the next opening stroke of the valve needle compared to the time of the beginning of this opening stroke Valve needle stroke was and the shorter the time between the successive strokes, ie the greater the speed of the internal combustion engine.
  • the valve needle can therefore perform an undamped partial stroke at the beginning of an opening stroke, the length of which is automatically matched to the respective operating parameters of the internal combustion engine.
  • the arrangement could also be such that the damping remains effective over the entire opening stroke of the valve needle in the lower speed and load range or only in the critical point idling. In some cases it could also be advisable to delay the damping means a minimum, i.e. to provide a minimum free stroke of the valve needle, which is present in all operating points of the internal combustion engine.
  • the damping device itself can be realized according to claim 5 with known and proven means.
  • the cylinder and the piston of the damping device simultaneously form the time-travel element activated during the closing stroke of the valve needle.
  • the cylinder and the piston have the function of the damping means during the damped partial stroke of the valve needle, while during the undamped movements and during the rest times of the valve needle they act as a time-limiter, which delayed use of the damping in relation to the operating point of the Internal combustion engine sets.
  • the piston of the damping device is formed by the inlet-side end section of the valve needle 26 and serves as a cylinder a cap attached to this end section.
  • FIG. 1 shows an injection nozzle for a diesel internal combustion engine in a longitudinal section
  • FIGS. 2 to 4 Functional diagrams of the damping means of the injection nozzle according to FIG. 1.
  • the injection nozzle according to FIG. 1 has a nozzle body 10 which is clamped to a nozzle holder 14 by a union nut 12.
  • a sleeve 16 Arranged between the nozzle body 10 and the nozzle holder 14 is a sleeve 16 which has an inwardly directed shoulder 18 which divides a chamber 20 from a chamber 22 of larger diameter inside the injection nozzle.
  • a valve seat 24 is formed in the nozzle body 10 and a valve needle 26 is displaceably mounted, the sealing cone 27 of which is pressed against the valve seat 24 by a closing spring 28.
  • the closing spring 28 is supported on the nozzle body 10 and engages via a flange part 30 on a support disk 32, which in turn is supported on a shoulder 34 of the valve needle 26.
  • an inlet bore 36 is formed, which opens into the chamber 20, which is connected to the chamber 22 via an opening 38 surrounded by the shoulder 18. From this, a bore 40 in the nozzle body 10 leads into an annular space 42 which is formed between the central bore wall of the nozzle body 10 and the circumferential circumference of a section 44 of the valve needle 26 which has a reduced diameter and extends up to the valve seat 24. Between the flange part 30 and the nozzle body 10 there is a distance h g in the illustrated closed position, which corresponds to the total stroke of the valve needle 26. The valve needle 26 is displaced outward in the opening direction by the fuel pressure against the closing spring 28 until the flange part 30 strikes the nozzle body 10. When closing the valve leads the closing spring 28 returns the valve needle 26 inward into the closed position shown.
  • a piston-shaped extension 46 adjoins the shoulder 34 of the valve needle 26, which extends through the opening 38 and projects into the chamber 20.
  • the diameter of the piston-shaped projection 46 corresponds to the guide diameter of the valve needle 26.
  • a cap 48 is placed on the projection 46, which has a bottom 50, a jacket part 52 and a flange edge 54.
  • a return spring 56 engages on the cap 48, which surrounds the jacket part 52 and presses the flange edge 54 against the collar 18 of the sleeve 16.
  • transverse slots 58 are provided, through which the fuel can always pass from the chamber 20 into the chamber 22 even when the valve needle is closed.
  • a damping chamber 60 is formed in the cap 48, which is throttled through a throttle bore 62 in the base 5 0 connected to the flow path of the fuel.
  • the projection 46 covers the transverse slots 58 in the axial direction by the path h 1 , which is greater than the total stroke h of the valve needle 26.
  • the path h 1 could, however, also be smaller than the total stroke h by a minimal amount, so that there is still a small undamped partial stroke at the end of an opening stroke of the valve needle 26.
  • the throttle bore 62 could also be partially or completely replaced by a corresponding radial play between the cap 48 and the shoulder 46.
  • the piston-shaped extension 46 of the valve needle 26 and the cap 48 simultaneously form the means for damping the valve needle movement and a time-limiter, which makes the beginning of the damping dependent on the speed and the size of the valve needle stroke.
  • the damping effect and the time-displacement function are determined by appropriate coordination of the return spring 56 with the throttle bore 62 and others, the inflow and outflow of the fuel into the damping chamber 60 and parameters determining it.
  • the closing stroke of the valve needle 26 should begin, at which the cap 48 . is pushed from the first end position E 1 into the second end position E2.
  • the cap 48 covers a path a g which, as already mentioned, is somewhat smaller than the total stroke h of the valve needle 26.
  • the closing stroke g ends at time t 2 . From then on, the cap 48 begins to move back under the influence of the return spring 56 at a predetermined speed, which is shown in the diagram as the angle ⁇ .
  • a new opening stroke of valve needle 26 begins at time t 3. If, as shown in FIG. 2, cap 48 has not yet reached its first end position again at time t 3 , it moves into this end position at approximately the same speed as valve needle 26 returned. It then reaches the first end position at time t 4 . From there, the cap 48 is held by the shoulder 18 in a further movement in the opening direction of the valve needle 26, whereby the damping means described are effective again. This can be seen in the diagram in that the stroke curve has an inflection point K at time t 4 . From time t 4 , valve needle 26 is transferred to the end-of-stroke position with damped, ie with reduced speed, whereupon the game described is repeated.
  • FIGS. 3 and 4 illustrate that the damping device according to the invention adapts itself automatically to the various operating states of the internal combustion engine.
  • the internal combustion engine runs at low speed and low load, so that the cap 48 reaches its first end position before the start of the next opening stroke. in this case, the damping is effective over the entire opening stroke of the valve needle 26.
  • FIG. 4 shows an operating state in which the internal combustion engine runs at high speed under high load, in which a large valve needle stroke also occurs. In this case, the next opening stroke begins before the cap 48 has returned to its first end position.
  • the kink point K of the stroke curve h of the valve needle 26 has moved further toward the end of the stroke than in the operating state according to FIG. 2, so that a smaller part of the opening movement of the valve needle 26 is damped.
  • FIG. 4 also makes it clear that the break point K moves towards the end of the opening of the valve needle, the faster the injection processes follow one another and the greater the valve needle stroke.
  • the cap 48 is centered on the valve needle 26 and has a sufficiently large radial play with respect to the nozzle holder 14 so that the valve needle 26 can work without jamming.
  • the return hollow spring 56 extends partially over the cap 48, so that in this embodiment the means for partially damping the opening stroke of the valve needle 26 require little space in the axial direction of the injection nozzle.

Landscapes

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Abstract

Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einer schließfedarbelasteten Ventilnadel (26) und einer Dämpfungseinrichtung (46, 48), welche die Öffnungsbewegung der Ventilnadel (26) partiell dämpft. Die Dämpfung erfolgt abhängig von der Hubzahl und/oder der Hublänge der Ventilnadel (26) bzw. der pro Einspritzvorgang durchgesetzten Kraftstoffmenge, und die Dämpfungswirkung ist vorzugsweise durch zeitliches Verschieben des Dämpfungsbeginns gegenüber dem Einspritzbeginn selbsttätig veränderbar. Dadurch läßt sich eine den Anforderungen weitgehend entsprechende Anpassung der Dämpfungswirkung an den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine erreichen.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Die Dämpfungseinrichtung dient dazu, den Öffnungsquerschnitt der Einspritzdüse so zu steuern, daß die unterschiedlichen Forderungen der Brennkraftmaschine bei verschiedenen Drehzahlen und Belastungen erfüllt werden. Solche Dämpfungseinrichtungen sind sowohl für Einspritzdüsen mit in Strömungsrichtung des Kraftstoffs öffnender Ventilnadel (A-Düse) als auch für Einspritzdüsen mit nach innen öffnender Ventilnadel (I-Düse) bekannt. Bei den bekannten Einspritzdüsen ist die Dämpfung so abgestimmt, daß der Rücklauf der Dämpfungsmittel, z.B. eines massebehafteten Körpers, in jedem Drehzahl-/Lastpunkt der Brennkraftmaschine vollständig ist und die folgende Öffnungsbewegung der Ventilnadel von Anfang an oder von einem fest vorgegebenen geringen Vorhub ab gedämpft erfolgt. Das kann zur Folge haben, daß sich bei höheren Drehzahlen und Lasten eine zu lange Spritzdauer ergibt. Zur Behebung dieses Nachteils ist schon vorgeschlagen worden, die Dämpfung bereits vor dem Ende des Öffnungshubes der Ventilnadel unwirksam zu machen (DE-OS 32 02 364.2).
  • Dadurch kann bereits eine erhebliche Verkürzung der gesamten Dauer eines Einspritzvorgangs erzielt werden. Problematisch ist jedoch, daß der Zeitpunkt des Unwirksamverdens der Dämpfung nadelhubabhängig festgelegt ist und daher gewisse Kompromisse zwischen Leerlauf- und Vollast der Brennkraftmaschine in Kauf genommen werden müssen.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sich in jedem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eine den Anforderungen weitgehend entsprechende Dämpfung der Öffnungsbevegung der Ventilnadel und der Spritzdauer selbsttätig einstellt.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dämpfungswirkung veränderbar ist durch zeitliches Verschieben des Dämpfungsbeginns gegenüber dem Einspritzbeginn. Dadurch ist erreicht, daß die gesamte Dauer eines Einspritzvorgangs bei hoher Drehzahl und großer Menge auch gegenüber einer Anordnung mit Anfangsdämpfung der Ventilnadel noch weiter verkürzt werden kann, obwohl bei niederer Drehzahl/Menge eine lange Spritzdauer erhalten bleibt. Selbst im Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine kann die Dauer eines Einspritzvorgangs erfahrungsgemäß so kurz gemacht werden, daß bei der Anpassung der Einspritzanlage an die Betriebsverhältnisse die Spritzdauer in weiteren Grenzen als bisher verändert werden kann. Außerdem ergibt sich die Möglichkeit der unabhängigen Beeinflußung der Spritzdauer bei niedriger und hoher Drehzahl.
  • Die Hubzahl und/oder die Hublänge der Ventilnadel bzw. die pro Einspritzvorgang durchgesetzte Kraftstoffmenge kann gemäß Anspruch 3 auf einfache Weise durch ein mit der Ventilnadel gekoppeltes Zeit-Wegglied ermittelt und zur Steuerung der Dämpfungseinrichtung ausgenutzt werden, welches beim Schließhub der Ventilnadel aus einer ersten Endstellung in eine zweite Endstellung bewegt und danach von einer Rückholfeder mit verzögerter Geschwindigkeit gegen die erste Endstellung rückgeführt ist, und welches ferner beim nächsten Öffnungshub der Ventilnadel die Dämpfungseinrichtung erneut aktiviert, wenn es bei seiner verzögerten Rückführung die erste Endstellung wieder erreicht.
  • Dieser erfindungsgemäße Vorschlag geht von der Erkenntnis aus, daß mit steigender Drehzahl die Zeit zwischen zwei Einspritzvorgängen kürzer wird und daß sich bei größeren Einspritzmengen auch ein größerer Hub der Ventilnadel ergibt. Mit Rücksicht darauf, daß die Rückführung des Zeit-Wegglieds jeweils am Beginn des Schließhubs der Ventilnadel beginnt, wird der Zeitpunkt der Aktivierung der Dämpfungsmittel für den nächsten Öffnungshub der Ventilnadel um so weiter gegenüber dem Zeitpunkt des Beginns dieses Öffnungshubes hinaus gezögert, je größer der vorangegangene Ventilnadelhub war und je kürzer die Zeit zwischen den aufeinanderfolgenden Hüben, d.h. je größer die Drehzahl der Brennkraftmaschine ist. Die Ventilnadel kann daher zu Beginn eines Öffnungshubs einen ungedämpften Teilhub ausführen, dessen Länge selbsttätig auf die jeweiligen Betriebsparameter der Brennkraftmaschine abgestimmt ist.
  • Die Anordnung könnte auch so getroffen sein, daß im unteren Drehzahl- und Lastbereich oder allein im kritischen Punkt Leerlauf die Dämpfung über den gesamten Öffnungshub der Ventilnadel wirksam bleibt. Auch könnte es in manchen Fällen zweckmäßig sein, eine Mindestverzögerung der Dämpfungsmittel, d.h. einen Mindestfreihub der Ventilnadel vorzusehen, der in allen Betriebspunkten der Brennkraftmaschine vorhanden ist.
  • Die Dämpfungseinrichtung selbst kann gemäß Anspruch 5 mit an sich bekannten und bewährten Mitteln verwirklicht sein.
  • Eine einfache und platzsparende Ausführung ergibt sich, wenn gemäß Anspruch 6 der Zylinder und der Kolben der Dämpfungseinrichtung gleichzeitig das beim Schließhub der Ventilnadel aktivierte Zeit-Wegglied bilden. In diesem Fall haben der Zylinder und der Kolben beim gedämpften Teilhub der Ventilnadel die Funktion der Dämpfungsmittel, während sie bei den ungedämpften Bewegungen und in den Ruhezeiten der Ventilnadel die Funktion des Zeit-Weggliedes ausüben, welches den verzögerten Einsatz der Dämpfung in Relation zum Betriebspunkt der Brennkraftmaschine setzt.
  • Eine einfache und klemmfreie Ausführung ergibt sich, wenn gemäß Anspruch 7 der Kolben der Dämfpungseinrichtung durch den zulaufseitigen Endabschnitt der Ventilnadel 26 gebildet ist und als Zylinder eine auf diesen Endabschnitt aufgesteckte Kappe dient.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Einspritzdüse für eine Dieselbrennkraftmaschine im Längsschnitt, und die Figuren 2 bis 4 Funktionsschaubilder der Dämfpungsmittel der Einspritzdüse nach Figur 1.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Die Einspritzdüse nach Figur 1 hat einen Düsenkörper 10, der durch eine Überwurfmutter 12 an einem Düsenhalter 14 festgespannt ist. Zwischen dem Düsenkörper 10 und dem Düsenhalter 14 ist eine Hülse 16 angeordnet, welche eine nach innen gerichtete Schulter 18 hat, die eine Kammer 20 von einer im Durchmesser größeren Kammer 22 im Inneren der Einspritzdüse abteilt. Im Düsenkörper 10 ist ein Ventilsitz 24 gebildet und eine Ventilnadel 26 verschiebbar gelagert, deren Dichtkegel 27 von einer Schließfeder 28 gegen den Ventilsitz 24 gedrückt ist. Die Schließfeder 28 stützt sich am Düsenkörper 10 ab und greift über ein Flanschteil 30 an einer Stützscheibe 32 an, die sich ihrerseits an einer Schulter 34 der Ventilnadel 26 abstützt.
  • Im Düsenhalter 14 ist eine Zulaufbohrung 36 gebildet, welche in die Kammer 20 einmündet, die über einen von der Schulter 18 umgebenen Durchbruch 38 mit der Kammer 22 verbunden ist. Aus dieser führt eine Bohrung 40 im Düsenkörper 10 in einen Ringraum 42, der zwischen der zentralen Bohrungswand des Düsenkörpers 10 und dem Mantelumf.ang eines im Durchmesser verkleinerten Abschnittes 44 der Ventilnadel 26 gebildet ist und bis vor den Ventilsitz 24 reicht. Zwischen dem Flanschteil 30 und dem Düsenkörper 10 ist in der dargestellten Schließlage ein Abstand hg vorhanden, welcher dem Gesamthub der Ventilnadel 26 entspricht. Die Ventilnadel 26 wird vom Kraftstoffdruck entgegen der Schließfeder 28 nach außen in Öffnungsrichtung verschoben, bis der Flanschteil 30 am Düsenkörper 10 anschlägt. Beim Schließen des Ventils führt die Schließfeder 28 die Ventilnadel 26 nach innen in die dargestellte Schließlage zurück.
  • An die Schulter 34 der Ventilnadel 26 schließt sich ein kolbenförmiger Ansatz 46 an, welcher durch den Durchbruch 38 hindurchtritt und in die Kammer 20 ragt. Der Durchmesser des kolbenförmigen Ansatzes 46 entspricht dem Führungsdurchmesser der Ventilnadel 26. Auf den Ansatz 46 ist eine Kappe 48 aufgesetzt, welche einen Boden 50, einen Mantelteil 52 und einen Flanschrand 54 hat. An der Kappe 48 greift eine Rückholfeder 56 an, welche den Mantelteil 52 umgibt und den Flanschrand 54 gegen den Kragen 18 der Hülse 16 drückt.
  • Im Flanschrand 54 und einem daran anschließenden Bereich des Mantelteils 52 der Kappe 48 sind Querschlitze 58 vorgesehen, durch welche der Kraftstoff immer auch bei geschlossener Ventilnadelaus der Kammer 20 in die Kammer 22 übertreten kann. Zwischen der Stirnseite des Ansatzes 46 und dem Boden 50 ist in der Kappe 48 eine Dämpfungskammer 60 gebildet, welche über eine Drosselbohrung 62 im Boden 50 gedrosselt mit dem Strömungsweg des Kraftstoffs verbunden ist. In der dargestellten Schließlage überdeckt der Ansatz 46 die Querschlitze 58 in axialer Richtung um den Weg h1, welcher größer als der Gesamthub h der Ventilnadel 26 ist. Der Weg h1 könnte aber auch um einen minimalen Betrag kleiner als der Gesamthub h sein, so daß sich am Ende eines Öffnungshubes der Ventilnadel 26 noch ein geringer ungedämpfter Teilhub ergibt.
  • Die Drosselbohrung 62 könnte auch teilweise oder ganz durch ein entsprechendes Radialspiel zwischen Kappe 48 und Ansatz 46 ersetzt werden. Der kolbenförmige Ansatz 46 der Ventilnadel 26 und die Kappe 48 bilden gleichzeitig die Mittel zum Dämfen der Ventilnadelbewegung und ein Zeit-Wegglied, welches den Beginn der Dämpfung abhängig von der Drehzahl und der Größe des Ventilnadelhubes macht. Die Dämpfungswirkung und die Zeit-Wegfunktion werden durch entsprechende Abstimmung der Rückholfeder 56 mit der Drosselbohrung 62 und anderer, das Ein- und Ausströmen des Kraftstoffs in die Dämpfungskammer 60 und aus dieser heraus bestimmender Parameter festgelegt.
  • Die dargestellte Einspritzdüse arbeitet wie folgt:
    • Durch den ansteigenden Kraftstoffdruck am Beginn eines ersten Einspritzvorganges entsteht sofort eine Druckdifferenz zwischen der Dämpfungskammer 60 und der Kammer 20, weil die Kappe 48 der Bewegung der Ventilnadel 26 nicht folgen kann. Der Druckanstieg in der Dämpfungskammer 60 erfolgt dabei langsamer als in der Kammer 20, so daß die Bewegung der Ventilnadel 26 bei diesem ersten Hub von Anfang an verzögert bzw. gedämpft wird, bis gegebenenfalls die Ventilnadel 26 den Weg h1 zurückgelegt hat und die Stirnseite des Ansatzes 46 in den Bereich der Querschlitze 58 gelangt. Von dort ab erfolgt ein minimaler Resthub der Ventilnadel ungedämpft, bis das Flanschteil 30 am Düsenkörper 10 anschlägt. Die gezeigte Stellung der Kappe 48 ist im folgenden als deren erste Endstellung bezeichnet.
  • Beim beschriebenen Öffnungshub der Ventilnadel 26 wird Kraftstoff durch die Drosselbohrung 62 in die Dämpfungskammer 60 eingesaugt bzw. - gedrückt. Beim folgenden Schließhub wird die Kappe 48 über das Kraftstoffpolster in der Dämpfungskammer 60 mit nach oben in eine im folgenden als zweite Endstellung bezeichnete Stellung verschoben. Dabei setzt die Rückholfeder 56 der wesentlich stärkeren Schließfeder 28 nur einen verhältnismäßig geringen Widerstand entgegen, so daß der Schließhub weitgehend ungedämpft erfolgt. Vom Beginn des Schließhubes ab drückt die Rückholfeder 56 die Kappe 48 gegen das Stirnende des Ansatzes 46 zurück, wobei die in die Dämpfungskammer 60 vorher eingeströmte Kraftstoffmenge aus der Dämpfungskammer 60 wieder verdrängt wird. Das kann wegen der engen Drosselbohrung 62 wiederum nur mit einer gewissen Verzögerung erfolgen. Der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Endstellung der Kappe 48 entspricht etwa dem Ventilnadelhub, verringert um einen geringen Rückhub, welchen die Kappe 48 schon während der Schließzeit der Ventilnadel 26 unter dem ständigen Einfluß der Rückholfeder 56 ausführt.
  • Die Funktion des aus Kappe 48 samt Dämpfungskammer 60 und Rückholfeder 56 gebildeten Zeit-Weggliedes ist im folgenden anhand der Schaubilder in den Figur 2 bis 4 beschrieben. In diesen Schaubildern sind jeweils der Verlauf des Ventilnadelhubes mit voll ausgezogenen Linien h und der Verlauf der Auslenkung der Kappe 48 mit gestrichelten Linien a über der Zeit t dargestellt. In allen drei Schaubildern liegt die in Figur 1 dargestelle Schließlage der Ventilnadel 26 und die erste Endstellung der Kappe 48 in der Zeitachse t.
  • Zum Zeitpunkt t (Figur 2) soll der Schließhub der Ventilnadel 26 beginnen, bei welchem die Kappe 48. aus der ersten Endstellung E1 in die zweite Endstellung E2 geschoben wird. Die Kappe 48 legt dabei einen Weg ag zurück, der, wie bereits erwähnt, etwas kleiner als der Gesamthub h der Ventilnadel 26 ist. Der Schließhub ist g zum Zeitpunkt t2 beendet. Von da ab beginnt sich die Kappe 48 unter dem Einfluß der Rückholfeder 56 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit zurückzubewegen, welche im Schaubild sich als Winkel α darstellt.
  • Zum Zeitpunkt t3 beginnt ein neuer Öffnungshub der Ventilnadel 26. Wenn, wie in Figur 2 dargestellt, zum Zeitpunkt t3 die Kappe 48 ihre erste Endstellung noch nicht wieder erreicht hat, wird sie mit annähernd der gleichen Geschwindigkeit wie die Ventilnadel 26 in diese Endstellung zurückgeführt. Sie erreicht dann die erste Endstellung zum Zeitpunkt t4. Von da ab wird die Kappe 48 durch die Schulter 18 an einer weiteren Bewegung in Öffnungsrichtung der Ventilnadel 26 festgehalten, wodurch die beschriebenen Dämpfungsmittel wieder wirksam werden. Im Schaubild ist dies dadurch erkennbar, daß der Hubverlauf zum Zeitpunkt t4 ein Knickpunkt K hat. Vom Zeitpunkt t4 wird die Ventilnadel 26 mit gedämpfter, d.h. mit verringerter Geschwindigkeit, in die Hubendstellung überführt, worauf sich das beschriebene Spiel wiederholt.
  • In den Figuren 3 und 4 ist veranschaulicht, daß sich die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung den verschiedenen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine selbsttätig anpaßt. In Figur 3 läuft die Brennkraftmaschine mit geringer Drehzahl und geringer Belastung, so daß die Kappe 48 ihre erste Endstellung bereits vor Beginn des nächsten Öffnungshubes erreicht. in diesem Fall ist die Dämpfung über dem gesamten Öffnungshub der Ventilnadel 26 wirksam. In Figur 4 ist ein Betriebszustand dargestellt, bei welchem die Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl unter großer Belastung läuft, bei welcher sich auch ein großer Ventilnadelhub einstellt. In diesem Fall beginnt der nächste Öffnungshub, bevor die Kappe 48 in ihre erste Endstellung zurückgelaufen ist. Der Knickpunkt K des Hubverlaufes h der Ventilnadel 26 ist noch weiter gegen das Hubende hin gerückt, als beim Betriebszustand nach Figur 2, so daß auch ein geringerer Teil der Öffnungsbewegung der Ventilnadel 26 gedämpft wird. Die Figur 4 macht auch deutlich, daß der Knickpunkt K um so weiter gegen das Öffnungshubende der Ventilnadel rückt, je schneller die Einspritzvorgänge auf einander folgen und je größer der Ventilnadelhub ist.
  • Die Kappe 48 zentriert sich auf der Ventilnadel 26 und hat ein ausreichend großes radiales Spiel gegenüber dem Düsenhalter 14, so daß die Ventilnadel 26 klemmfrei arbeiten kann. Die Rückhohlfeder 56 erstreckt sich zum Teil über die Kappe 48 hinweg, so daß bei dieser Ausführung die Mittel zum partiellen Dämpfen des Öffnungshubes der Ventilnadel 26 nur wenig Platz in Achsrichtung der Einspritzdüse benötigen.

Claims (7)

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einer Ventilnadel, die von einer Schließfeder belastet, vom Kraftstoffdruck im Öffnungssinn beaufschlagt und mit einer Dämpfungseinrichtung gekoppelt ist, welche die Bewegung der Ventilnadel beim Öffnungshub nach Maßgabe mindestens eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine dämpft, beim Schließhub dagegen weitgehend unwirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (46, 48, 56) die Bewegung der Ventilnadel (26) in Abhängigkeit von deren Hubzahl und/oder Hublänge bzw. der pro Einspritzvorgang durchgesetzten Kraftstoffmenge dämpft.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungswirkung veränderbar ist durch zeitliches Verschieben des Dämpfungsbeginns gegenüber dem Einspritzbeginn.
3. Einspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Ventilnadel (26) ein Zeit-Wegglied (46, 48, 56) gekoppelt ist, welches beim Schließhub der Ventilnadel (26) aus einer ersten Endstellung in eine zweite Endstellung bewegt und danach von einer Rückholfeder (56) mit verzögerter Geschwindigkeit gegen die erste Endstellung zurückgeführt ist, und welches ferner beim nächsten Öffnungshub der Ventilnadel (26) die Dämpfungseinrichtung (46, 48, 56) erneut aktiviert, wenn es bei seiner verzögerten Rückführung die erste Endstellung wieder erreicht.
4.Einspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführbevegung des Zeit-Wegglieds (46, 48, 56) durch hydraulische Mittel hervorgerufen ist.
5. Einspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämfpungseinrichtung eine kraftstoffgefüllte Dämpfungskammer (60) in einem Zylinder (48) hat, die über eine Drosselöffnung (62) an den Strömungsweg des Kraftstoffs angeschlossen und von einem Kolben (46) begrenzt ist, der während des gedämpften Teil des Öffnungshubes der Ventilnadel (26) eine das Volumen der Dämpfungskammer (60) verändernde Relativbewegung gegenüber dem Zylinder (48) ausführt.
6. Einspritzdüse nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (48) und der Kolben (46) der Dämpfungseinrichtung gleichzeitig das beim Schließhub der Ventilnadel (26) aktivierte Zeit-Wegglied bilden.
7. Einspritzdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (46) der Dämpfungseinrichtung durch den zulaufseitigen Endabschnitt der Ventilnadel (26) selbst gebildet ist und als Zylinder eine auf diesen Endabschnitt (46) aufgesteckte Kappe (48) dient.
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