DD146843A5

DD146843A5 - Einspritzduese fuer dieselmotoren

Info

Publication number: DD146843A5
Application number: DD79216929A
Authority: DD
Inventors: Peter Howes
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Priority date: 1978-11-17
Filing date: 1979-11-15
Publication date: 1981-03-04
Also published as: SU1069638A3; IN152160B; JPS5572652A; BG31509A3; DE2946460A1; CS219913B2; ES484818A1; BR7907313A; JPS6055710B2; US4274596A; HU181451B; MX150852A; CA1115154A; ZA795088B; FR2441734A1; RO78447A; IT7926355A0; AR219636A1; AU5176879A; IT1125466B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einspritzduese zum Zufuehren von Kraftstoff bei Dieselmotoren, bestehend aus einer Ventilbaugruppe und einem diese umschlieszenden Duesenhalter, wobei der Ventiltraeger der Ventilbaugruppe ein Ventilelement mit Ventilteller aufweist,welches vermittels Federkraft mit seinem Ventilteller auf den Sitz des Ventiltraegers gehalten ist u.bei Beaufschlagung mit Kraftstoff in Richtung des Kraftstoffstrahles mit seinem Ventilteller vom Sitz des Ventiltraegers abhebt.Erzielt werden soll bei einer derartigen Duese eine niedrige Stroemungsgeschwindigkeit des Kraftstoffstrahles zu Beginn der Einspritzung. Es ist Aufgabe der Erfindung, dies konstruktiv einfach zu gewaehrleisten. Erfindungsgemaesz ist hierzu die Ventilbaugruppe im Duesenhalter von einem laengeren ringfoermigen elastischen Wandteil umschlossen, so dasz es sich bei Abspritzdruck elastisch verformt.

Description

Berlin, den 23«1.1980 56 352/27

Einspritzdüse für Dieselmotoren

Anwendungsgebiet der Erfindung.

Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse zum Einführen von Kraftstoff bei Dieselmotoren, bestehend aus einer Ventilbaugruppe und einem diese Ventilbaugruppe umschließenden Düsenhalter, wobei der Ventilträger der Ventilbaugruppe ein Ventilelement mit Ventilteller ciuf« weist, das vermittels Federkraft mit seinem Ventilteller auf einen Sits des Ventilträgers gehalten ist und bei Beaufschlagung mit Kraftstoff in Richtung des Kraftstoffflusses mit seinem Ventilteller vom Sitz des Ventilträgers zum Einspritzen abhebbar ist_e

Charakteristik der bekannten .t^cJ^^.QJr.^gJfi.JiSi^¹^^^^

Einspritzdüsen der vorbeschriebenen Bauart sind allgemein vorbekannt, iehe hierzu "Hütte", Bd. Ha; 28«, Auflage S. 779, Bild 90. Bei Direkteinspritzung sitzt die Einspritzdüse in einer Bohrung im Zylinderkopf des Motors, so daß am Ventilteller und Sitz vorbeifließender Kraftstoff direkt zerstäubt in den Brennraum des i.iotorc eingespritzt wird« Der Kraftstoff wird mittels einer Einspritzpumpe zugeführt, die mit dem Motor zeitlich abgestimmt fördert und Kraftstoff zu den Einspritzdüsen des Motors lieferte Der Verlauf der Geschwindigkeit des KraftstoffStrahles während der Einspritzperiode weist einen Einfluß auf die Menge schädlicher Bestandteile im Motorabgas auf_β Man hat festgestellt, daß die Strömungsgeschwindigkeit des KraftstoffStrahles zu Beginn der Einspritzung ziemlich langsam zunehmen und am Ende der Einspritzung so schnell als möglich abnehmen sollte_β

'21 '692 9 ~²~ 23.1· 1980

AP P 02 M/21 β 929 56 352/27

Zum Erzielen der vorgeschriebenen Verhältnisse ist der Einbau der verschiedensten Arten von Vorrichtungen in den Kraftstoffzuführungov/eg zwischen der Pumpe und der Düse, oder sogar in die Düse bekannt, die die Aufgabe haben, für die vorgesehene Anfangsgeschwindigkeit des Kraftstoffstrahles au sorgen. Diese Vorrichtungen sind jedoch kompliziert und daher teuer« Sie enthalten im allgemeinen irgendeine Form eines Ventils, daß die Anfangsströmungsgeschwindigkeit dadurch begrenzt, daß ein vorübergehendes Zurückhalten von einem Teil des von der Pumpe kommenden Kraftstoffes erfolgte

Bei einer Einspritzdüse der eingangs charakterisierten Einspritzdüsenbauart soll eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffstrahle zu Beginn der Einspritzung erzielt v/erden, um den Anteil von Schadstoffen im Abgas des Verbrennungsmotors zu vermindern.

Darlegung deS₁Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspritzdüse zum Zuführen von Kraftstoff bei Dieseraotoren, bestehend aus einer Ventilbaugruppe und einem diese Ventilbaugruppe umschließenden Düsenhalter, wobei der Ventilträger der Ventilbaugruppe ein Ventilelement mit Ventilteller aufweist, das vermittels federkraft mit seinem Ventilteller auf einen Sitz des Ventilträgers gehalten ist und bei Beaufschlagung mit Kraftstoff in Richtung des Kraftstoffflusses mit seinem Ventilteller vom Sitz des Ventilträgers zum Einspritzen abhebbar ist₅ in einfache und zweckmäßige Weise so zu gestalten, daß am Beginn der Einspritzung nur eine niedrigere Strömungsgeschwindigkeit im Kraftstoffstrahl eintritte

92 9 -3- 23.1.1980

AP P 02 M/216 56 352/27

Erfindungegemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ventilbaugruppe im Düsenhalter oder in einem Teil dessen von einem längeren ringförmigen elastischen Wandteil am dem Sitz entgegengesetzten Ende umschlossen ist, wobei die Wanddicke des elastischen Wandtelies so bemessen ist, daß es bei Abspritzdruck elastisch verformt ist» Dadurch, daß sich das elastische Wandteil bei Beginn der Zuführung von Kraftstoff ausbiegt, wird ein Teil des ersten Kraftstoff stromes gespeichert, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftstoffes am Ventilteller und dem Sitz bei Beginn der Einspritzung verringert wird«

Obwohl der vorliegende Einspritzdüsentyp als eine vergleichsweiße billige Form einer Düse im Vergleich zu den üblicheren Formen von Düsen ist, so ist es jedoch keines wegs erforderlich, ein teures Ventil zur Steuerung der Geschwindigkeit des Kraftstoffstromes vorzusehen,

Erfindungsgemäß ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung möglich, daß zwischen dem elastischen ringförmigen Wandteil und dem umgebenden Düsenhalter gebildet ist, wobei der ringförmige Zwischenraum mit der Atmosphäre verbunden ist β Damit kann sich das elastische Wandteil ohne äußeren Gegendruck verformen»

Zweckmäßig ist es für die Möglichkeit der Demontage, wenn der Düsen halter aus zwei Teilen besteht, wobei eines der Teile hohl ist und einen nach innen gerichteten Stirnabschnitt für die Verspannung deο Flansches der Ventilbaugruppe aufweist, und das andere Teile in dem Teil eingeschraubt ist und einen festen Endabechnitt für das Verspannen des Flansches zum Befestigen d-er Ventilbaugruppe innerhalb

-4- 23.1.1980

AP 3? 02 M/216 56 352/27

des Düsenhalters hat, wobei der Endabschnitt das längere rindförmige elastische Wandteil bildet und ein Kanal für den Kraftstoffeinlaß am anderen Ende des Teiles angeordnet ist.

Vorteilhaft ist es zur Vereinfachung des Aufbaues des Düsenhalters der Einspritzdüse möglich, daß das längere ringförmige Wandteil an einem ringförmigen Element innerhalb des Düsenhalters angeordnet ist«

Weiterhin ist zum einfachen Zusammenbau ein Plansch an der Ventilbaugruppe angeordnet, der zwischen dem ringförmigen Element und einem Stirnabschnitt des Düsenhalters festgehalten ist·

Ausführungab e i spie1

Die E_rfi_nd._ung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen naher erläutert werden« In der zugehörigen Zeiclinung zeigen:

Fig_e 1; das Schema eines Kraftstoff-Einspritzsystem mit einer erfindungsgemäßen Düse;

Pig« 2: die Ventilbaugruppe der Einspritzdüse in

vergrößertem Maßstab;

Fig© 3j 4 und 55 Schnittansichten, die verschiedene Aus~

führungen der Einspritzdüse zeigen*

In Pige 1 ist das Kraftstoff-Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor dargestellt. Es weist eine. Pumpe 10 auf, die im Betrieb in zeitlicher Abhängigkeit von dem zugehörigen Motor getrieben wird» Die Pumpe ist mit einer Reihe von

92 9 -5- 23.1.1980

AP F 02 M/216 56 352/27

Förderanschlüscen 11 versehen, wobei jeder dieser Förderanschlüsse 11 mit einer Einspritzdüse 12 über eine Kraftstoffzuleitung 13 verbunden ist« Jede Einspritzdüse 12 befindet sich in einer im Zylinderkopf 14 des Motors angebrachten Bohrung, so daß das innere Ende jeder Einspritzdüse 12 in einen Verbrennungsraum des Motors hineinreicht»

Y/ie in Pig. 3 dargestellt, weist die Einspritzdüse 12 einen Düsenhalter auf, der aus den Teilen 15; 16 besteht. Das Teil 16 ist hohl und mit einem Außengewinde für die Befestigung in der im.Zylinderkopf des Motors befindliche Bohrung versehen. Außerdem weist das Teil 16 einen Sechskant-Abschnitt für das Ansetzen eines Schraubenschlüssels oder dergleichen auf, vermittels dessen, die Düse in die oben genannte Bohrung geschraubt v/erden kann.

Das Teil 15 ist mit einem Sechskant-Abschnitt zwischen seinen Enden und an beiden gegenüberliegenden Seiten des Sechskant-Abschnittes je mit Außengewinde versehen* Das Teil 16 weist Innengewinde zur Aufnahme einer Reihe von Längen des Außengewindes am Teil 15 auf. Außerdem ist das Teil mit einem ringförmigen Endabschnitt 17 versehen, der innerhalb des Teiles 16 am Plansch 13 einer in Pig* 3 gezeigten Ventilbaugruppe 19 sitzt, wobei die andere Seite des Flansches 13, wenn die Teile 15 und 16 zusammengeschraubt sind, in abdichtendem Kontakt mit einem nach innen gerichteten Stirnabschnitt 20 des Teiles 16 gepreßt ist«

Im Teil 15 ist außerdem noch ein längsverlaufender Kanal vorhanden, der au seinem äußeren Ende so geformt ist, daß er das vorgeformte Ende der Kraftstoffleitung 13 aufnehmen kann«, Das Gewinde an diesem Ende- des Teiles 15 dient zum Aufschrauben einer Befestigungsmutter, welche die Aufgabe

692 9 ~^β" 23· 1.1980

AP P 02 Μ/216 929 56 352/27

hat, die Kraftstoffleitung 13 am Teil 15 zu befestigen.

Der Endabschnitt 17 bildet einen äußeren ringförmigen Zwischenraum 34 zusammen mit der Innenwand von Teil 16, wobei dieser Zwischenraum 34 normalerweise mit der Atmosphäre durch einen nicht gezeigten Kanal in Verbindung steht» Der Endabschnitt 17 weist einen dünnen Querschnitt für einen noch zu beschreibenden Zweck auf, aber er dient auch als Teil der Wand eines Raumes, dem Kraftstoff unter Druck von der Einspritzpumpe 10 zugeführt wird«,

In den Pig« 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen besteht der Düsenhalter 150 jeweils aus einem Stück, und die Ventilbaugruppe 19 wird innerhalb des Düsenhalters 150 in seiner Lage fixiert, indem der Stirnabschnitt 20 des Düsenhalters 150 mit dem Plansch 18, nach dem Einsetzen der Ventilbau™ gruppe 19 in den selben, durch Umbiegen fixiert wird. Es ist jedoch zu beachten, daß bei den in den Pig. 4 und 5 gezeigten Ausführungen ein gesondertes ringförmiges Element 22 vorhanden ist, daß dem Endabschnitt 17 der in Pig. 3 gezeigten Ausführung entspricht» Wie schon vorher erwähnt, v/ird zwischen dem ringförmigen Element 22 und der Viand des Düsenhalters 150 ein ringförmiger Zwischenraum 34 gebildet, der mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

Die in Pig« 4 gezeigte Düse 12 weist einen Düsenhalter 150 mit Gewinde auf, mit dem sie in eine Bohrung des Zylinderkopfes eingeschraubt werden kann, und sie weist außerdem ein Gewinde zum Aufbringen einer Mutter zum Pesthalten der Kraftstoffleitung auf.

ψ -7- 23.1.1980

AP P 02 Μ/216 929 56 352/27

In der in Pig· 5 gezeigten Ausführungsform hat die Einspritzdüse 12"keine Gewinde« Sie v/ird in einer Bohrung mittels . einer Mutter befestigt, die auch die Aufgabe hat, das vorgeformte Ende der Kraftstoffleitung in Kontakt mit dem Düsenhalter 1 50 zu halten«,

Die Ventilbaugruppe 19 wird nun unter Bezugnahme auf Figo 2 beschrieben. Der Plansch 18 befindet eich an der Peripherie eines Ventilträgers 23 mit einer Innenbohrung 24» an deren unterem Ende ein Sitz 25 gebildet ist« Innerhalb der Innenbohruiig 24 kann ein Ventilelement 26 gleiten, das an dem einen, dem Sitz 25 benachbarten Ende einen Ventilteller 27 für das Zusammenwirken mit dem Sitz aufweist· An dem Ventilelement 26 befindet sich auch ein spiralförmig geriffelter Abschnitt 28, der mit der Wandung der Innenbohrung 24 zusammenwirkt, um das Ventilelement 26 bei seinen Bewegungen zu führen· In der Mitte zwischen dem Abschnitt 28 und dem Ventilteller 27 ist das Ventilelement 26 mit einem ausgekehlten Abschnitt 29 versehen«, Der Ventilträger 23 ist außerdem mit einem Paar Öffnungen 30 an seinem anderen Ende ausgestattet, wobei diese mit dem Inneren der von der Pumpe 10 beaufschlagten Kammer in Verbindung stehen. Der Kraftstoff kann über die Öffnungen 30 zum ringförmigen Zwischenraum 31 strömen, der sich zynischen der Wandung der Innenbohrung 24 und. einem Stück des Ventilelementes 26, das einen verringerten Querschnitt aufweist, befindete .

Das Ventilelement 26 wird in die geschlossene Stellung, d, h» in die in den Zeichnungen gezeigte Stellung, in der der Ventilteller 27 mit dem Sitz 25 in Berührung steht,

Ο"7£7 -a- 23.1.1980 .

AP F 02 Μ/216 929 56 352/27

gedrückt, und zwar.mit Hilfe einer zwischen dem Flansch 18 und einem Gegenlager 33 untergebrachten Druckfeder 32· Das Gegenlager 33 sitzt an einem Abschnitt des Ventilelements 26_S der aus der Bohrung 24 herausragt« Das Gegenlager 33 ist überlicherweise zur leichteren Montage zweiteilig ausgebildet.

Im Betrieb wirkt Kraftstoff, der durch den Kanal 21 zugeführt wird, auf das Ventilelement 26 ein und drückt dieses nach unten, dabei hebt der Ventilteller 27 von dem Sitz 25 ab. Diese Bewegung erfolgt gegen die Wirkung der Druckfeder 32« Bei dieser Bewegung fließt Kraftstoff aus der Kammer durch die Öffnungen 30 in dem Zwischenraum 31 und durch die von den geriffelten Abschnitten 28 gebildeten Kanäle zu dem Zwischenraum am Abschnitt 29 und von dort zwischen dem Ventilteller 27 und dem Sitz 25. Der Kraftstoff tritt aus der Düse 12 in Form eines feinverteilten Strahles aus, der in den Verbrennungsraum des Motors gerichtet ist«,

Wie bereits früher erläutert, ist es wünschenswert, daß die Geschwindigkeit des zu dem Verbrennungsraum strömenden Kraftstoffes vom Beginn erst allmählich zunimmt. Das kann dadurch erreicht werden, daß sich der Endabschnitt 17 oder das ringförmige Element 22 unter dem Druck des durch den Kanal.21 zugeführten Kraftstoffes nach außen biegen können* Die Wanddicke des Endabschnittes 17 und des ringförmigen Elementes 22 muß daher so gewählt werden, daß der vorgesehene Grad der Nachgiebigkeit für den betreffenden Anwendungs-· zv/eck erzielt wird« Gegen Ende der Förderperiode von Kraftstoff durch die Pumpe 10 nimmt der Druck ab« In dieser

__ 6 9 it ^ -9- 23.1.1980

AP F 02 M/216 929 56 352/27

Periode nimmt die V/and des Endabschnittes 17 oder die des ringförmigen Elementes 22 wieder ihre ursprüngliche Größe on, dabei wird das Volumen der Kammer kleiner und folglich · Kraftstoff aus der Kammer ausgestoßen

Die Pumpe 10 wird ein Druckventil oder eine Reihe-von Druckventilen je nach Puinpentyp aufweisen, das in Tätigkeit tritt, wenn die Kraftstoffzuführung nachläßt _s um die Kraftstoffleitung zu entlasten und dadurch das rasche Schließen von Ventilteller 27 und Sits 25 zu ermöglichen»

Claims

1 6929 ~10- 23 # V. 1980

ΛΡ F 02 Μ/216 929 56 352/27

Erfindungs anspruch

1. Einspritzdüse zum Zuführen von Kraftstoff bei Dieselmotoren, bestehend aus einer Ventilbaugruppe und einem diese Ventilbaugruppe anschließenden Düsenhalter, wobei der Ventilträger der Ventilbaugruppe ein Ventileleinent mit Ventilteller aufweist, das vermittels Federkraft mit seinem Ventilteller auf einen Sitz des Ventilträgers gehalten ist und bei Beaufschlagung-mit Kraftstoff in Richtung des Kraftstofflusses mit seinem Ventilteller vom Sitz des Ventilträgers zum Einspritzen abhebbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Ventilbaugruppe (19) im Düsenhalter (150) oder in einem Teil (15) dessen von einem längeren ringförmigen elastischen Wandteil am dem Sitz (25) entgegengesetzten Ende umschlossen ist, wobei die Wanddicke des elastischen Wandteiles so bemessen ist, daß es bei Abspritzdruck elastisch verformt ist»

2· Einspritzdüse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem elastischen ringförmigen Wandteil (17; 22) und dem umgebenden Düsenhalter (150; 16) ein ring~ förmiger Zwischenraum (34) gebildet ist, wobei der ringförmige Zwischenraum (34) mit der .Atmosphäre verbunden ist*

1 692

-11- 23.1.1980

AP 3? 02 M/216 929 56 352/27

3β Einspritzdüse nach Jfunkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Düsenhalter .aus zwei Teilen (15; 16) besteht, wobei eines der Teile (16) hohl ist und einen nach innen gerichteten Stirnabschnitt (20) für die Verspannung des Flansches (18) der Ventilbaugruppe (19) aufweist, und das andere Teil (15) in dem Teil (16) eingeschraubt ist und einen festen Endabschnitt (17) für das Verspannen des Flansches (18) zum Befestigen der Ventilbaugruppe (19) innerhalb des Düsenhalters hat, wobei der Endabschnitt (17) das längere ringförmige elastische ./andteil bildet und ein Kanal (21) für den Kraftstoffeinlaß am anderen Ende des Teiles (15) angeordnet ist«

4. Einspritzdüse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das längere ringförmige Wandteil an einem ringförmigen Element (22) innerhalb des Düsenhalters (150) angeordnet ist.

5· Einspritzdüse nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß ein Plansch (18) an der Ventilbaugruppe (19) angeordnet ist, der zwischen dein ringförmigen Element (22) und einem Stirnabschnitt (20) des Düsenhalters (150) festgehalten ist»