DE3128367C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse zum Einspritzen von flüssigem Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine gemäß der im Patentanspruch 1 angegebenen Gattung.

Kraftstoffeinspritzdüsen der hier allgemein vorausgesetzten Art bedürfen dann keiner besonderen Schmierung der Ventilnadel, wenn sie einem Dieselmotor zugeordnet werden, weil dann meist soviel Dieselkraftstoff mit relativ guter Schmierwirkung als Leck-Kraftstoff in den Bereich des Führungsspiels gelangt, daß eine ausreichende Schmierung bei den Hubbewegungen der Ventilnadel im Führungsabschnitt der Bohrung im Düsenkörper oberhalb der Druckkammer gewährleistet ist.

Eine Kraftstoffeinspritzdüse gemäß der im Anspruch 1 angegebe­ nen Gattung ist aus dem JP-GbM 53-5 945 bekannt, bei der die Schmierung der Ventilnadel jedoch mit einer von der Kraft­ stoffeinspritzmenge abgezweigten Teilkraftstoffmenge erfolgt, wobei dafür Sorge zu tragen ist, daß mit dem der Schmierung dienenden Kraftstoff keine Verunreinigungen in den zu schmie­ renden Bereich gelangen und diesen verletzen. Voraussetzung für diese Art der Ventilnadelschmierung ist jedoch, daß der verwendete Kraftstoff eine ausreichende Schmierfähigkeit besitzt. Bei Kraftstoffen mit unzureichender Schmierfähigkeit ist diese relativ einfache Schmiermethode für die Ventilnadel nicht anwendbar.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Kraftstoffeinspritzdüse so umzugestalten, daß auch bei Verwendung von Kraftstoffen mit weniger guten Schmiereigen­ schaften eine zuverlässige Schmierung der Ventilnadel mit einfachen Mitteln möglich ist.

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

Die erfindungsgemäße Lösung ist bei Verwendung von Kraftstoffen mit geringer Schmierwirkung deswegen besonders zweckmäßig, weil zur Schmierung ein besonderes Schmieröl zum Einsatz kommen kann. Auf baulich einfache Weise können Schmieröl und Leckkraftstoff in der Ringnut zusammengeführt und gemein­ sam abgeführt werden. Der Einspritzkraftstoff selbst wird also zur Schmierung der Ventilnadel nicht verwendet und es ist trotzdem eine zuverlässige Schmierung gewährleistet, wobei sich der bauliche Aufwand in vertretbaren Grenzen hält und auch die Verluste an Kraftstoff und Schmieröl in Grenzen gehalten werden.

Aus der CH-PS 2 34 852 ist es zwar bekannt, bei Verwendung von weniger gut schmierendem Kraftstoff die Ventilnadel einer Kraftstoffeinspritzdüse durch die spezielle Zuführung von Schmieröl gesondert zu schmieren, wozu bei der Einspritz­ vorrichtung nach der CH-PS ein speziell schmierölfördernder Pumpenkolben verwendet wird. Auf welche Weise die Ventilnadel hier zusätzlich geschmiert wird, läßt sich dieser Druckschrift allerdings nicht entnehmen.

Ebenfalls ist es aus der US-PS 24 10 947, hier jedoch bei einem Pumpenkolben, bekannt, im Führungsbereich des Kolbens durchleckenden Kraftstoff in einer Ringnut im hin- und her­ bewegten Teil, dem Pumpenkolben, aufzufangen und über eine Drainagebohrung zum Pumpeneingang hin abzuführen. Außerdem erfolgt auch hier die Schmierung von Gleitflächen, und zwar von Pumpenkolben und Zylinder, durch separat zugeführtes Schmieröl, allerdings derart, daß das zentral über eine Bohrung im Pumpenkolben zugeführte Öl über eine weitere Ringnut im Pumpenkolben in den Führungsbereich eingebracht wird.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung im Zusammenhang mit der Einspritzung von gut schmierendem und weniger gut schmierendem Kraftstoff läßt sich dem einzigen Unteranspruch entnehmen. Im Hinblick auf die hierin angesprochene Doppel­ nadeleinspritzdüse wird noch auf die aus der GB-PS 5 49 419 in dieser Form bekannte Einspritzdüse hingewiesen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher er­ läutert; in der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 den wichtigsten Bereich einer erfindungs­ gemäßen Kraftstoffeinspritzdüse im Mittel­ längsschnitt mit zusätzlicher Angabe der Schmieröl- und Kraftstoffquelle,

Fig. 2 Die Kraftstoffeinspritzdüse nach Fig. 1 in Abwandlung als Doppelnadeleinspritzdüse.

Gemäß Fig. 1 ist eine Kraftstoffeinspritzdüse 10 mittels einer Überwurfmutter 12 an einem Düsenhalter 11 gehalten.

Die Düse weist einen Düsenkörper 13 in der Form eines gestuf­ ten Zylinders auf, dessen Abschnitt mit kleinerem Querschnitt durch eine Öffnung in der Überwurfmutter 12 gesteckt ist. Der Düsenkörper 13 umschließt eine axial in ihm verlaufende Bohrung 14. In einem Führungsabschnitt 14′ der Bohrung 14 ist eine Ventilnadel 15 mit ihrem Führungsabschnitt 15′ gleitend angeordnet. Das brennraumseitige, sacklochartig ausgebil­ dete Ende der Bohrung 14 weist mehrere Spritzlöcher 16 auf, die von der Ventilnadel 15 gesteuert werden. Die Ventilnadel 15 ist zum Zusammenwirken mit einer Ventilsitzfläche 17 be­ stimmt und sitzt auf dieser auf, um das Abströmen von Kraft­ stoff aus einem Ringraum 18′ zwischen einem verjüngten Ab­ schnitt 15′′ der Ventilnadel 15 und einem Abschnitt 14′′ der Bohrung 14 zu verhindern. Um dieses Abströmen zu ermöglichen, kann die Ventilnadel 15 zum Abheben von der Ventilsitzfläche 17 gebracht werden. Der brennraumseitige, sacklochartig ausgebildete Bohrungsabschnitt 14′′ der Bohrung 14 endet einerseits an den Spritzlöchern 16, andererseits in einer Druckkammer 18. Die Druckkammer 18 steht über eine an sie angeschlossene Kraftstoffzuführleitung 19 mit einer Kraft­ stoffeinspritzpumpe 20 in Verbindung.

Im Düsenhalter 11 ist eine Federkammer 21 vorgesehen, in der eine Schraubendruckfeder 22 als eine die Ventilnadel 15 mit der Schließkraft beaufschlagende Schließfeder ange­ ordnet ist, die sich mit ihrem einen Ende an einem nicht dargestellten Federwiderlager abstützt und die sich mit ihrem anderen Ende an einem Widerlager 23 abstützt, das auf einem im Querschnitt verringerten Druckzapfen am Ende der Ventilnadel angeordnet ist. Das nicht dargestellte Feder­ widerlager ist einstellbar in der Federkammer 21 angeordnet.

Wird Kraftstoff mit Druck von der Kraftstoffeinspritzpumpe 20 über die Kraftstoffzuführleitung 19 in die Druckkammer 18 gefördert, so stellt sich in dieser der "Einspritzdruck" ein. Der Einspritzdruck greift an einer die Druckkammer 18 begrenzenden Druckschulter an der Ventilnadel 15 an und hebt diese von der Ventilsitzfläche 17 ab, sobald der Ein­ spritzdruck die Schließkraft der Schließfeder 22 übersteigt. Hat die Ventilnadel 15 von der Ventilsitzfläche 17 abgehoben, so wird Kraftstoff mit dem Einspritzdruck durch die Spritzlöcher 16 in die Brennkammer eingespritzt.

Bei üblichen Einspritzdüsen zur Einspritzung von Dieselkraft­ stoff, von dem bei der Hubbewegung der Ventilnadel 15 ein Teil in den Bereich des Führungsspiels zwischen dem Führungs­ schaft 15′ der Ventilnadel 15 und dem Führungsabschnitt 14′ der Bohrung 14 gelangt, kann dieser die Schmierung bewirken, ehe er als Leckkraftstoff in die Federkammer 21 und von dort aus in den Kraftstofftank oder direkt zur Kraftstoffansaugöff­ nung der Kraftstoffeinspritzpumpe 20 gelangt.

Bei Kraftstoffen mit geringer Schmierfähigkeit ergibt sich diese Schmierwirkung nicht, der Führungsschaft 15′ der Ventil­ nadel 15 neigt zum Fressen im Führungsabschnitt 14′ der Bohrung 14, die Flächenbelastung wird erhöht und es kann zu einer Vergrößerung des Arbeitsspiels und einer entspre­ chenden Verringerung der zu den Spritzlöchern 16 gelangenden Kraftstoffmenge kommen.

Um auch in solchen Fällen, d. h. bei Kraftstoff mit geringer Schmierwirkung, eine ausreichende Schmierwirkung zu erhalten, wird Schmiermittel aus einer gesonderten, unter Niederdruck stehenden Schmierölquelle 24 in die Federkammer 21 eingebracht, die ständig an diese Schmierölquelle 24 angeschlossen ist. Das Schmieröl wird der Kammer mit geringem Druck zugeführt, weil der Öldruck in der gleichen Weise wie die Schließfeder 22 auf die Ventilnadel 15 wirkt. Da der Kraftstoff infolge seines hohen Drucks dabei aus der Druckkammer in die Feder­ kammer 21 gelangen würde und das verhindert werden soll, ist die Ventilnadel 15 mit einer Ringnut 25 versehen, die mit einer Drainagebohrung 26 im Düsenkörper 13 in Verbindung steht und sich in einen Kanal im Düsenhalter 11 fortsetzt.

Es gelangt so Kraftstoff als Leckkraftstoff aus der einen und Schmieröl als Lecköl aus der anderen Richtung in die Ringnut 25, so daß sich ein Kraftstoff-Öl-Gemisch ausbildet, das in einen geeigneten Auffangbehälter abgeleitet wird. Auf diese Weise erfolgt eine gute Schmierung zumindest über den wesentlichen Teil der Länge der Ventilnadelführung, so daß das Risiko des Fressens oder unzulässiger Flächenbe­ lastung deutlich verringert ist.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 ist die Einspritzdüse als Doppelnadeldüse ausgebildet und eine weitere Ventilnadel 27 vorgesehen, die axial verschiebbar in einer weiteren Bohrung 28 des Düsenkörpers angeordnet ist. Die beiden Ven­ tilnadeln ragen in die Federkammer 21 hinein und wirken mit einem Joch 29 zusammen, auf dessen andere Seite das Federwiderlager 30 einwirkt. Die weitere Ventilnadel ist dazu bestimmt, eine Pilotkraftstoffmenge über Spritzlöcher 32 in den Brennraum einzuspritzen, wobei es sich um Kraft­ stoff mit guter Schmierfähigkeit handeln soll, beispiels­ weise üblichen Dieselkraftstoff, so daß eine besondere Schmierung nicht notwendig ist. Die Ventilnadel 15 ist da­ zu bestimmt, Kraftstoff geringerer Qualität mit geringer Schmierwirkung zuzuführen, so daß bei dieser die zusätzliche Schmierung wirken muß, wie sie oben beschrieben ist. Mit Hilfe des Joches 29 können beide Ventilnadeln unabhängig voneinander betätigt werden.

Claims (2)

1. Kraftstoffeinspritzdüse zum Einspritzen von flüssigem Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine, mit einem Düsenkörper und einer axial in diesem ver­ laufenden Bohrung, welche oberhalb einer an eine mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe in Verbindung stehende Kraftstoffzuführbohrung angeschlossenen Druckkammer einen der Führung des Führungsschaftes einer Ventil­ nadel dienenden Abschnitt aufweist, und die an ihrem brennraumseitigen, sacklochartig ausgebildeten Ende mit wenigstens einem Spritzloch versehen ist, das einer Ventilsitzfläche für die Ventilnadel in Kraftstoffströmungsrichtung nachgeordnet und somit von der Ventilnadel gesteuert ist, die gegen eine Schließkraft bei entsprechend hohem, an einer am einspritzseitigen Ende des Führungsschaftes an der Ventilnadel angeordneten, die Druckkammer begrenzenden Druckschulter angreifenden Einspritzdruck von der Ventilsitzfläche abhebt, und mit einer im Bereich des Führungsabschnitts der Ventilnadel in diesem zur Aufnahme eines Schmiermittels ausgebildeten Ringnut, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse eine Federkammer (21) für eine die Ventilnadel (15) mit der Schließkraft beaufschlagende Schließfeder (22) aufweist, welche ständig an eine gesonderte, unter Niederdruck stehende Schmierölquelle (24) angeschlossen ist, so daß während des durch das Einspritzen von Kraft­ stoff mit weniger guten Schmiereigenschaften bewirkten Ventilnadelhubs über das Führungsspiel zwischen dem Führungsschaft (15′) der Ventilnadel (15) und dem Füh­ rungsabschnitt (14′) der Bohrung (14) zum einen Kraft­ stoff von der Druckkammer (18) her und zum anderen Schmieröl von der Federkammer (21) her zu der ständig an eine Drainagebohrung (26) angeschlossenen Ringnut (25) durchtritt.

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Düsenkörper (13) achsparallel zu der die Ringnut (25) in ihrem Führungsschaft (15′) aufweisenden Ventilnadel (15) eine zweite, von einer Federkraft beaufschlagte Ventilnadel (27) angeordnet ist, die mit ihrem vollzylindrisch ausgebildeten Füh­ rungsschaft (27′) im Führungsabschnitt (28′) einer weiteren Bohrung (28) geführt ist, an derem brennraum­ seitigen Ende sich ebenfalls wenigstens ein von der Ventilnadel (27) gesteuertes Spritzloch (32) befindet, über das der Druckkammer (31) dieser Ventilnadel (27) zugeführter Kraftstoff mit guten Schmiereigenschaften in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.