[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen
mit einer einen Dichtkegel aufweisenden Spritzöffnungen steuernden und entgegen der
Strömungsrichtung des Kraftstoffes sowie einer Schließkraft öffnenden Düsennadel und
mit einem die Düsennadel aufnehmenden, mit dieser einen Druckraum sowie ein Sackloch
begrenzenden Düsenkörper, in dem ein mit dem Dichtkegel zusammenwirkender, Druckraum
und Sackloch trennender, vorzugsweise konischer Nadelsitz angeordnet ist, wobei vorzugsweise
die im Düsenkörper angeordneten, durch den Dichtkegel überdeckten und zum Druckraum
hin abdichtbaren Spritzöffnungen im Nadelsitz beginnen. Bei derartigen Kraftstoffeinspritzdüsen
wird beim Schließen der Düsennadel aus dem Sackloch Kraftstoff verdrängt, wobei Ausführungen
bekannt sind, bei welchen die Düsennadel nach Aufsitzen auf dem Ventilsitz das Sacklochvolumen
vom Brennraum abschließt. Für die Kohlenwasserstoffemission ist in diesem Fall nur
mehr das Volumen der Spritzöffnungen,nicht aber die Summe aus Spritzlochvolumen und
Sacklochvolumen maßgeblich. Es wird zwar angestrebt, das Restsacklochvolumen so klein
wie möglich zu halten, jedoch ist es fertigungstechnisch nahezu ausgeschlossen, eine
sacklochfreie Düse der eingangs genannten Art herzustellen. Sowohl die Dichtfläche
der Düsennadel als auch die Nadelsitzfläche müssen fein bearbeitet werden, wobei hiezu
eine Begrenzung der jeweiligen Flächen erforderlich ist. Es sind Ausbildungen derartiger
Kraftstoffeinspritzdüsen bekannt, bei welchen die Spritzöffnungen im Sackloch beginnen,
jedoch haben diese Ausbildungen den Nachteil, daß das Sacklochvolumen einen negativen
Einfluß auf die Kohlenwasserstoffemission zur Folge hat.
[0002] Bei den bekannten Kraftstoffeinspritzdüsen der eingangs genannten Art hat sich im
Zuge des Betriebs ein hoher Verschleiß am Übergang der Innenmantelfläche des Düsenkörpers
in die Spritzöffnungen gezeigt, wodurch es bei hohen Einspritzdrücken häufig zu Kuppenwandrissen
kam. Maßgeblich für die Ausbildung derartiger Verschleißerscheinungen sind die jeweils
kleinsten Winkel am Übergang zwischen Spritzöffnung und Innenwand des Düsenkörpers.
Je spitzer der kleinste derartige Winkel verläuft, desto häufiger wurden vorzeitige
Risse in der Kuppenwand beobachtet.
[0003] Die Erfindung zielt nun darauf ab, den Verschleiß des Düsenkörpers bei einer Kraftstoffeinspritzdüse
der eingangs genannten Art so gering wie nur möglich zu halten, ohne eine. Einschränkung
in bezug auf den Austrittswinkel der Spritzöffnungen zur Düsenachse hinnehmen zu müssen.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß-die Spritzöffnungen
in eine zur Achse der Düsennadel konzentrische Ausnehmung des Düsenkörpers münden.
Durch die im Düsenkörper angeordnete, zur Achse der Düsennadel konzentrische Ausnehmung
kann der übergangswinkel zwischen den Erzeugenden der Spritzöffnungen und den benachbarten
Innenwandteilen des Düsenkörpers relativ vergrößert werden, so daß die Ausbildung
sehr spitzer Winkel vermieden wird, wodurch die Lebensdauer der Kuppenwand bzw. des
Düsenkörpers erhöht wird.
[0004] In vorteilhafter Weise ist die Ausbildung hiebei so getroffen, daß die Ausnehmung
im Bereich der Sitzfläche der Düsennadel angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung
wird eine sichere Trennung des Sacklochvolumens vom Brennraum gewährleistet.
[0005] Vorzugsweise ist erfindungsgemäß der kleinste Winkel zwischen der Achse der Spritzöffnungen
und dem an die Spritzöffnungen anschließenden Wandteil der Ausnehmung größer als der
kleinste Winkel zwischen der Achse der Spritzöffnung und den Erzeugenden der der Ausnehmung
benachbarten Innenmantelfläche des Düsenkörpers. In besonders einfacher Weise ist
hiebei die Ausnehmung torusförmig ausgebildet, wobei vorzugsweise die die Mittelpunkte
der Querschnittsfläche der Toruse verbindende Kreislinie die Achsen der Spritzöffnungen
kreuzt oder schneidet, wobei der maximale Normalabstand dieser Kreislinie von den
Achsen der Spritzöffnung kleiner ist als der halbe Radius der Querschnittsfläche des
Torus. Bei einer derartigen Ausbildung ist ein weitgehend an den rechten Winkel angenäherter
kleinster Übergangswinkel zwischen Spritzöffnung und der Wand des Düsenkörpers gewährleistet.
[0006] Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Düsenkörper, Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Kuppenwandbereiches des Düsenkörpers
nach Fig. 1 und Fig. 3 eine Ausbildung gemäß dem Stand der Technik.
[0007] In Fig. 1 ist mit 1 der Düsenkörper bezeichnet. An der dem Brennraum zugewandten
Stirnseite 2 ist ein Sackloch 3 vorgesehen. Die Spritzöffnungen 4 verlaufen im wesentlichen
radial zur Achse 5 der Düsennadel bzw. des Düsenkörpers 1. Nahe dem Sackloch 3 ist
eine in Fig. 2 vergrößert dargestellte torusförmige Ausnehmung 6 vorgesehen. Die Achsen
der Spritzöffnungen 4 schließen mit der Achse des Düsenkörpers 1 einen Winkel αvon
bis zu 90° ein.
[0008] In Fig. 2 ist die Kuppenwand 7 des Düsenkörpers 1 vergrößert dargestellt. Die Sitzfläche
8 der Düsennadel erstreckt sich hiebei über die Länge a, wobei die torusförmige Ausnehmung
6 innerhalb der Sitzfläche 8 angeordnet ist. Der sich bei der Ausbildung nach dem
Stand der Technik, wie in Fig. 3 dargestellt, bei großen Winkeln α ergebende spitze
Winkel ß zwischen den Erzeugenden bzw. der Richtung der Achse 9 der Spritzöffnungen
4 und der Innenwand bzw. Kuppenwand 7 wird durch die torusförmige Ausnehmung abgeflacht,
so daß der kleinste übergangswinkel zu den genannten Wandteilen wesentlich vergrößert
wird. Der entsprechende Winkel γ ist wie aus
[0009] Fig. 2 hervorgeht, wesentlich größer als der sich nach dem Stand der Technik ergebende
Winkel β gemäß Fig. 3.
[0010] Der Mittelpunkt 10 der Querschnittsfläche des Torus 11 liegt hiebei nahe der Achse
9 der Spritzöffnungen 4, wobei der maximale Normalabstand b kleiner ist als der halbe
Radius c der Querschnittsfläche des Torus, wodurch sich ein möglichst . großer Winkel
γ an der Übergangsfläche ergibt.
[0011] Bei der dem Stand der Technik entsprechenden Ausbildung nach Fig. 3 kommt es vor
allen Dingen zu Verschleißerscheinungen; längs der Verschneidungslinie 12 am Übergang
der Spritzöffnungen 4 in die Kuppenwand 8, sowie zu Rissen der Kuppenwand 8 und damit
zu einem Unbrauchbarwerden des Düsenkörpers 1.
[0012] In Fig. 2 ist das auf dem Nadelsitz anliegende Vorderende der Düsennadel mit 13 angedeutet.
1. Kraftstoffeinspritzdüse für Brennkraftmaschinen mit einer einen Dichtkegel aufweisenden,
Spritzöffnungen (4) steuernden und entgegen der Strömungsrichtung des Kraftstoffes
sowie einer Schließkraft öffnenden Düsennadel (13) und mit einem die Düsennadel (13)
aufnehmenden, mit dieser einen Druckraum sowie ein Sackloch (3) begrenzenden Düsenkörper
(1), in dem ein mit dem Dichtkegel zusammenwirkender, Druckraum und Sackloch trennender,
vorzugsweise konischer Nadelsitz (8) angeordnet ist, wobei vorzugsweise die im Düsenkörper
(1) angeordneten, durch den Dichtkegel überdeckten und zum Druckraum hin abdichtbaren
Spritzöffnungen (4) im Nadelsitz (8) beginnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzöffnungen
(4) in eine zur Achse (5) der Düsennadel (13) konzentrische Ausnehmung (6) des Düsenkörpers
(1) münden.
2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung
(6) im Bereich der Sitzfläche (8) der Düsennadel (13) angeordnet ist.
3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
kleinste Winkel (dr) zwischen der Achse (9) der Spritzöffnung (4) und dem an die Spritzöffnung
(4) anschließenden Wandteil der Ausnehmung (6) größer ist als der kleinste Winkel
(β) zwischen der Achse (9) der Spritzöffnung (4) und den Erzeugenden der der Ausnehmung
(6) benachbarten Innenmantelfläche (7) des Düsenkörpers (1).
4. Kraftstoffeinspritzdüse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (6) torusförmig ausgebildet ist.
5. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Mittelpunkte
(10) der Querschnittsfläche des Torus (11) verbindende Kreislinie die Achsen der Spritzöffnungen
(4) kreuzt oder schneidet, wobei der maximale Normalabstand (b) dieser Kreislinie
von den Achsen der Spritzöffnung (4) kleiner ist als der halbe Radius (c) der Querschnittsfläche
des Torus (11).
