Stand der Technik
[0001] Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Einßpritzdüsen dieser Gattung werden bei direkt einspritzenden Motoren eingesetzt
und zeichnen sich durch eine Voreinspritzphase und eine deutlich davon abgesetzte
Haupteinspritzphase aus. Der als Stützglied für die Schließfeder dienende Ausweichkolben
kann so bemessen sein, daß bei Leerlauf und im unteren Teillastbereich die Ventilnadel
vorübergehend schließt, wenn am Ende einer Voreinspritzphase der angestiegene Kraftstoffdruck
den Ausweichkolben entgegen der Kraft der Schließfeder zu verschieben und in den vom
Ausweichkolben freigegebenen Raum in der Zylinderbohrung einzutreten vermag. Der Ausweichkolben
kann auch als Steuerelement für einen zum Druckraum der Ventilnadel und zu den Spritzöffnungen
führenden Kraftstoffkanal dienen, welcher in der Haupteinspritzphase durch den Ausweichkolben
aufgesteuert ist.
[0002] Bei einer bekannten Einspritzdüse dieser Gattung (US-PS 2 558 149) ist die Schließfeder
zwischen dem Ausweichkolben und einem auf die Ventilnadel einwirkenden Druckbolzen
angeordnet, wodurch sich eine verhältnismäßig große Baulänge der Einspritzdüse ergibt.
Der der Ventilnadel zugekehrte gehäusefeste Endanschlag für den Ausweichkol ben ist
an einer Schulter des Düsengehäuses gebildet, welche in Höhe des von der Ventilnadel
abgekehrten Endes der Schließfeder angeordnet ist, wodurch sich ein erhöhter baulicher
Aufwand ergibt.
Vorteile der Erfindung
[0003] Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs
hat gegenüber der bekannten Anordnung den Vorteil, daß die Einspritzdüse mindestens
um einen Teil der Länge der Schließfeder kürzer bauen kann und daß sich der eine gehäusefeste
Anschlag für den Ausweichkolben ohne zusätzliche Mittel an einer vom Düsenhalter nicht
überdeckten Ringfläche am Düsenkörper bzw. an einer ohnehin vorhandenen, den Hub der
Ventilnadel begrenzenden Zwischenscheibe ergibt. Aus Fertigungsgründen kann es vorteilhaft
sein, wenn der Ausweichkolben in einer Zwischenbuchse angeordnet ist, die zwischen
Düsenhalter und Düsenkörper bzw. die den Hub der Ventilnadel begrenzende Zwischenscheibe
gespannt ist.
Zeichnung
[0004] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der
nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt in vergrößertem Maßstab
einen Längsschnitt durch den brennraumseitigen Abschnitt einer Einspritzdüse für eine
selbstzündende Brennkraftmaschine.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
[0005] Die Einspritzdüse hat einen Düsenkörper 10, der zusammen mit einer Zwischenscheibe
12 und einer Zwischenbuchse 14 durch eine Überwurfmutter 16 gegen einen Düsenhalter
18 gespannt ist. Im Düsenkörper 10 ist ein der Kraftstoffströmung entgegengerichteter,
mindestens einer Spritzöffnung vorgelagerter Ventilsitz gebildet und eine von diesem
nach innen abhebende Ventilnadel 20 verschiebbar gelagert. Der Düsenhalter 18 hat
einen in der Zeichnung nicht dargestellten Anschlußstutzen für eine Kraftstoff-Zuleitung,
von welchem ein Kanal 22 zu einem die Ventilnadel 20 umgebenden Druckraum im Düsenkörper
10 führt, aus welchem der Kraftstoff zum Ventilsitz gelangt. Im Bereich des Druckraums
hat die Ventilnadel 20 eine Druckschulter, an welcher der Kraftstoff im Öffnungssinn
der Ventilnadel angreift.
[0006] Die Zwischenbuchse 14 ist mit einer zur Zwischenscheibe 12 hin offenen Sackbohrung
24 versehen, in der ein Ausweichkolben 26 verschiebbar gelagert ist. Dieser hat hat
eine zur Zwischenscheibe 12 hin offene Sackbohrung 28, die eine Schließfeder 30 aufnimmt,
welche über ein Druckstück 32 im Schließsinn auf die Ventilnadel 20 einwirkt. Die
Schließfeder 30 stützt sich am Boden der Sackbohrung 28 ab und drückt den Ausweichkolben
2 6 mit einer Dichtkante 33 gegen einen Ventilsitz 34
an der Zwischenbuchse 14. Dieser umgibt die Einmündung eines vom Kanals 22 abgezweigten
Kanals 36 in eine Kraftstoffkammer 38, die in der Zwischenbuchse 14 zwischen dem Ausweichkolben
26 und dem Boden der Sackbohrung 24 gebildet ist. Der Durchmesser der Dichtkante 33
am Ausweichkolben 26 ist wesentlich kleiner als dessen Außendurchmesser.
[0007] Dem Ausweichkolben 26 ist außer dem Ventilsitz 34 eine zweite gehäusefeste Anschlagschulter
zugeordnet, die durch eine Ringfläche 40 an der oberen Stirnseite der Zwischenscheibe
12 gebildet ist. Die Länge des Ausweichkolbens 26 ist so bemessen, daß er zwischen
Ventilsitz 34 und Ringfläche 40 einen Hub h
K ausführen kann. Die Ventilnadel 20 ist mit einer Ringschulter 42 versehen, die wie
üblich mit der unteren Stirnfläche der Zwischenscheibe 12 den Gesamthub h
N der Ventilnadel 20 begrenzt. Die Sackbohrung 28 im Ausweichkolben 26 und der Freiraum
44 in der Zwischenscheibe 12 sind durch eine Radialnut 46 in der Zwischenscheibe 12
und einen die Zwischenbuchse 14 und den Düsenhalter 18 durchsetzenden Kanal 48 mit
einem nicht dargestellten Leckölanschluß am Düsenhalter 18 verbunden.
[0008] Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:
[0009] Der Durchmesser der Dichtkante 33 des Ausweichkolbens 26 ist so auf die Größe der
Druckschulter der Ventilnadel 20 abgestimmt, daß der bei Beginn eines Einspritzvorganges
ansteigende Kraftstoffdruck zunächst nur die Ventilnadel 20 von ihrem Sitz abhebt
und um den Voreinspritzhub verschiebt. Am Ende des Voreinspritzhubes ist der Kraftstoffdruck
soweit angestiegen, daß er auch den Ausweichkolben 26 vom Ventilsitz 34 abhebt, worauf
der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffkammer 38 schlagartig die gesamte Querschnittsfläche
des Ausweichkolbens 26 beaufschlagt. Der Ausweichkolben 26 wird dadurch um den Weg
h
K verschoben, an dessen Ende er an der Zwischenscheibe 12 anschlägt. Bei dieser Bewegung
strömt Kraftstoff in die Kraftstoffkammer 38 nach, wodurch der Druckanstiegsverlauf
des Kraftstoffs einen Einbruch erleidet. Gleichzeitig wird durch die Verschiebung
des Ausweichkolbens 26 die Schließfeder 30 stärker vorgespannt.
[0010] Die Teile können so aufeinander und auf die Fördercharakteristik der Einspritzpumpe
abgestimmt sein, daß im Leerlauf und im unteren Teillastbereich die Ventilnadel 20
vorübergehend auf ihren Ventilsitz zurückgeführt wird. Im Vollast- und oberen Teillast-
bzw. Drehzahlbereich steigt der Kraftstoffdruck nach dem Anschlagen des Ausweichkolbens
26 an der Zwischenscheibe 12 und Auffüllen der Kraftstoffkammer 38 weiter an, wobei
die Ventilnadel 20 gegebenenfalls vom Ventilsitz wieder abgehoben und in Öffnungsrichtung
verschoben wird, bis sie den Gesamthub h
N zurückgelegt hat. Die Abstimmung kann auch so sein, daß bei höheren Drehzahlen der
Druckanstieg des Kraftstoffs so schnell erfolgt, daß die Ventilnadelbewegung am Ende
des Vorhubes nicht umgekehrt, sondern nur vorrübergehend abgebremst wird. Nach der
Druckstufe wird die Hauptmenge des Kraftstoffes eingespritzt. Am Ende des Einspritzvorganges
kehren die Ventilnadel 20 und der Ausweichkolben 26 in die dargestellte Ausgangslage
zurück.
[0011] Die den Ausweichkolben 26 aufnehmende Zylinderbohrung 24 könnte auch unter Wegfall
der zylindrischen Zwischenbuchse 14 und Kürzung der Überwurfmutter 16 unmittelbar
im Düsenhalter 18 vorgesehen sein, der in diesem Fall entsprechend länger bemessen
sein muß.
1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einem Düsenkörper, in welchem
ein Ventilsitz gebildet und eine von diesem nach innen abhebende Ventilnadel verschiebbar
gelagert ist, ferner mit einem Düsenhalter und einer Schließfeder, welche einerseits
auf die Ventilnadel einwirkt und sich andererseits an einem Ausweichkolben abstützt,
der in einer gleichachsig zur Schließfeder angeordneten Zylinderbohrung zwischen zwei
gehäusefesten Anschlägen vers chiebbar gelagert ist, wobei der von der
Ventilnadel weiterabliegende erste Anschlag einen Kraftstoff-Zulaufkanal umgibt, der
in eine vom Ausweichkolben begrenzte Kammer in der Zylinderbohrung einmündet, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schließfeder (30) mindestens über einen Teil ihrer Länge in
einer zentralen Bohrung (24) des Ausweichkolbens (26) angeordnet ist und daß der der
Ventilnadel (20) zugekehrte gehäusefeste Anschlag (40) für den Ausweichkolben (26)
am Düsenkörper (10) bzw. an einer zwischen dem Düsenkörper (10) und dem Düsenhalter
(18) eingespannten, den Hub der Ventilnadel (20) begrenzenden Zwischenscheibe (12)
vorgesehen ist.
2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausweichkolben (26)
in einem zwischen dem Düsenhalter (18) und dem Düsenkörper (10) bzw. einer den Hub
der Ventilnadel (20) begrenzenden Zwischenscheibe (12) eingespannten Zwischenbuchse
(14) verschiebbar gelagert ist.
