EINSPRITZDÜSE EINES DIESELMOTORS

Abstract

 A pulverizer of a nozzle comprises a casing (1) with a conical saddle (2) which merges into a cylindrical channel (3) with pulverizing openings (4). In the casing (1) is mounted a needle (5) with a closing truncated cone (6) which is connected, through the intermediate section (8) of the needle (5), to a throttling element (7). The lateral surface (10) of the intermediate section (8) of the needle (5) is located inside an imaginary cone (13), whereas the throttling edge (9) of the throttling element (7) is located on the surface of said cone (13), the base of which is constituted by a surface limited by the closing edge (12) of the closing cone (6), and the vertex angle (α) of which is 0.5^o to 2.0^o larger than the vertex angle (β) of the conical saddle (2). The throttling edge (9) is situated at the level of the minimum diameter of the conical saddle (2) and is constituted by the intersection line of the lateral surface (10) of the intermediate section (8) of the needle (5) and of the lateral surface (11) of the throttling element (7).
Zusammenfassung
Die Einspritzdüse enthält einen Düsenkörper (1) mit einem Kegelsitz (2), der in einen zylindrischen Kanal (3) mit Düsenlöchern (4) übergeht. Im Düsenkörper (1) ist eine Düsennadel (5) mit einem Abschlußkegel (6) angeordnet, wel­cher über ein Zwischenstück (8) der Düsennadel (5) mit dem Drosselelement (7) verbunden ist. Die Seintenfläche (10) des Zwischenstücks (8) der Düsennadel (5) liegt innerhalb eines bedingten Kegels (13), und die Drosselkante (9) des Drossel­elements (7) auf der Oberfläche dieses Kegels (13), dessen Grundfläche von einer durch die Abschlußkante (12) des Ab­schlußkegels (6) begrenzten Oberfläche gebildet wird, und dessen Spitzenwinkel (α) um 0,5^o bis 2,0^o größer ist als der Spitzenwinkel (β) des Kegelsitzes (2). Die Drosselkan­te (9) liegt in Höhe des minimalen Durchmessers des Kegel­sitzes (2) und wird durch die Schnittlinie der Seitenfläche (10) des Zwischenstücks (8) der Düsennadel (5) mit der Seintenfläche (11) des Drosselelements (7) gebildet.

Beschreibung

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzdüse eines Dieselmotors.

Vorhergehender Stand der Technik

[0002] Zu den hauptsächlichen Betriebskennwerten der Dieselmo­toren-Einspritzdüsen gehören die Sollbetriebsstundenzahl und die Wartungsperiode zwischen Einstellungen. Die angeführten Betriebskennwerte werden durch folgende hauptsächliche Para­meter bestimmt:
- Abspritzdruck, (Druck zu Beginn des Einspritzvorgangs)
- Einspritzung mit schnarrender Düsennadel,
- Hermetischer Abschluß auf dem Abschlußkegel, der die Qualität der Kraftstoffzerstäubung beeinflußt.

[0003] Der Abspritzdruck stellt einen regelbaren Parameter dar, welcher die Wartungsperiode der Einspritzdüsen zwischen den Einstellungen bestimmt. Das Vorhandensein der Einspritzung mit schnarrender Düsennadel gewährleistet das Anwerfen des Dieselmotors mit seiner Anlaßdrehfrequenz. Die Dichtheit des Abschlusses auf dem Abschlußkegel beeinflußt die Qualität der Kraftstoffzerstäubung und bestimmt aus diesem Grunde die wirt­schaftlichen Kennwerte des Dieselmotorenbetriebs, den Rauch­gehalt und die Giftigkeit der Abgase und stellt einen Para­meter dar, welcher die maximale Sollbetriebsstundenzahl der Einspritzdüse begrenzt.

[0004] Die Analyse der Fehler an den Einspritzdüsen, die aus dem Betrieb an die Reparaturorganisationen abgeliefert wer­den, zeigt, daß zu den Hauptgründen, die die Sollbetriebs­stundenzahl der Düsen und die Wartungsperiode zwischen Ein­stellungen einschränken, der durch Schleifreibung bedingte Verschleiß der Abschlußkegel und in erster Linie der Ver­schleiß des Kegelsitzes der Düse zählt, der eine geringere Oberflächenhärte aufweist, als die Oberflächenhärte des Düsennadelkegels.

[0005] Beim Verschleiß der Abschlußkegel der Einspritzdüse sinkt die Düsennadel im Düsenkörper tiefer und der Abschluß­durchmesser nimmt bis auf den minimalen Durchmesser des Ke­gelsitzes ab. Als Abschlußdurchmesser wird der mittlere Durch­messer des Berührungsringstreifens des Abschlußkegels der Düsennadel und des Kegelsitzes des Düsenkörpers bezeichnet. In erster Linie wirkt sich der Verschleiß der Abschlußkegel der Einspritzdüse in der Vergrößerung der Differentialfläche der Düsennadel und als Folge in der Herabsetzung des Ab­spritzdrucks aus, was zu einer Reduzierung der Wartungsperio­de zwischen Einstellungen des Einspritzventils führt und die wirtschaftlichen und betriebstechnischen Kennwerte des Disel­motors beeinträchtigt. Außerdem verschwindet bei einem be­stimmten Verschleißgrad des Abschlußkegels entsprechend der jeweiligen Bauart der Einspritzdüse das Schnarren der Düsen­nadel beim Einspritzen infolge der Verminderung des Zuwachses der auf die Düsennadel einwirkender Hubkraft in der ersten Phase des Spritzvorgangs, die durch die Verkleinerung des Abschlußdurchmessers bedingt ist.

[0006] Der maximale Verschleißgrad des Abschlußkegels, bei wel­chem der Abschlußdurchmesser dem minimalen Durchmesser des Kegelsitzes nahe ist, bedingt eine nicht umkehrbar zu machen­de Einbuße der Dichtheit auf dem Abschlußkegel und der Quali­tät der Kraftstoffzerstäubung und letztlich eine wesentliche Beeinträchtigung der Leistung und der wirtschaftlichen Kenn­werte des Dieselmotors, wodurch die Notwendigkeit eines Aus­wechselns der Einspritzdüsen in reelen Betriebsverhältnissen verursacht wird, d.h. die maximale Betriebsstundenzahl der Einspritzdüsen wird kleiner.

[0007] Es ist eine Einspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einem Kegelsitz, der in einen zylindrischen Kanal mit Düsen­löchern übergeht, bekannt (US, A, 2927737). Im Düsenkörper ist die Düsennadel mit einem Abschlußkegel angeordnet, des­sen Spitze in einem zylindrischen Kanal liegt. Der Spitzen­winkel des Abschlußkegels ist um 0,5^o bis 2^o größer als der Spitzenwinkel des Kegelsitzes. Der Endteil des Abschlußke­gels wirkt als Drosselelement.

[0008] Einspritzdüsen dieser Bauart sind gegenwärtig im Diesel­motorenbau weit verbreitet, da sie das Einspritzen mit schnarrender Düsennadel und den hermetischen Abschluß auf dem Abschlußkegel bis zur Erschöpfung der festgelegten Soll­betriebsstundenzahl gewährleisten.

[0009] Aber während des Betriebs dieser Einspritzdüse findet ein Absinken der Düsennadel infolge des durch die Schleif­reibung bedingten Verschleißes des Kegelsitzes statt. Bei dem verhältnismäßig geringen Abstand zwischen den in Wech­selwirkung stehenden Oberflächen des Kegelsitzes und des Ab­schlußkegels der Düsennadel, der durch die Differenz der Winkel zwischen ihnen bestimmt wird, verlagert sich der Ab­schlußdurchmesser verhältnismäßig schnell zur Spitze des Abschlußkegels bis zum minimalen Durchmesser der Kegelsitze. Hierbei nimmt bei diesem Verschleiß des Kegelsitzes der Ab­spritzdruck ab, das Einspritzen mit schnarrender Düsennadel setzt aus, die Qualität der Kraftstoffzerstäubung wird schlechter und die hermetische Dichtheit wird gestört.

[0010] Um die Beeinflussung der Parameter der Einspritzdüse durch den Verschleiß des Kegelsitzes zu reduzieren, wird der Abschlußkegel der Düsennadel als abgestumpfter kegel ausge­führt; unter anderem wird er auf der Seite der kleineren Grundfläche durch eine zur Achse der Düsennadel senkrechte Fläche begrenzt. Um die Einspritzung mit schnarrender Düsen­nadel bis zur Erschöpfung der festgelegten Sollbetriebs­stundenzahl zu gewährleisten, liegt die Drosselkante bei sol­chen Einspritzdüsen auf der Oberfläche des bedingten Kegels, dessen Grundfläche von der durch die Abschlußkante begrenzte Fläche gebildet wird und dessen Spitzenwinkel um 0,5^o bis 2^o größer ist als der Spitzenwinkel des Kegelsitzes.

[0011] Beim Betrieb solcher Einspritzdüsen wird die Verlage­rung des Abschlußdurchmesser mit dem Verschleiß des Kegel­sitzes auf den genannten Ringstreifen bzw. die Kegelober­fläche beschränkt. Hierbei verbleibt der Abschlußdurchmes­ser annähernd konstant und folglich ändert sich der Ab­spritzdruck nur unwesentlich, das Schnarren der Düsennadel bleibt aufrechterhalten, was die Wartungsperiode zwi­ schen Einstellungen bzw. die Betriebsstundenzahl der Ein­spritzdüse vergrößert.

[0012] Es ist eine Einspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einem Kegelsitz, der in einen zylindrischen Kanal mit Düsen­löchern übergeht, bekannt (SU, A, 1086204). Im Düsenkörper ist eine Düsennadel mit einem abgestumpften Abschlußkegel angeordnet, der in einen Kegelzapfen ausläuft, welcher als Drosselelement wirkt und dessen Spitze im zylindrischen Kanal liegt.

[0013] Der Spitzenwinkel des Kegelzapfens ist gleich dem Win­kel des Kegelsitzes. Der Abschlußkegel ist auf der Seite der kleineren Grundfläche durch eine Oberfläche begrenzt, die zur Düsennadelachse senkrecht ist und die auf der klei­neren Grundfläche des Abschlußkegels eine Abschlußkante bil­det, wobei das Verhältnis des Durchmessers der Abschlußkan­te zum Durchmesser der Grundfläche des Drosselkegelzapfens 1,01 bis 1,20 beträgt.

[0014] Obwohl eine solche Bauart der Zerstäuberdüse die Stabi­lisierung des Abspritzdrucks mit dem Verschleiß des Sitzes und die Aufrechterhaltung des Schnarrens der Düsennadel ge­währleistet, ist, wie Versuche erwiesen haben, die Betriebs­stundenzahl der Zerstäuberdüse durch das zulässige Absinken der Düsennadel begrenzt, d.h. durch den Abstand zwischen dem Kegelzapfen und dem Sitz in Richtung der Düsennadelachse. Obwohl eine Vergrößerung des Verhältnisses des Durchmessers der Abschlußkante zum Durchmesser der Grundfläche des Kegel­zapfens über die angeführten Werte das zulässige Absinken der Düsennadel vergrößert, reduziert sie die Neigung der Ein­spritzdüse zum Einspritzen mit schnarrender Düsennadel in­folge Vergrößerung des Drosselquerschnitts zwischen dem Sitz und dem Drossel-Kegelzapfen.

[0015] Somit ist bei der Gewährleistung der Kraftstoffeinsprit­zung mit schnarrender Düsennadel die Betriebsstundenzahl der Einspritzdüse dieser Bauart durch Absinken der Düsennadel begrenzt und unzureichend.

[0016] Es ist eine Einspritzdüse mit einem Düsenkörper mit einem Kegelsitz, der in einen zylindrischen Kanal mit Düsen löchern übergeht, bekannt (US, A, 4153205). Im Düsenkörper ist eine Düsennadel mit einem abgestumpften Abschlußkegel angeordnet, der eine Abschlußkante aufweist. Der abgestumpf­te Abschlußkegel ist über ein Zwischenstück der Düsennadel mit einem Drosselelement verbunden, das eine Drosselkante aufweist. Die Drosselkante liegt im Innenraum des Sitzes, weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der minimale Durchmesser des Sitzes, und befindet sich auf der Oberfläche eines Kegels, dessen Grundfläche die Oberfläche darstellt, die von der Abschlußkante begrenzt wird, und dessen Spitzen­winkel um 0,5^o bis 2^o größer ist als der Spitzenwinkel des Kegelsitzes. Der Abschlußkegel ist auf der Seite der klei­neren Grundfläche von einer Oberfläche begrenzt, die zur Achse der Düsennadel senkrecht ist und auf der kleineren Grundfläche des Abschlußkegels die Abschlußkante bildet. Das Drosselelement ist von einer zur Achse der Düsennadel senkrechten Ebene begrenzt.

[0017] Die Betriebsstundenzahl einer solchen Einspritzdüse wird ebenso wie bei der vorhergehenden Analogielösung durch das zulässige Absinken der Düsennadel begrenzt, d.h. durch den Abstand zwischen der Drosselkante, die über die Grenzen des minimalen Sitzdurchmessers herausragt, und dem Sitz in Richtung der Düsennadelachse.

[0018] Außerdem führt das Vorhandensein einer waagerechten Kante des Drosselelements, die von einer das Drosselelement begrenzenden Fläche gebildet wird, dazu, daß in der anfäng­lichen Phase des Nadelanhubs der Anstieg der auf die Düsen­nadel einwirkenden Hubkraft, der das Einspritzen mit schnar­render Düsennadel bewirkt, durch den erhöhten Strömungswi­derstand der Nadelbewegung infolge der Einwirkung der Strö­mung auf diese waagerechte Kante unterdrückt wird.

Offenbarung der Erfindung

[0019] Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein­spritzdüse für einen Dieselmotor zu schaffen, bei welcher der Kegelzapfen derart geformt und die Drosselkante gegen­über dem Sitz derart angeordnet ist, daß der Abstand in Rich­ tung der Düsennadelachse zwischen dem Kegelsitz und dem auß­erhalb der Grenzen des Abschlußkegels liegenden Düsennadel­abschnitt bis zu einem Betrag vergrößert wird, der die Ab­hängigkeit der Betriebsstundenzahl der Einspritzdüse von dem zulässigen Absinken der Düsennadel unter Aufrechterhaltung des Drosselquerschnitts ausschließt, der ein effektives Einspritzen mit schnarrender Düsennadel gewährleistet.

[0020] Diese Aufgabe wird bei einer Einspritzdüse eines Diesel­motors mit einem Düsenkörper mit einem Kegelsitz, der in einen zylindrischen Kanal mit Düsenlöchern übergeht, und einer im Düsenkörper angeordneten Düsennadel mit einem abge­stumpften Abschlußkegel, der eine Abschlußkante aufweist und mit einem Drosselelement, das eine Drosselkante besitzt, über ein Zwischenstück der Düsennadel verbunden ist, wobei die Seitenfläche des genannten Zwischenstücks der Düsennadel innerhalb eines bedingten Kegels und die Drosselkante auf der Oberfläche dieses Kegels liegt, dessen Grundfläche von der durch die Abschlußkante begrenzten Oberfläche gebildet wird und dessen Spitzenwinkel um 0,5^o bis 2,0^o größer ist als der Spitzenwinkel des Kegelsitzes, erfindungsgemäß da­durch gelöst, daß die Drosselkante in Höhe des minimalen Durchmessers des Kegelsitzes liegt und von der Schnittlinie der Seitenfläche des genannten Zwischenstücks der Düsennadel mit der Seitenfläche des Drosseleinments gebildet wird.

[0021] Die Anordnung der Drosselkante in Höhe des minimalen Durchmessers des Kegelsitzes gestattet es, die Abhängigkeit der Betriebsstundenzahl der Einspritzdüse von dem zulässigen Absinken der Düsennadel auszuschließen.

[0022] Eine derartige Anordnung der Drosselkante bedingt im voraus, daß ihr Durchmesser den Durchmesser des Kegelsitzes unterschreitet, was wiederum in Kombination mit der Anordnung der Seitenfläche des Zwischenstücks der Düsennadel innerhalb des vorstehend angeführten bedingten Kegels die Vergrößerung des Abstands in Richtung der Düsennadelachse zwischen dem Kegelsitz und dem Düsennadelteil, der außerhalb des Abschluß­kegels liegt, ermöglicht, d.h. die Vergrößerung des zulässi­gen Absinkens der Düsennadel. Hierbei kann die geometrische Form der Seitenfläche des Zwischenstücks, die den angeführten Abstand bedingt, derart gewählt werden, daß die Betriebsstun­denzahl der Einspritzdüse in erster Linie nicht durch das zulässige Absinken der Düsennadel eingeschränkt wird, son­dern durch andere Einflußgrößen, beispielsweise, wie Versu­che erwiesen haben, durch Einbuße der Dichtheit, die bei örtlichen Beschädigungen des Sitzes und der Düsennadel im Bereich des Abschlußdurchmessers in Erscheinung treten.

[0023] Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Drosselkante, die auf der Oberfläche des obigen bedingten Kegels liegt, einen kleineren Durchmesser als der minimale Durchmesser des Kegelsitzes auch dann aufweisen kann, wenn sie etwas näher zum Abschlußkegel liegt. Bei einer solchen Lage der Drosselkante ist aber ihr Durchmesser größer als im Falle, wenn sie in Höhe des minimalen Durchmessers des Kegelsitzes liegt, was bedingt, daß selbst infolge unwesentlicher tech­nologischer Abweichungen der Achse des zylindrischen Kanals von der Achse des Kegelsitzes, welche üblicherweise vorhan­den sind, die Drosselkante über die Grenze des minimalen Durchmessers des Kegelsitzes herausragt, und folglich der Abstand in Richtung der Düsennadelachse zwischen dem Kegel­sitz und dem Düsennadelabschnitt, der außerhalb des Bereichs des Abschlußkegels liegt, abnimmt, da als dieser Abstand der Abstand zwischen dem Kegelsitz und der Drosselkante wirkt.

[0024] Die Anordnung der Drosselkante im Inneren des zylindri­schen Kanals führt zur Verringerung ihres Durchmessers und folglich zur Vergrößerung des Drosselquerschnitts. Die Ver­größerung des Drosselquerschnitts reduziert die Neigung der Einspritzdüse zur Kraftstoffeinspritzung mit schnarrender Düsennadel.

[0025] Der Umstand, daß die Drosselkante durch die Schnittli­nie der Seitenfläche des Zwischenstücks der Düsennadel mit der Seitenfläche des Drosselelements gebildet wird, fördert den Einspritzvorgang mit schnarrender Düsennadel infolge des Nichtvorhandenseins der waagerechten Kante am Drosselelement.

[0026] Die Seitenfläche des Zwischenstücks der Düsennadel kann kegelförmig bzw. konkav ausgebildet werden. Eine derartige Form der Seitenfläche ist die fertigungsgerechteste.

[0027] Ein Teil der Seitenfläche, die an das Drosselelement stößt, kann eine zylindrische Form aufweisen, wodurch das Messen des Durchmessers der Drosselkante während der Her­stellung und des Betriebs der Einspritzdüse vereinfacht wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0028] Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielswei­se näher erläutert. Es zeigen

Fig.1 einen Teil der erfindungsgemäßen Einspritzdüse im Schnitt,

Fig.2 einen Teil der Einspritzdüse, die eine kegalför­mige Seitenfläche des Zwischenstücks der Düsenna­del aufweist, im Schnitt und

Fig.3 einen Teil der Einspritzdüse, die eine konkave Seitenfläche des Zwischenstücks der Düsennadel aufweist.

[0029] Es muß hingewiesen werden, daß die beiliegenden Zeich­nungen die Erfindung nur schematisch darstellen und einfach zur Erläuterung der Erfindung ohne jegliche Einschränkung der Maße der erfindungsgemäßen Einspritzdüse, der Maßver­hältnisse der Elemente u.dgl.m. dienen.

Beste Ausführungsvariante der Erfindung

[0030] Die Einspritzdüse des Dieselmotoren-Einspritzventils enthält einen Düsenkörper 1 (Fig.1) mit einem Kegelsitz 2, dessen kleinerer Durchmesser in einen zylindrischen Kanal 3 mit Düsenlöchern 4 übergeht. Im Düsenkörper 1 ist achsen­fluchtend mit dem Sitz 2 die Düsennadel 5 mit einem abge­stumpften Abschlußkegel 6 und einem Drosselelement 7 ange­ordnet, die miteinander durch das Zwischenstück 8 der Düsen­nadel 5 verbunden sind. Das Drosselelement 7 weist eine Drosselkante 9 auf, die in Höhe des minimalen Durchmessers des Kegelsitzes 2 liegt und von der Schnittlinie der Seiten­fläche 10 des Zwischenstücks 8 und der Seitenfläche 11 des Drosselelements 7 gebildet wird. Die Düsennadel 5 wird auf den Sitz 2 von einer Feder gepreßt, die in den Figuren nicht gezeigt ist, um die Zeichnungen nicht zu komplizieren. Der Abschlußkegel 6 steht in Wechselwirkung mit dem Sitz 2 über eine Abschlußkante 12, welche auf der kleineren Grund­fläche dieses Kegels 6 liegt. Hierbei ist der Spitzenwinkel ε des Abschlußkegels 6 um 0,5^obis 2^o kleiner als der Win­kel β des Kegelsitzes 2. Möglich ist auch die in Fig.2 gezeigte Ausführungsvariante der Einspritzdüse, wo die Ab­schlußkante 12 auf der größeren Grundfläche des Abschlußke­gels 6 liegt. Bei einer solchen Einspritzdüse ist der Spit­zenwinkel α des Abschlußkegels 6 um 0,5^o bis 2^o größer als der Winkel β des Kegelsitzes 2. Die angeführte Differenz der Winkelwerte bei der Anordnung der Abschlußkante 12 auf der oberen bzw. der unteren Grundfläche des Abschlußkegels 6 ist allgemein üblich zur Gewährleistung des hermetischen Abschlusses beim selektiven Zusammenbauen der Einspritzdü­sen. Die Drosselkante 9 liegt auf der Oberfläche eines be­dingten Kegels 13,dem als Grundfläche eine von der Abschluß­kante 12 begrenzte Fläche dient und dessen Winkel α um 0,5^o bis 2,0^o größer ist als der Spitzenwinkel des Sitzes 2. Das Drosselelement 7 kann in den bedingten Kegel 13 einge­schrieben werden und kann kegelförmig, wie in Fig.1, 2 und 3 gezeigt, ausgebildet sein bzw. eine andere Form, beispiels­weise eine sphärische, aufweisen. Es ist allgemein bekannt, daß gerade diese Lage des Drosselelements 7 mit der Drossel­kante 9 in bezug auf den Kegelsitz 2 das Schnarren der Dü­sennadel beim Einspritzen und den maximalen Durchtrittsquer­schnitt bei einem maximalen Düsennadelhub gewährleistet.

[0031] Der abgestumpfte Abschlußkegel 6 ist auf der Seite der kleineren Grundfläche durch die Kegelfläche 14 mit einem Spitzenwinkel ψ begrenzt, der in den Grenzen von 80^o bis 100^o liegt. Die Ausführung der Kegelfläche mit den angeführten Spitzenwinkeln reduziert die Wahrscheinlichkeit einer örtli­chen Beschädigung der in Berührung stehenden Abschnitte der Düsennadel und des Ventilsitzes im Bereich des Abschlußdurch­messers und erhöht hierdurch die Betriebsstundenzahl der Einspritzdüse hinsichtlich der Dichtheit auf dem Abschluß­kegel. Es ist eine Ausführungsvariante der Einspritzdüse möglich, gemäß der der Abschlußkegel 6 auf der Seite der kleineren Grundfläche durch eine Kegelfläche mit einem Spit­zenwinkel ψ größer als 100^o bzw. durch eine Fläche, die zur Achse der Düsennadel 5 senkrecht ist, begrenzt wird. Die Seitenfläche 10 des Zwischenstücks 8 der Düsennadel 5 liegt innerhalb des bedingten Kegels 13 und kann ver­schiedenartig geformt sein, beispielsweise sphärisch (Fig.2) bzw. konkav (Fig.3), was am fertigungsgerechtesten ist, oder zylindrisch auf der Seite des Drosselelements 7 (Fig.1), wo­durch das Messen des Durchmessers der Drosselkante während der Herstellung und beim Betrieb der Einspritzdüse verein­facht wird. Den Neigungswinkel der Seitenfläche 10, die in Fig.2 dargestellt ist, den Krümmungsradius der Seitenfläche 10, die in Fig.3 dargestellt ist, bzw. die Länge des zylind­rischen Teils und den Neigungswinkel des kegligen Teils der Oberfläche 10, die in Fig.1 dargestellt ist, wählt man derart, daß zwischen dem Kegelsitz 2 und der Seitenfläche 10 des Zwischenstücks 8 der Düsennadel 5 ein Abstand in Richtung der Achse der Düsennadel 5 gewährleisten wird, der das zu­lässige Absinken der Düsennadel darstellt und die Betriebs­stundenzahl der Zerstäuberdüse nicht einschränkt. Experimen­tell ist festgestellt worden, daß dieser Abstand (0.15-0,30) mm beträgt.

[0032] Die Einspritzdüse funktioniert folgendermaßen. Unter Einwirkung des Kraftstoffdrucks, der von der Hochdruckpumpe erzeugt wird, die in den Figuren nicht dargestellt ist, und der die Differentialfläche der Düsennadel 5 beaufschlagt, die der Differenz der Flächen des Querschnitts der Führung (in den Figuren nicht dargestellt) der Düsennadel 5 und der Abschlußkante 12 gleich ist, beginnt der Hub der Düsen­nadel. Im ersten Augenblick der Hubbewegung der Düsennadel 5 erfolgt das Drosseln des Kraftstoffstroms zwischen dem Sitz 2 und der Abschlußkante 12. Infolge der Differenz der Durchmesser der Abschlußkante 12 und der Drosselkante 9 wächst der Durchtrittsquerschnitt zwischen der Abschlußkante 12 und dem Kegelsitz 2 während des Hubs der Düsennadel 5 wesentlich schneller als der Durchtrittsquerschnitt zwischen der Drosselkante 9 und dem Kegelsitz 2. Bei einer bestimm­ten kritischen Hubhöhe der Düsennadel 5 verlagert sich der Drosselquerschnitt von der Abschlußkante 12 auf die Drossel­kante 9, was eine scharfe Vergrößerung der Differentialflä­che der Düsennadel 5 und der Hubkraft der Düsennadel 5 zur Folge hat. Bei einer geringen Geschwindigkeit des Druckan­stiegs, die bei den Abgabe-Abnahmeprüfungen bzw. beim Anlauf­betrieb des Dieselmotors stattfindet, bedingt diese Erschei­nung das Schnarren der Düsennadel beim Kraftstoffeinspritzen. Die Anordnung der Drosselkante 9 nicht tiefer als der mini­male Durchmesser des Kegelsitzes 2 und die Bildung dieser Drosselkante 9 durch die Schnittlinie der Seitenfläche 10 des Zwischenstücks 8 der Düsennadel 5 mit der Seitenfläche 11 des Drosselelements 7 gestattet es, die allgemeinbekann­ten Bedingungen zur Gewährleistung des Schnarrens der Düsen­nadel beim Kraftstoffeinspritzen zu erfüllen. Bei dem weite­ren Anstieg des Kraftstoffdrucks hebt sich die Düsennadel 5 bis zum Anschlag und die Hauptmenge des Kraftstoffs wird in den Brennraum des Dieselmotors eingespritzt. In diesem Falle muß der Durchtrittsquerschnitt zwischen der Düsennadel 5 und dem Kegelsitz 2 möglichst groß sein, um die Strömungsverlus­te zu reduzieren. Daß sich das Drosselelement 9 im Inneren des bedingten Kegels 13 befindet, ist eine obligatorische Bedingung für die Reduzierung der Druckverluste bei maxima­ler Hubhöhe der Düsennadel.

[0033] Beim Absinken des Kraftstoffdrucks im Innenraum der Ein­spritzdüse wird die Düsennadel 5 von der Feder, die in den Figuren nicht dargestellt ist, auf ihre Ausgangsstellung zurückgedrückt.

[0034] Während des Betriebs der Einspritzdüse sinkt die Düsen­nadel 5 infolge des durch Schleifreibung bedingten Verschlei­ßes des Abschnitts des Kegelsitzes 2, der mit dem Abschluß­kegel 6 in Wechselwirkung steht, tiefer in den Sitz. Hierbei bleibt bei der Anordnung der Abschlußkante 12 auf der kleine­ren Grundfläche des Abschlußkegels 6 (Fig.1, 3) der Abschluß­durchmesser praktisch konstant dank der Kegelfläche 14. Bei der Anordnung der Abschlußkante 12 auf der größeren Grund­ fläche des Abschlußkegels 6 (Fig.2) verlagert sich der Ab­schlußdurchmesser von der Abschlußkante 12 bis nur kleine­ren Grundfläche des Kegels 6, wonach er praktisch unverän­dert bleibt. Die Verlagerung des Abschlußdurchmessers übt in diesem Falle keine wesentliche Wirkung auf die Betriebsstun­denzahl der Einspritzdüse aus, da die Höhe des abgestumpften Abschlußkegels 6 nur 0,3 bis 0,4 mm beträgt.

[0035] Mit dem Absinken der Düsennadel 5 verlagert sich die Drosselkante 9 in den zylindrischen Kanal 3, wobei sie ihre Funktion auch weiter erfüllt, da der Drosselquerschnitt kons­tant bleibt. Die zulässige Tiefe beim Absinken der Düsennadel 5 wird durch den Abstand zwischen dem Sitz 2 und der Seiten­fläche 10 des Zwischenstücks 8 bestimmt, und dieser Abstand kann durch entsprechende Wahl der geometrischen Form der Seitenfläche 10 derart gewährleistet werden, daß die Betriebs­stundenzahl der Einspritzdüse in erster Linie nicht durch zulässiges Absinken der Düsennadel 5, sondern durch andere Einflußgrößen eingeschränkt wird, beispielsweise durch Ein­buße der Dichtheit infolge örtlicher Beschädigungen der Ab­schnitte des Sitzes 2 und der Düsennadel 5 im Bereich des Abschlußdurchmessers bzw. durch den Verschleiß des Düsenein­satzes.

Industrielle Anwendbarkeit

[0036] Die erfindungsgemäße Einspritzdüse für Dieselmotoren kann weitläufig für alle Dieselmotoren mit geschlossenen Ein­spritzdüsen verwendet werden.

Ansprüche

1. Einspritzdüse eines Dieselmotors mit einem Düsenkör­per (1) mit einem Kegelsitz (2), der in einen zylindrischen Kanal (3) mit Düsenlöchern (4) übergeht, und einer im Düsen­körper (1) angeordneten Düsennadel (5) mit einem abgestumpf­ten Abschlußkegel (6), der eine Abschlußkante (12) aufweist und mit einem Drosselelement (7), das eine Drosselkante (9) besitzt, über ein Zwischenstück (8) der Düsennadel (5) ver­bunden ist, wobei die Seitenfläche (10) des genannten Zwi­schenstücks (8) der Düsennandel (5) innerhalb eines beding­ten Kegels (13) und die Drosselkante (9) auf der Oberfläche dieses Kegels (13) liegt, dessen Grundfläche von der durch die Abschlußkante (12) begrenzten Oberfläche gebildet wird und dessen Spitzenwinkel (α) um 0,5^o bis 2,0^o größer ist als der Spitzenwinkel (β) des Kegelsitzes (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Dros­selkante (9) in Höhe des minimalen Durchmessers des Kegel­sitzes (2) liegt und von der Schnittlinie der Seitenfläche (10) des genannten Zwischenstücks (8) der Düsennadel (5) mit der Seitenfläche (11) des Drosselelements (7) gebildet wird.

2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche (10) des Zwischenstücks (8) der Düsennadel (5) kegelförmig ausgeführt ist.

3. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenfläche (10) des Zwischenstücks (8) der Düsennadel (5) konkav ausgeführt ist.

4. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Seitenfläche (10) des Zwischenstücks (8) der Düsennadel (5), der an das Drosselelement (7) stößt, zylinderförmig ausgeführt ist.

Zeichnung