KRAFTSTOFF-EINSPRITZDÜSE FÜR BRENNKRAFTMASCHINEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoff-Einspritzdüse nach der Gattung des Hauptanspruchs. Einspritzdüsen dieser Gattung haben den Vorteil. daß der durch die Abflachung am Drosselzapfen gebildete Durchgangsquerschnitt in der Düsenbohrung weniger zum Verkoken neigt als ein Ringspalt zwischen einem vollzylindrischen Drosselzapfen und der Düsenbohrung. Bei einer bekannten Einspritzdüse der eingangs genannten Gattung (GB-A-2 133 833) weist der Drosselzapfen mehrere Abflachungen auf, die symmetrisch über den Umfang verteilt und alle gleich lang sind. d.h., in derselben Querschnittsebene des Drosselzapfens enden. Solchermaßen ausgebildete Drosselzapfen lassen eine Aufspaltung in Kaltstart, Leerlauf-, Teillast- oder Vollastbetrieb nicht zu. Ferner ist es bekannt (DE-A1-34 26 951) eine sich über die Länge des Drosselzapfens erstreckende Abflachung vorzusehen, die zwei Abflachstufen enthält. Die Herstellung solcher Stufen hat in der Mengenfertigung jedoch den Nachteil, das man entweder mehrere Arbeitsschritte oder teure Spezialwerkzeuge benötigt.

[0002] Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber die Vorteile, daß durch die unterschiedlich langen Abflachungen die einzelnen Betriebsstufen des Motors abgedeckt sind, daß durch die variablen Winkel der Abflachungen untereinander in verschiedenen Richtungen in den Brennraum eingespritzt werden kann und daß ferner die Abflachungen mit in der Fertigung gut beherrschbaren und überwachbaren Maßnahmen herstellbar sind.

[0003] Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruchs möglich.

[0004] Die beiden Abflachungen des Drosselzapfens können unterschiedliche Abstände zur Düsenachse haben, d.h. unterschiedlich tief angeschliffen sein, wodurch sich die Einspritzcharakteristik ebenfalls variieren bzw. optimal an bestimmte Motortypen anpassen läßt. In diesem Fall können die beiden Abflachungen vorzugsweise um einen Winkel von 180° zueinander versetzt angeordnet sein. Das hat den Vorteil, daß sich in dem Hubbereich, in welchem beide Abflachungen wirksam sind, die vom Kraftstoff auf den Drosselzapfen ausgeübten Radialkräfte weitgehend ausgleichen.

[0005] In manchen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, eine der Abflachungen als zwei axial hintereinander angeordnete und unterschiedlich tiefe Abflachungen auszubilden, die an einer Stufenkante ineinander übergehen. Bei Bedarf können auch mehr als zwei Abflachungen, z.B. drei, hintereinander vorgesehen sein, so daß sich zwei .Übergangsstufen ergeben. Ferner können auch eine oder mehrere Abflachungen schräg zur Düsenachse angeordnet sein.

[0006] Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 erhält man einen von der Düsennadel abhängigen Endquerschnitt auch bei vollem Hub der Ventilnadel. Dadurch ist es möglich bei verschiedenen Motortypen den gleichen Düsenkörper zu verwenden. Auch werden Einstell- und optimierungsaufgaben wesentlich vereinfacht.

[0007] Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen vergrößerten Längsschnitt durch das einspritzseitige Ende des ersten Ausführungsbeispiels, Figur 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in Figur 1, Figur 3 das zweite Ausführungsbeispiel in einer der Figur 1 entsprechenden Darstellung und Figur 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Figur 3.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0008] Die Einspritzdüse nach den Figuren 1 und 2 hat einen Düsenkörper 10, in welchem ein der Kraftstoffströmung entgegengerichteter Ventilsitz 12 gebildet und eine Ventilnadel 14 verschiebbar gelagert ist. Diese bildet einen mit dem Ventilsitz 12 zusammenarbeitenden Dichtkonus 16, an den sich ein Drosselzapfen 18 anschließt, der in eine Düsenbohrung 20 ragt, welche sich an dem Ventilsitz 12 anschließt. Am Übergang zwischen dem Ventilsitz 12 und der Düsenbohrung 20 ist eine Ringkante 22 am Düsenkörper 10 gebildet. An den Drosselzapfen 18 ist an einer Ringkante 24 beginnend, ein Spritzformungszapfen 26 angeformt. Die Ventilnadel 14 wird von einer Schließfeder gegen den Ventilsitz 12 gedrückt und von dem bei Einspritzbeginn ansteigenden Kraftstoffdruck vom Ventilsitz 12 abgehoben.

[0009] Der Drosselzapfen 18 ist mit zwei parallel zur Düsenachse 28 verlaufenden, sich diametral gegenüberliegenden Abflachungen 30, 32 versehen. durch welche in der Düsenbohrung 20 zwei bevorzugte Durchlaßquerschnitte 34 und 36 gebildet sind. Die beiden Abflachungen 30, 32 gehen von der vorderen Ringkante 24 des Drosselzapfens 18 aus und haben unterschiedliche Längen a, b, sowie unterschiedliche Abstände c, d zur Düsenachse 28. Die Länge a der Abflachung 30 ist so bemessen, daß bereits in Schließstellung der Ventilnadel 14 der Durchlaßquerschnitt 34 vorhanden ist. Die Länge b der Abflachung 32 ist so bemessen, daß in Schließstellung der Ventilnadel 14 die am Ende der Abflachung 32 gebildete Stufenkante 38 um eine Überdeckungslänge 1 unterhalb der Ringkante 22 des Düsenkörpers 10 liegt.

[0010] Der Durchmesser des Drosselzapfens 18 ist lediglich um das Maß eines notwendigen Bewegungsspaltes kleiner als der Durchmesser der Düsenbohrung 20 bemessen. Der Abstand c der längeren Abflachung 30 von der Düsenachse 28 ist so gewählt, daß die Größe des bevorzugten Durchlaßquerschnittes 34 in etwa der Größe des anfänglichen Drosselspaltes einer herkömmlichen Einspritzdüse ohne Flächen am Drosselzapfen entspricht. Während eines der Überdeckung 1 entsprechenden Vorhubes der Ventilnadel 14 gelangt der Kraftstoff gedrosselt durch den Durchlaßquerschnitt 34 in den Brennraum der Maschine.

[0011] Wenn sich die Ventilnadel 14 um den Weg 1 nach oben bewegt hat, wird der zweite bevorzugte Durchlaßquerschnitt 36 geöffnet und die Drosselung des austretenden Kraftstoffs erheblich gemindert. Wenn im weiteren Verlauf des Öffnungshubes der Ventilnadel 14 die Ringkante 24 des Drosselzapfens 18 über die Ringkante 22 am Düsenkörper 10 hinausgelangt, wird die Hauptmenge des Kraftstoffs ungedrosselt eingespritzt.

[0012] Das Ausführungsbeispiel nach den Figuen 3 und 4 stimmt im grundsätzlichen Aufbau mit dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel überein, so daß gleiche Teile mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind. Lediglich der Drosselzapfen 18a der Ventilnadel 14a ist mit einer weiteren Abflachung 40 versehen, die sich axial an die Abflachung 36 anschließt. Die Abflachung 40 hat einen Abstand e von der Düsenachse 28, der etwa dem Abstand c der gegenüberliegenden Abflachung 30 entspricht. Dadurch ergibt sich eine Stufenkante 42 zwischen den Abflachungen 32 und 40, die entsprechend niedriger als die Stufenkante 38 des Drosselzapfens 18 ist. Die Länge f der Abflachung 40 ist so bemessen, daß diese etwa in der gleichen Querschnittsebene des Drosselzapfens 18a endet wie die Abflachung 30.

[0013] Durch die Abflachung 40 ergibt sich in der Schließstellung der Ventilnadel 14a ein weiterer bevorzugter Druchlaßquerschnitt 44, der dem Durchlaßquerschnitt 34 diametral gegenüberliegt. Dadurch ist erreicht, daß schon bei Einspritzbeginn die sich vom Kraftstoff auf die Ventilnadel 14a ausgeübten Radialkräfte weitgehend aufheben.

[0014] Der Drosselzapfen 18a ist so lang bemessen, daß er bei vollem Hub der Ventilnadel 14a noch ein Stück weit in die Düsenbohrung 20 hineinragt. In dieser Endstellung ist der gesamte Durchlaßquerschnitt durch die Summe der Durchlaßquerschnitte 34 und 36 gegeben. Es ist vorstellbar, noch weitere Abflachungen unter verschiedenen Winkeln auf dem Drosselzapfen 18a anzubringen, die erst bei vollem Hub der Ventilnadel 14a zum Gesamtdurchlaßquerschnitt beitragen und somit im Vollastbetrieb wirksam werden.

Ansprüche

1. Kraftstoff-Einspritzdüse für Brennkraftmaschinen, mit einem Düsenkörper (10), in welchem ein der Kraftstoffströmung entgegengerichteter Ventilsitz (12) gebildet und eine von diesem nach innen abhebende Ventilnadel (14) verschiebbar gelagert ist, die einen Drosselzapfen (18) trägt, der in Schließstellung der Ventilnadel (14) in eine an den Ventilsitz (12) anschließende Düsenbohrung (20) taucht und an seinem Umfang mindestens zwei um einen Winkel zueinander versetzt angeordnete, von einem brennraumseitigen Ringkantenabschnitt (24) ausgehende Abflachungen (30, 32) zur Bildung eines Durchlaßquerschnitts (34, 36) in der Düsenbohrung (20) hat, welcher in der offenstellung der Ventilnadel (14) größer ist als in deren Schließstellung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der im Winkel zueinander versetzten Abflachungen (30, 32) von dem Ringkantenabschnitt (24) ausgehend unterschiedlich lang ausgeführt sind und dadurch in unterschiedlichen Querschnittsebenen des Drosselzapfens (18) enden.

2. Einspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Abflachungen (30, 32) unterschiedliche Abstände (c, d) zur Düsenachse (28) haben.

3. Einspritzdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Abflachungen (32,40) mit unterschiedlichen Abständen (d, e) zur Düsenachse (28) axial hintereinander angeordnet sind und an einer Stufenkante (42) ineinander übergehen.

4. Einspritzdüse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselzapfen (18) so bemessen ist, daß er bei vollem Hub der Ventilnadel (14) mindestens noch ein Stück weit in die Düsenbohrung (20) eintaucht, und daß der der Haupteinspritzung entsprechende Endquerschnitt in der Düsenbohrung (20) durch die Abflachung en des Drosselzapfens (18) gebildet und bestimmt ist.

Revendications

1. Buse d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, avec un corps de buse (10) dans lequel est formé un siège de soupape (12) orienté dans le sens inverse de celui de l'écoulement du carburant et un pointeau de soupape (14) mobile s'ouvrant sur celui-ci, vers l'intérieur, qui porte un tourillon d'étranglement (18) qui plonge en position de fermeture dans un alésage de buse (20) contigu au siège de soupape et qui présente sur sa périphérie au moins deux aplatissements (30, 32), décalés angulairement l'un par rapport à l'autre, partant d'une section de bordure annulaire (34, 36) située côté chambre de combustion, pour former une section transversale de passage (34, 36) dans l'alésage de buse (20), qui, en position ouverte du pointeau de soupape (14) est plus grande qu'en sa position fermée, caractérisée en ce qu'au moins deux aplatissements (20, 32) décalés angulairement l'un par rapport à l'autre sont réalisés avec des longueurs différentes en portant de la section de bordure annulaire (24) et s'achèvent de ce fait dans des plans différents de section transversale du tourillon d'étranglement (18).

2. Buse d'injection selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que deux aplatissements (30, 32) présentent des écartements (c, d) différents par rapport à l'axe de buse (28).

3. Buse d'injection selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que deux aplatissements (32, 40) sont disposés l'un derrière l'autre axialement en présentant des écartements (c, d) différents par rapport à l'axe de buse (28) et se transforment de l'un dans l'autre en passant sur une arête de commande (42).

4. Buse d'injection selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le tourillon d'étranglement (18) est dimensionné de façon que, dans le cas de la pleine course du pointeau de soupape (24), il plonge au moins encore un peu dans l'alésage de buse (20), et en ce que la section transversale finale correspondant à l'injection principale dans l'alésage de buse (20) est formée et déterminée par les aplatissements du tourillon d'étranglement (18).

Claims

1. Fuel injection nozzle for internal combustion engines, comprising a nozzle body (10) in which a valve seat (12) which is directed against the fuel flow is formed and a valve needle (14), lifting away from the former towards the inside, is displaceably supported which carries a pintle (18) which, in the closed position of the valve needle (14), plunges into a nozzle hole (20) adjoining the valve seat (12) and has on its circumference at least two flats (30, 32) which are arranged offset via an angle with respect to one another and originate from an annular edge section (24) at the combustion space end, for forming a passage section (34, 36) in the nozzle hole (20) which is greater in the open position of the valve needle (14) than in its closed position, characterized in that at least two of the flats (30, 32), which are offset at an angle with respect to one another, are constructed to be of different length originating from the annular edge section (24) and, as a result, end in different cross-sectional planes of the pintle (18).

2. Injection nozzle according to Claim 1 or 2, characterized in that two flats (30, 32) have different distances (c, d) from the nozzle axis (28).

3. Injection nozzle according to Claim 1 or 2, characterized in that two flats (32, 40) having different distances (d, e) from the nozzle axis (28) are arranged axially behind one another and pass into one another at a step edge (42).

4. Injection nozzle according to one of the preceding claims, characterized in that the pintle (18) is dimensioned in such a manner that it plunges by at least a further section into the nozzle hole (20) at full stroke of the valve needle (14) and that the end cross-section in the nozzle hole (20), corresponding to the main injection, is formed and determined by the flats of the pintle (18).

Zeichnung