DE3018431C2 - Kraftstoffeinspritzdüse für eine Diesel-Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse für eine Diesel-Brennkraftmaschine mit einer unter Einwirkung des Kraftstoffdruckes entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung von ihrem Sitz abhebenden Düsennadel und einem stromab des Nadelsitzes im Düsenkörper sacklochartig abschließenden Kraftstoffzufuhrraum, der mit wenigstens einem quer zur Düsenkörperachse im Düsenkörper angeordneten Kanal zur Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, wobei mit Hilfe eines drallerzeugenden Mittels dem durch den jeweiligen Spritzkanal strömenden Kraftstoff ein Drall um die Spritzkanalachse erteilt wird.

In den Zylinder einer Diesel-Brennkraftmaschine wird je Arbeitstakt eine bestimmte Kraftstoffmenge über die Einspritzdüse in den Brennraum des Zylinders eingespritzt. Dabei soll der aus jedem Spritzkanal austretende Kraftstoffstrahl einerseits lang genug sein, um den jeweiligen Betriebsbedingungen entsprechend tief in den Brennraum einzudringen, und andererseits fein genug zerstäubt sein, um den Kraftstoff möglichst vollständig zu verbrennen. Der Kraftstoffstrahl muß dazu unter Berücksichtigung des Abstandes der Düse von der Brennraumwand eine für den Spritzka?ial bzw. die Spritzkanäle zu wählende Durchschlagskraft und Geschwindigkeit besitzen. Er soll ferner einen genügend großen Divergenzwinkel besitzen, um eine ausreichende Verteilung des Kraftstoffes im Brennraum zu erreichen.

Zur Verbesserung der Zerstäubung ist aus der CH-PS J 40 093 eine Düse der eingangs beschriebenen Art bekannt, die jeweils einen Spritzkanal zeigt, der zur Drallerzeugung entweder schraubenlinienförmig gewunden ist oder schraubenlinienförmig verlaufende Begrenzungsflächen aufweist Mit dieser Gestaltung der Spritzkanäle wird dem Kraftstoff beim Durchströmen ein Drall erteilt, der sich für die Zerstäubung als günstig erwiesen hat Ein wesentlicher Nachteil solcher Spritzkanäle besteht darin, daß ihre Herstellung durch Elektroerosion erfolgt, was sehr aufwendig ist Außerdem können im Spritzkanal Ablagerungen auftreten, die wegen Verstopfungs,gefahr zu Betriebsstörungen führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die Kraftstoffeinspritzdüse der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß sie bei gleich guter Zerstäubung des Kraftstoffes leichter herstellbar und auf Verstopfungen weniger anfällig ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kraftstoffzufuhrraum quer zur Achse des Düsenkörpers von einer zylindrischen, in Richtung dieser Achse fest im Düsenkörper angeordneten Hülse begrenzt wird, deren Wand je Spritzkanal von wenigstens zwei als drallerzeugcndes Mittel dienenden und in Höhe des Kraftstoffeintrittsbereiches in den jeweiligen, als Bohrung ausgebildeten Spritzkanal mündenden Kanälen derart zu den Umfangsflächen der Hülse geneigt durchsetzt wird, daß jeder der einem Spritzkanal zugeordneten drallerzeugenden Kanäle dem Kraftstoff eine Drehbewegung um die Spritzkanalachse mit gleichem Drehsinn erteilt.

Die erfindungsgemäße Düse weist den Vorteil auf, daß die in der Hülsenwand angeordneten, als drallerzeugendes Mittel dienenden Kanäle von dem im Düsenkör* per ausgebildeten Spritzkanal bzw. den Spritzkanälen unabhängig hergestellt werden können. Dies gestattet, den drallerzeugenden Kanälen eine relativ einfache Form zu geben, die im Betrieb der Düse weniger zu Verstopfungen neigt. Die Spritzkanäle können somit in der üblichen Weise als Bohrungen ausgebildet sein, so daß der drallbehaftete Kraftstoffstrahl vor seinem Austritt aus dem Spritzkanal noch eine gute Führung erhält.

Es ist zwar bereits bekannt (GB-PS 4 15 274 und GB-PS 4 67 124) zuvor durch ein drallerzeugendes Mittel in Drehung versetzten Kraftstoff über als Bohrungen ausgebildete Spritzkanäle in den Brennraum einer Brennkraftmaschine austreten zu lassen. Beide bekannten Düsen lassen jedoch nur jeweils einen Spritzkanal zu, dessen Achse zudem mit der Düsenachse zusammenfällt, Die Erzeugung der Kraftstoffdrehung erfolgt dabei bei der Düse nach der GB-PS 4 15 274 über Kanäle, die von einem zur Düsenachse konzentrischen

Kraftstoffraum ausgehen und die tangential in einen dem Spritzkanal vorgeschalteten, ebenfalls zur Düsenachse konzentrischen Drallraum münden, und bei der Düse nach der GB-PS 467 124 dadurch, daß dem Spritzkanal ein konzentrisch zur Düsenachse schraubenlinienförmig gewundener Kanal vorgeschaltet ist, über den der Kraftstoff dem Spritzloch zugeführt wird.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird dem Kraftstoff die Drehbewegung um die jeweilige Spritzkanalachse durch zwei als Bohrungen ausgebildete, quer zur Achse des Düsenkörpers tangential vom Kraftstoffzufuhrraum abgehende Kanäle erteilt Eine solche Lösung ist einfach, praktisch und billig.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist jeder als Bohrung ausgebildete Spritzkanal einen sich zur Hülse hin konisch erweiternden Abschnitt auf, in den die beiden die Wand der Hülse als Bohrungen durchsetzenden Kanäle angenähert tangential münden. Damit wird die mögliche Anzahl solcher Bohrungen vergrößert. Außerdem werden optimale Verhältnisse für die Erzeugung der Drehbewegung geschaffen.

Jeder sich konisch erweiternde Spritzbohrungsabschnitt ist dabei zweckmäßig in einer fest zwischen dem Düsenkörper und der Hülse angeordneten Büchse ausgebildet

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt ■

Fig. 1 einen Schnitt entlang der Linie I-I in Fig.2, durch eine Einspritzdüse mit dem Kraftstoffstrahl eine Drehbewegung erteilenden Bohrungen und Fig.2 einen Schnitt entlang der Linie II-IJ in Fig. 1.

Gemäß F i g. 1 und 2 weist ein hohlzylindrischer, gegen den Brennraum 10 hin sacklochartig verschlossener Düsenkörper 1 in seinem zylindrischen Abschnitt drei als Bohrungen ausgebildete Spritzkanäle 2 auf, die über den DUsenumfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Achsen 6 der drei Spritzkanäle 2 liegen auf einer Kegelflache, die sich gegen den Brennraum 10 hin erweitert. Jeder Spritzkanal 2 weist eintrittseitig einen sich entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung konisch erweiternden Bohrungsabschnitt 3 auf, der in einer im Düsenkörper 1 fest angeordneten Büchse 7 ausgebildet ist. Stromaufwärts jedes konischen Bohrungsabschnittes 3 sind in einer Hülse 5 zwei als Bohrungen ausgebildete Kanäle 4 vorgesehen, deren Achsen quer zur Achse 8 des Düsenkörpers verlaufen. Die jeweils einem konischen BoHrungsabschnitt 3 zugeordneten Kanäle A liegen in Richtung der vertikalen Achse 8 auf verschiedenen Höhen; in der Vertikalprojektion kreuzen sich ihre Achsen. Sie münden etwa tangential in den zugehörigen konischen Bohrungsabschnitt 3. Die HQIse 5 steckt in der Büchse 7 und ist somit ebenfalls im Düsenkörper 1 fest angeordnet Der Düsenkörper 1, die Büchse 7 und die Hülse 5 sind am oberen Ende je mit einem Flansch versehen; über diese Flansche werden die drei genannten Teile mit dem nicht näher dargestellten Düsenkörper verbunden. Das in F i g. 1 obere Ende der Hülse weist einen Ventilsitz 12 auf, der mit der beweglichen Ventilnadel der Einspritzdüse zusammenwirkt Im Betrieb der Düse strömt der Kraftstoff über den Ventilsitz 12 in den Kraftstoffzufuhrraum 9 der Hülse 5 und von dort in die drallerteilenden, als Bohrungen ausgebildeten Kanäle 4. Aus diesen Bohrungen strömt der Kraftstoff in die konischen Bohrungsabschnitte 3, w.. ihm wegen der tangentiaien Anordnung der Kanäle 4 ei.ie Drall- oder Drehbewegung um die Spritzkanalachse 6 erteilt wird. Mit diesem Drall behaftet strömt der Kraftstoff dann über den Spritzkanal 2 in den Brennraum 10, wo der Kraftstoffstrahl unter dem Einfluß des Dralls fein zerstäubt wird.

Abweichend von der beschriebenen Ausführungsform kann der konische Bohrungsabschnitt 3 am Eingang des Spritzkanals 2 im Düsenkörper 1 selbst ausgebildet sein, wobei dann die Büchse 7 entfallen könme. Anstelle der als Bohrungen ausgebildeten Kanäle 5 könnten die die Hülse 5 durchquerenden Kanäle mit z. B. rechteckigem Querschnitt versehen sein. Der mit Drall behaftete Kraftstoffstrom könnte unmittelbar in den als Bohrung ausgebildeten Spritzkanal 2 eintreten, so daß keine Zwischenschaltung eines konischen Bohrungsabschnitts erforderlich wäre. Die drallerteilenden Kanäle können auch in einem Stapel von in den Düsenkörper 1 eingesetzten, ringscheibenförmigen Stücken ausgebildet sein, die dann zusammen die Hülse 5 bilden. Schließlich können statt in nur einer Höhe angeordneter Spritzkanäle 2 auch in unterschiedlichen Höhen übereinander angeordnete Kanäle vorgesehen sein. Die drallerteilenden Kanäle wären dann ebenfalls auf mehrere Etagen verteilt den Spritzkanälen zugeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kraftstoffeinspritzdüse für eine Diesel-Brennkraftmaschine mit einer unter Einwirkung des Kraftstoffdruckes entgegen der Kraftstoffströmungsrichtung von ihrem Sitz abhebenden Düsennadel und einem stromab des Nadelsitzes im Düsenkörper sacklochartig abschließenden Kraftstoffzufuhrraum, der mit wenigstens einem quer zur Düsenkörperachse im Düsenkörper angeordneten Kanal zur Einspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine in Verbindung steht, wobei mit Hilfe eines drallerzeugenden Mittels dem durch den jeweiligen Spritzkanal strömenden Kraftstoff ein Drall um die Spritzkanalachse erteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffzufuhrraum (9) quer zur Achse des Düsenkörpers (1) von einer zylindrischen, in Richtung dieser Achse fest im Düsenkörper (1) angeordneten Hülse (5) begrenzt wird, deren Wand je Spritzkanal von wenigstens zwei als drallerzeugendes Mittel dienenden und in Höhe des Kraftstoffeintrittsbereiches in den jeweiligen, als Bohrung ausgebildeten Spritzkanal (2) mündenden Kanälen (4) derart zu den Umfangsflächen der Hülse geneigt durchsetzt wird, daß jeder der einem Spritzkanal (2) zugeordneten drallerzeugenden Kanäle (4) dem Kraftstoff eine Drehbewegung um die Spritzkanalachse (6) mit gleichem Drehsinn erteilt

2. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kraftstoff die Drehbewegung um dis jewei^ge Spritzkanalachse durch zwei als Bohrungen ausgebildete und quer zur Achse des Düsenkörpers (I^ tangential vom Kraftstoffzufuhrraum (9) abgehende Kanäle (4) erteilt wird.

3. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder als Bohrung ausgebildete Spritzkanal (2) einen sich zur Hülse (5) hin konisch erweiternden Abschnitt (3) aufweist, in den die beiden die Wand der Hülse (5) als Bohrungen durchsetzenden Kanäle (4) angenähert tangential münden.

4. Kraftstoffeinspritzdüse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder sich konisch erweiternde Spritzbohrungsabschnitt (3) in einer fest zwischen Düsenkörper (1) und Hülse (5) angeordneten Büchse (7) ausgebildet ist.

So