EP0460381A1 - Querschnittgesteuerte Mehrstrahl-Einspritzdüse - Google Patents

Querschnittgesteuerte Mehrstrahl-Einspritzdüse Download PDF

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EP0460381A1
EP0460381A1 EP91105673A EP91105673A EP0460381A1 EP 0460381 A1 EP0460381 A1 EP 0460381A1 EP 91105673 A EP91105673 A EP 91105673A EP 91105673 A EP91105673 A EP 91105673A EP 0460381 A1 EP0460381 A1 EP 0460381A1
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EP
European Patent Office
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needle
injection
nozzle
control
section
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EP91105673A
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Alfred Ing. Neitz
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MAN Truck and Bus SE
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MAN Nutzfahrzeuge AG
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    • Y10T137/86493—Multi-way valve unit
    • Y10T137/86718—Dividing into parallel flow paths with recombining
    • Y10T137/86759—Reciprocating
    • Y10T137/86791—Piston

Definitions

  • the invention relates to a cross-section-controlled multi-jet injection nozzle according to the preamble of the claim.
  • the hollow needle can be supplied with fuel pressure from a pressure chamber via a pressure shoulder. From a predetermined fuel pressure, the hollow needle opens against the force of a first compression spring and opens the path of the fuel to the nozzle needle and a first injection hole. The nozzle needle opens when there is a higher load on the engine and one resulting higher fuel pressure from an injection pump then against the force of a second compression spring and the injection of fuel into the combustion chamber takes place through second injection bores until the nozzle needle closes and the injection ends due to a decrease in the fuel pressure.
  • Such an injection nozzle achieves a gradation of the amount of fuel injected according to the direction and manner of the fuel jet.
  • a disadvantage is the still lack of consistency of a high fuel pressure in front of the injection bores across the map area.
  • Another disadvantage is the use of multiple spray holes. If only one hole is flowed through in the partial load range, the unused second hole, which is reserved for the full load range, cokes.
  • the invention has for its object to split the amount of fuel injected into several jets with a favorable ratio of spray cross-section to the extent of the cross-section flowed through and at the same time to keep the injection pressure upstream of the injection channels approximately constant over the entire map area.
  • the opening cross-sections of the control needle can be varied, so that in all operating states of the internal combustion engine there is always a sufficiently high fuel pressure in front of the injection channels, which ensures that, with air-distributed injection, a high atomization fineness for optimal mixture formation to achieve.
  • the maximum injection pressure in the lower speed and load range will be as high as in the upper speed and load range.
  • control device is characterized by the features of claim 2.
  • Self-regulation of the fuel pressure can be carried out in a simple manner with the aid of appropriately coordinated springs, which release a larger outlet cross section as the pressure increases and vice versa.
  • the second compression spring is provided to compensate for the effective pressure area added when the nozzle is opened.
  • the first compression spring releases an outlet cross section for engine idling or for the lower speed and load range, while by overcoming the second compression spring connected in parallel, the outlet cross section adapts to the increasing speed and load.
  • the limit stop of the spray cross-section at full load and nominal speed is achieved by the fixed stop.
  • control of the stroke of the control needle is accomplished by control by means of map-controlled electronics.
  • a wedge piece can be used as a suitable mechanical actuator for limiting the control needle stroke, which is controlled directly or indirectly by the electronics and thus limits the stroke of the same in an infinitely variable manner.
  • the hollow needle ensures an additional seal for the spline, so that dripping of fuel is avoided if the spline should not be absolutely tight.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a longitudinal section through an injection nozzle.
  • This essentially consists of a nozzle holder 1, a nozzle body 2 and a control needle 3 which is axially movably guided in the nozzle body 2.
  • the control needle 3 has a conical sealing surface 4 at its combustion chamber end, which is designed according to the invention as a spline 5.
  • the control needle 3 is held in its closed position at its end facing away from the combustion chamber by a prestressed first compression spring 6.
  • the first compression spring 6 is supported on the one hand against the nozzle holder 1 and on the other hand against a stop 7 connected to the control needle 3.
  • a ring stop 8 is provided which cooperates with the stop 7.
  • This stop 8 is held in the starting position by means of a second prestressed compression spring 9, the ring stop 8 being supported against the nozzle holder 1. Between the stop 7 and the ring stop 8 is provided with a gap with the thickness h1.
  • the second compression spring 9 is arranged coaxially with the control needle 3 and the first compression spring 6 surrounding it.
  • Fuel is supplied to a pressure chamber 9a of the injection nozzle via an inlet bore 10 by an injection pump. Under the pressure of the fuel, the control needle 3 opens in the direction of a combustion chamber by overcoming the force of the prestressed first compression spring 6. The fuel is then sprayed into the combustion chamber via several jets in accordance with the design of the spline 5 described in more detail in FIGS. 2 and 3.
  • the spray cross section can be graduated by the stroke of the control needle 3.
  • the stroke of the control needle 3 is initially limited by the ring stop 8 when the stroke has exhausted the path h1.
  • the stroke of the control needle 3 is already increased by overcoming the force of the second pressure spring 9, which is connected in parallel with the first compression spring 6, until the maximum stroke of the control needle 3 at full load after exhausting a stroke h2 by a fixed stop 11 is limited, against which the ring stop 8 starts.
  • the spring constant of the second compression spring 9 is to be selected much smaller than that of the first compression spring 6.
  • the fixed stop 11 is designed as an annular surface in the nozzle holder 1.
  • a bore 10a is provided to discharge leakage.
  • FIG. 2 A detailed view of the injection nozzle in longitudinal section at the end on the combustion chamber side is shown in FIG. 2.
  • the left half represents the injection nozzle in the closed state, while the right half shows it in the open state.
  • the control needle 3 has the axially and radially directed spline 5, which is divided into a conical sealing surface 4 and groove flanks 13.
  • the injection of fuel is initiated - as shown in the right half - in that the control needle 3 opens in the direction of the combustion chamber as a result of the effect of the fuel pressure on the cross-sectional difference between the larger first surface 14 and the smaller second surface 15, as does the right half the figure 2 represents.
  • the fuel is supplied to the spline 5 via a groove 17 and an annular space 18.
  • One of the injection cross sections 16, as it results when the control needle 3 is opened, is shown drawn out.
  • a section III-III of Figure 2 is shown in Figure 3.
  • the fuel first passes through the groove 17 of the control needle 3 in front of the sealing surface 4 shown in FIG. 2, which is conical in accordance with the example shown.
  • the fuel is sprayed off via the injection cross sections 16.
  • the injection cross section 16 is delimited by the conical sealing surface 4 (FIG. 2) and the groove flanks 13.
  • the injection cross sections 16 can have different sizes.
  • a sector 19 is shown in FIG. 3, ie not in section.
  • FIG. 4 An alternative solution to the control of the control needle 3 can be seen in FIG. 4.
  • the stroke of the control needle 3 is limited by a wedge piece 20, which corresponds to an end stop 21 in the movement indicated by the arrow, so that the stroke movement of the control needle 3 can be infinitely limited in accordance with a game h.
  • the wedge piece 20 is actuated by an actuator 22, which can be acted upon by map-controlled electronics.
  • FIG. 5 A variation of the injection nozzle as shown in FIG. 1 is shown in FIG. 5.
  • the control needle 3 is connected in parallel with a hollow needle 23 which is coaxially movable with respect to this.
  • the hollow needle 23 is held in the initial position by a prestressed third compression spring 24 and additionally seals the spline 5 against the pressure chamber 9a by means of an upstream conical surface 25.
  • the hollow needle 23 first opens against the force of the third compression spring 24.
  • the difference between the areas of a pressure shoulder 26 and that of the liquid pressure in the closed position does not function as the effective pressure area exposed conical surface 25.
  • the fuel passes into the annular space 18 via grooves 17 and then opens - as described under FIG. 1 - the control needle 3.
  • the advantage of such a design is that the spline 5 of the sole sealing function is relieved.
  • Figure 6 shows in detail the combustion chamber end of the injection nozzle in the version according to Figure 5.
  • the control needle 3 is surrounded by the hollow needle 23, which additionally seals the spline 5 against the pressure chamber 9a ( Figure 5) by the conical surface 25, as in the left half of the figure is shown.
  • the hollow needle 23 By increasing the fuel pressure, the hollow needle 23 first lifts off the conical surface 25, as shown in the right half of the figure. The fuel under pressure then flows via the grooves 17 into the annular space 18 in front of the spline 5. Contrary to the force of the compression springs 6 and 9, the control needle 3 opens as described in FIG. 1.
  • the hollow needle 23 first opens according to FIGS. 5 and 6, or the control needle 3 opens immediately according to FIGS. 1 and 2 and releases the required injection cross section 16.
  • the control of the spray cross-section can be done with the help of the fuel pressure and corresponding effective areas in a known manner in connection with stepped compression springs 6, 9, 24 or by means of a map-dependent, preferably electronically controlled, stroke limiting device (FIG. 4). Injection pressure and injection duration can thus be optimally coordinated.
  • the spray channels are closed by moving the control needle 3 back.
  • the fuel still present in the spray channels is pressed out under pressure and droplet formation at the end of the injection is avoided.
  • the fuel volume already downstream of the hollow needle cannot flow into the combustion chamber in an uncontrolled manner.
  • the continuous axial movement of the control needle 3 with changing lifting heights depending on the engine operation ensures that, despite the tendency to coke the teeth exposed to fire, the proposed cross-sectional spray control is retained.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine querschnittgesteuerte Mehrstrahl-Einspritzdüse für luftverteilte Einspritzung bei luftverdichtenden Brennkraftmaschinen. Um die gestiegenen Anforderungen an die Abgasqualität zu erfüllen, ist es notwendig, ein möglichst homogenes Brennstoff-Luft-Gemisch herzustellen. Erfindungsgemäß wird dies durch eine Düsennadel (3) erreicht, welche eine axial und radial gerichtete Keilverzahnung aufweist. Durch diese Keilverzahnung (5) wird ein günstiges Verhältnis von Spritzquerschnitt zu Umfang des durchströmten Querschnittes erreicht, wodurch man eine Zerteilung des Einspritzstrahles und eine Vermischung mit der Luft erzielt. Durch abgestimmte Druckfedern (6,9) wird zudem erreicht, daß der Einspritzdruck bei variierender Einspritzmenge nahezu konstant bleibt, was zusätzlich für eine konstante Homogenität des Brennstoff-Luft-Gemisches sorgt, so daß in allen Betriebsbreichen eine gute Abgasqualität erzielt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine querschnittgesteuerte Mehrstrahl-Einspritzdüse entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches.
  • Durch DE-OS 29 49 596 ist es bekannt, die Düsennadel in Richtung des Brennraumes zu öffnen. Der Dichtsitz ist dabei kegelig ausgebildet und stellt gleichzeitig die Austrittsöffnung dar, wobei die Austrittsöffnung den Brennstoff-Austrittsquerschnitt bildet. Durch eine derartige Einspritzdüse ist es nicht möglich den Brennstoffdruck über den gesamten Betriebsbereich konstant hoch zu halten. Weil der austretende Hohlkegelstrahl nicht unterteilt ist, leidet die Gemischbildung, da der große Umfang des Ringspaltes in einem sehr ungünstigen Verhältnis zum Spritzquerschnitt steht, wodurch die Kraftstoffaufbereitung und die Gemischbildung negativ beeinflußt werden.
  • Durch DE-OS 27 10 138 ist es ferner bekannt, eine Hohlnadel und eine in dieser koaxial geführte Düsennadel vorzusehen. Die Hohlnadel kann von einer Druckkammer ausgehend über eine Druckschulter mit Brennstoffdruck beaufschlagt werden. Ab einem vorgegebenen Brennstoffdruck öffnet die Hohlnadel gegen die Kraft einer ersten Druckfeder und gibt den Weg des Brennstoffes zur Düsennadel und einer ersten Einspritzbohrung frei. Die Düsennadel öffnet bei höherer Last der Brennkraftmaschine und einem daraus resultierenden höheren Brennstoffdruck von einer Einspritzpumpe her anschließend gegen die Kraft einer zweiten Druckfeder und die Einspritzung von Brennstoff in den Brennraum erfolgt durch zweite Einspritzbohrungen, bis durch Absinken des Brennstoffdruckes die Düsennadel schließt und die Einspritzung beendet. Durch eine derartige Einspritzdüse wird eine Abstufung der eingespritzten Brennstoffmenge nach Richtung und Art und Weise des Brennstoffstrahles erreicht. Nachteilig ist die noch mangelnde Konstanz eines hohen Brennstoffdruckes vor den Einspritzbohrungen über den Kennfeldbereich gesehen. Ein weiterer Nachteil ist in der Verwendung mehrerer Spritzlöcher zu sehen. Wenn im Teillastbereich nur eine Bohrung durchströmt wird verkokt die nicht benutzte zweite Bohrung, welche dem Vollastbereich vorbehalten ist.
  • Ausgehend von einer Einspritzdüse gemäß dem Oberbegriff liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingespritzte Brennstoffmenge in mehrere Strahlen mit einem günstigen Verhältnis von Spritzquerschnitt zu Umfang des durchströmten Querschnitts zu zerteilen und gleichzeitig den Einspritzdruck vor den Einspritzkanälen über den gesamten Kennfeldbereich näherungsweise konstant zu halten.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Durch die besondere Formgebung der Dichtfläche der Steuernadel lassen sich die Öffnungsquerschnitte der Steuernadel variieren, so daß sich in allen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine stets ein genügend hoher Brennstoffdruck vor den Einspritzkanälen einstellt, der dafür sorgt, daß bei luftverteilter Einspritzung eine hohe Zerstäubungsfeinheit für eine optimale Gemischbildung zu erreichen ist. In erster Näherung wird dabei im unteren Drehzahl- und Lastbereich der maximale Einspritzdruck so hoch wie im oberen Drehzahl- und Lastbereich sein.
  • Eine vorteilhafte Ausbildung der Regeleinrichtung ist durch die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeichnet.
  • Auf einfache Weise kann eine Selbstregulierung des Brennstoffdruckes mit Hilfe entsprechend abgestimmter Federn erfolgen, die bei steigendem Druck einen größeren Austrittsquerschnitt freigeben und umgekehrt. Zum Ausgleich der bei Düsenöffnung hinzukommenden wirksamen Druckfläche wird die zweite Druckfeder vorgesehen. Die erste Druckfeder gibt einen Austrittsquerschnitt für den Motorleerlauf bzw. für den unteren Drehzahl- und Lastbereich frei, während durch Überwindung der parallel geschalteten zweiten Druckfeder der Austrittsquerschnitt sich der steigenden Drehzahl und Last anpaßt. Die Begrenzung des Spritzquerschnittes bei Vollast und Nenndrehzahl wird durch den Festanschlag bewerkstelligt.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich durch die Merkmale des Anspruches 3 aus.
  • Die Regelung des Hubes der Steuernadel wird durch Ansteuerung mittels einer kennfeldgesteuerten Elektronik bewerkstelligt. Als geeignetes mechanische Stellglied für die Begrenzung des Steuernadelhubes kann ein Keilstück dienen, welches durch die Elektronik direkt oder indirekt angesteuert wird und so den Hub derselben stufenlos einstellbar begrenzt.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale zeichnen sich durch den Anspruch 4 aus.
  • Die Hohlnadel gewährleistet eine zur Keilverzahnung zusätzliche Abdichtung, so daß ein Nachtropfen von Brennstoff vermieden wird, wenn die Keilverzahnung nicht absolut dicht sein sollte.
  • Ausführungsbeispiele der Einspritzdüse sind in Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
    • Figur 1
    einen Längsschnitt durch eine Einspritzdüse
    Figur 2
    eine Detailansicht im Längsschnitt am brennraumseitigen Ende der Einspritzdüse
    Figur 3
    einen Schnitt III-III aus Figur 2
    Figur 4
    einen Längsschnitt durch die Einspritzdüse im Bereich der Steuerung
    Figur 5
    einen Längsschnitt durch eine Einspritzdüse mit einer zu einer Steuernadel koaxial angeordneten Hohlnadel
    Figur 6
    eine Detailansicht aus Figur 5 im Längsschnitt am brennraumseitigen Ende der Einspritzdüse
  • Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch eine Einspritzdüse. Diese besteht im wesentlichen aus einem Düsenhalter 1, einem Düsenkörper 2 und einer im Düsenkörper 2 axial beweglich geführten Steuernadel 3. Die Steuernadel 3 weist an ihrem brennraumseitigen Ende eine kegelige Dichtfläche 4 auf, welche erfindungsgemäß als eine Keilverzahnung 5 ausgeführt ist. Die Steuernadel 3 wird an ihrem brennraumabgewandten Ende durch eine vorgespannte erste Druckfeder 6 in Schließstellung gehalten. Die erste Druckfeder 6 stützt sich dabei einerseits gegen den Düsenhalter 1 und andererseits gegen einen mit der Steuernadel 3 verbundenen Anschlag 7 ab.
  • Zur Begrenzung der Hubbewegung der Steuernadel 3 ist ein Ringanschlag 8 vorgesehen, welcher mit dem Anschlag 7 zusammenwirkt. Dieser Anschlag 8 wird mittels einer zweiten vorgespannten Druckfeder 9 in Ausgangslage gehalten, wobei sich der Ringanschlag 8 gegen den Düsenhalter 1 abstützt. Zwischen dem Anschlag 7 und dem Ringanschlag 8 ist ein Spalt mit der Dicke h1 vorgesehen. Die zweite Druckfeder 9 ist koaxial zur Steuernadel 3 und der diese umgebenden ersten Druckfeder 6 angeordnet.
  • Einem Druckraum 9a der Einspritzdüse wird über eine Zulaufbohrung 10 von einer Einspritzpumpe Brennstoff zugeführt. Unter dem Druck des Brennstoffes öffnet die Steuernadel 3 in Richtung auf einen Brennraum hin, indem die Kraft der vorgespannten ersten Druckfeder 6 überwunden wird. Der Brennstoff wird dann über mehrere Strahlen entsprechend der Gestaltung der in den Figuren 2 und 3 näher beschriebenen Keilverzahnung 5 in den Brennraum abgespritzt. Der Spritzquerschnitt kann durch den Hub der Steuernadel 3 abgestuft werden.
  • Im Leerlauf oder im unteren Drehzahl- und Lastbereich einer Brennkraftmaschine wird der Hub der Steuernadel 3 zunächst durch den Ringanschlag 8 begrenzt, wenn der Hub den Weg h1 ausgeschöpft hat.
  • Bei zunehmender Last wird bereits durch den relativ gesehen leicht ansteigenden Brennstoffdruck der Hub der Steuernadel 3 durch Überwindung der Kraft der zur ersten Druckfeder 6 parallel geschalteten zweiten Druckfeder 9 vergrößert, bis der maximale Hub der Steuernadel 3 bei Vollast nach Ausschöpfung eines Hubes h2 durch einen Festanschlag 11 begrenzt wird, gegen den der Ringanschlag 8 anfährt. Die Federkonstante der zweiten Druckfeder 9 ist dabei wesentlich kleiner zu wählen als die der ersten Druckfeder 6. Der Festanschlag 11 ist als eine Ringfläche im Düsenhalter 1 ausgeführt. Zur Abführung von Leckage ist eine Bohrung 10a vorgesehen.
  • Eine Detailansicht der Einspritzdüse im Längsschnitt am brennraumseitigen Ende zeigt Figur 2. Die linke Hälfte stellt die Einspritzdüse im geschlossenen Zustand dar, während die rechte Hälfte diese im geöffneten Zustand wiedergibt.
  • Die Steuernadel 3 weist die axial und radial gerichtete Keilverzahnung 5 auf, welche sich in eine kegelige Dichtfläche 4 und Nutenflanken 13 gliedert.
  • Die Einspritzung von Brennstoff wird - wie in der rechten Hälfte dargestellt - dadurch eingeleitet, daß durch die Wirkung des Brennstoffdruckes auf die Querschnittsdifferenz der größeren ersten Fläche 14 und der kleineren zweiten Fläche 15 die Steuernadel 3 in Richtung des Brennraumes öffnet, wie es die rechte Hälfte der Figur 2 darstellt. Der Brennstoff wird der Keilverzahnung 5 über eine Nut 17 und einen Ringraum 18 zugeführt. Einer der Spritzquerschnitte 16, wie er sich beim Öffnen der Steuernadel 3 ergibt, ist herausgezeichnet dargestellt.
  • Ein Schnitt III-III aus Figur 2 ist in Figur 3 dargestellt. Der Brennstoff gelangt zunächst über die Nut 17 der Steuernadel 3 vor die aus Figur 2 ersichtliche Dichtfläche 4, welche entsprechend dem dargestellten Beispiel kegelig ausgeführt ist. Nach dem Öffnen der Steuernadel 3 wird der Brennstoff über die Spritzquerschnitte 16 abgespritzt. Der Spritzquerschnitt 16 wird durch die kegelige Dichtfläche 4 (Figur 2) und die Nutenflanken 13 begrenzt. Die Spritzquerschnitte 16 können unterschiedliche Größe aufweisen. Ein Sektor 19 ist in Figur 3 in der Ansicht, also nicht im Schnitt dargestellt.
  • Eine zu Figur 1 alternative Lösung der Regelung der Steuernadel 3 kann aus Figur 4 ersehen werden. Der Hub der Steuernadel 3 wird durch ein Keilstück 20 begrenzt, welches in der durch Pfeilrichtung angegebenen Bewegung mit einem Endanschlag 21 korrespondiert, so daß die Hubbewegung der Steuernadel 3 entsprechend einem Spiel h stufenlos begrenzbar ist. Das Keilstück 20 wird von einem Stellglied 22 betätigt, wobei dieses von einer kennfeldgesteuerten Elektronik beaufschlagbar ist.
  • Eine Variation der Einspritzdüse wie sie in Figur 1 dargestellt ist, zeigt Figur 5. Abweichend von der Ausführung nach Figur 1 wird der Steuernadel 3 eine gegenüber dieser koaxial bewegliche Hohlnadel 23 parallel geschaltet. Die Hohlnadel 23 wird durch eine vorgespannte dritte Druckfeder 24 in der Ausgangsstellung gehalten und dichtet die Keilverzahnung 5 mittels einer vorgeschalteten Kegelfläche 25 zusätzlich gegen den Druckraum 9a ab. Wenn der Brennstoff von der Einspritzpumpe her über die Zulaufbohrung 10 und den Druckraum 9a unter Druck gesetzt wird öffnet zunächst die Hohlnadel 23 gegen die Kraft der dritten Druckfeder 24. Als wirksame Druckfläche fungiert die Differenz der Flächen einer Druckschulter 26 und der dem Flüssigkeitsdruck in Schließstellung nicht ausgesetzten Kegelfläche 25. Nach dem Öffnen der Hohlnadel 23 gelangt der Brennstoff über Nuten 17 in den Ringraum 18 und öffnet anschließend - wie unter Figur 1 beschrieben - die Steuernadel 3. Der Vorteil einer solchen Ausführung ist darin zu sehen, daß die Keilverzahnung 5 von der alleinigen Dichtfunktion entlastet wird.
  • Figur 6 zeigt im Detail das brennraumseitige Ende der Einspritzdüse in der Version nach Figur 5. Die Steuernadel 3 wird von der Hohlnadel 23 umgeben, welche durch die Kegelfläche 25 die Keilverzahnung 5 zusätzlich gegen den Druckraum 9a (Figur 5) abdichtet, wie es in der linken Figurenhälfte dargestellt ist. Durch Erhöhung des Brennstoffdruckes hebt zunächst die Hohlnadel 23 von der Kegelfläche 25 ab, wie in der rechten Figurenhälfte dargestellt ist. Der unter Druck stehende Brennstoff strömt ananschließend über die Nuten 17 in den Ringraum 18 vor der Keilverzahnung 5. Entgegen der Kraft der Druckfedern 6 und 9 öffnet die Steuernadel 3 wie unter Figur 1 beschrieben.
  • Nachfolgend sei nochmals kurz auf die Arbeitsweise eingegangen. Bei Beginn der Einspritzung öffnet zunächst nach den Figuren 5 und 6 die Hohlnadel 23, bzw. nach den Figuren 1 und 2 unmittelbar die Steuernadel 3 und gibt den erforderlichen Spritzquerschnitt 16 frei. Die Steuerung des Spritzquerschnittes kann mit Hilfe des Kraftstoffdruckes und entsprechenden Wirkflächen in bekannter Weise in Verbindung mit abgestuften Druckfedern 6, 9, 24 oder durch eine kennfeldabhängig, vorzugsweise elektronisch, angesteuerte Hubbegrenzungseinrichtung (Figur 4) erfolgen. Einspritzdruck und Einspritzdauer können so optimal aufeinander abgestimmt werden.
  • Am Ende des Einspritzvorganges werden nach dem Schließen der Hohlnadel 23 die Spritzkanäle durch Zurückfahren der Steuernadel 3 geschlossen. Dabei wird der in den Spritzkanälen noch vorhandene Kraftstoff unter Druck ausgepreßt und Tröpfchenbildung am Ende der Einspritzung vermieden. Außerdem kann das der Hohlnadel bereits nachgelagerte Kraftstoffvolumen nicht unkontrolliert in den Brennraum fließen. Die dauernde Axialbewegung der Steuernadel 3 mit je nach Motorbetrieb wechselnden Hubhöhen sorgt dafür, daß trotz der Neigung zum Verkoken der dem Feuer ausgesetzten Verzahnung die vorschlagsgemäße Spritzquerschnittssteuerung erhalten bleibt.

Claims (4)

  1. Querschnittgesteuerte Mehrstrahl-Einspritzdüse für luftverteilte Einspritzung bei luftverdichtenden Brennkraftmaschinen, bei der die Einspritzdüse im wesentlichen aus einem Düsenkörper und einer darin axial beweglichen Düsennadel besteht, wobei die Düsennadel in Richtung auf einen Brennraum hin öffnet und ein Dichtsitz der Düsennadel kegelig ausgebildet ist, sowie der Dichtsitz gleichzeitig einen Austrittsquerschnitt für den Brennstoff darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtsitz (4), welcher kegelig ausgeführt sein kann, als eine axial und radial gerichtete Keilverzahnung (5) ausgebildet ist, und daß die als Steuernadel (3) fungierende Düsennadel am brennraumabgewandten Ende eine Regeleinrichtung aufweist.
  2. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung aus mindestens zwei den Hub der Steuernadel (3) begrenzenden Anschlägen (8, 11) gebildet wird, wobei die Öffnungsbewegung der Steuernadel (3) in mindestens zwei Hubhöhen h1 und h2 unterteilbar ist, daß dabei die Hubhöhe h1 durch den Anschlag eines Absatzes (7) der Steuernadel (3) an einem Ringanschlag (8) begrenzt wird, wobei der Ringanschlag (8) durch eine zweite, zur ersten Druckfeder (6) parallel geschalteten Druckfeder (9) in Ausgangslage gehalten wird, und daß die Hubhöhe h2 der Steuernadel (3) nach Überwindung der rückstellenden Kraft der zweiten Druckfeder (9) und der dazu parallel geschalteten ersten Druckfeder (6) durch Anfahren des Ringanschlages (8) gegen einen Festanschlag (11) in einem Düsenhalter (1) begrenzbar ist.
  3. Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung als ein Keilstück (20) ausgebildet ist, welches senkrecht zur Steuernadel (3) bewegbar, durch einen Endanschlag (21) die Steuernadel (3) in ihrem Hub stufenlos, oder in Stufen einstellbar begrenzt, und daß das Keilstück (20) durch ein Stellglied (22) betätigbar ist, welches von einer kennfeldgesteuerten Elektronik ansteuerbar ist.
  4. Einspritzdüse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuernadel (3) eine diese koaxial umgebende Hohlnadel (23) parallel geschaltet ist, und daß die Hohlnadel (23) durch eine dritte Druckfeder (24) gegen eine dem kegeligen Dichtsitz (4) der Steuernadel (3) vorgeschaltete Kegelfläche (25) gepreßt wird.
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