Hauptsächlich @Hans, aber auch an alle anderen Interessierten... (Viel Text)

[ FMSO.DE - Fahren mit Salatöl (deutsch) ]

Geschrieben von Poelscheich am 25. November 2005 19:01:54:

Als Antwort auf: Re: Vorstrahldüsen? geschrieben von Hans Fürthbauer am 22. November 2005 22:09:52:

Hallo Hans und dem Rest der Leser.

Ich habe mir jetzt mal erlaubt, deine Fragen (eigentlich an Jonas) mit bestem Wissen zu beantworten, Dass es etwa länger gedauert hat, liegt an zwei Nebenjobs und einem Studium und einer Freundin und der Pendelei dazu, also sei bitte nachsichtig :-)

Ich zitiere noch kurz:

"1.) was genau ist denn eine "Vorstrahldüse" nach Deiner Vorstellung? Da bekommst du wahrscheinlich Unterstützung, denn der Begriff "Vorstrahldüse" wird in fmso.de gerne und oft verwendet. Falls Du keine Erklärung parat hättest, was ich nicht annehme, wird es sicher jemanden geben, der da kompetent einspringen kann."

2.) sind nur Flächenzapfendüsen "Vorstrahldüsen", wie man Deinem Text nach - "Die 273 und 297 sind beides Flächenzapfendüsen, also mit Vorstrahl" - annehmen kann?

3.) Du schreibst: "... dass Vorstrahldüsen an sich schon sehr geil sind ...". wobei "die 297er noch einen Tick optimaler als die 273er" sein sollen. Wie ist das denn zu verstehen ?

Um diese Fragen zu beantworten hätte ich nur den kurzen Text am Ende schreiben müssen, aber ich versuche mal, mein Wissen darzulegen. Ob es sich dabeim um gefährliches Halbwissen handelt, müssen dann andere beurteilen. Auf jeden Fall fangen wir mal mit grauer Theorie an...

Dazu zerlegen wir die Sorte der Düsen, über die wir sprechen (Zapfendüsen), mal in zwei Gruppen:

- Standart-Zapfendüsen
- Drosselzapfendüsen

Die Standart Zapfendüsen:

Die Düsennadel der Standard-Zapfendüse hat an ihrem Ende einen Spritzzapfen, der mit geringem Spiel in das Spritzloch des Düsenkörpers hineinragt. Mit verschiedenen Abmessungen und Zapfenausführungen läßt sich der Einspritzstrahl verändern.
Ergo ergibt sich ein vom Druck, Der Federate und des Hubanschlags abhängiger Einspritzverlauf. Der Spalt hat stets die gleiche freigegebe Fläche, die Menge ist also abhängig von der Drosselung des Kraftstoffs im Sitzbereich, die widerum vom Hub der Nadel und damit von Druck(-kraft) und der Feder (-kraft) abhängig ist. Betrachtet man die Dimensionen des Ringspalts und des Spalts zwischen Sitz Körper und Nadel, wird klar, dass diese Drosselung im sitzbereich sehr kleinen Einfluß. Die Menge ist also hauptsächlich vom Druck abhängig, der Hub spielt eine sehr untergeordnete Rolle.

Die Drosselzapfendüsen:

Drosselzapfendüse ohne Flächenanschliff:
Die Düsennadel gibt beim Öffnen zunächst nur einen sehr engen Ringspalt frei, der nur wenig Kraftstoff durchläßt (Drosselwirkung). Bei steigendem Nadelhub vergrößert sich der Ringspalt, wodurch die Menge größer wird, sinkende Drosselwirkung. Die Vergrößerung des Ringspaltes ist mit mehreren Methoden denkbar, z.B. kegeliger Spritzzapfen, kegelige Bohrung im Körper (wird nach meinen Recherchen aber nicht angewendet), oder eben anderen konstruktiven Merkmalen, auf die wir gleich kommen.
Bei dieser Sorte Düsen gewinnt der Hub (die Einflüsse auf den Hub stehen ja schon im absatz vorher behandelt) eine größere Bedeutung, der Durchsatz steigt also nicht nur mit steigendem Druck, sondern auch mit steigendem Hub (bis zum Hubanschlag).

Die Flächenzapfendüse als Spezialform der Drosselzapfendüse.

Hier wird am Strömungszapfen entweder achsparallel oder leicht schräg stehend ein Anschliff angebracht, durch den eine höhere Menge Kraftstoff austreten kann, als es bei derselben Zapfenform ohne Anschliff möglich wäre.
Der Ringspalt ist also kein echter Ringspalt mehr, sondern laienhaft ausgedrückt ein Ringspalt mit einer Delle
Bei achsparallelem Anschliff ist diese Mehrmenge in dem Hubbereich ihrer eigenen Höhe konstant bzw. nur vom Druck abhängig. Bei schrägem Anschliff nimmt mit steigendem Hub die Mehrmenge zu (zusätzlich Druckabhängig).

Weitere Formen der Drosselzapfendüse:

z.B. mit einzelnem Spritzloch. Verzeih mir, den Spezialausdruck momentan nicht zu kennen, eine DN0SD240/ ist z.B. so eine. Hier entfällt der Flächenanschliff, statt dessen wird der Zapfen mit einer engen Bohrung versehen, die unterhalb des Sitzes angebracht wird. So hält die Düse dicht, beim ersten anheben kann jedoch mit dem anliegenden Druck über das Loch bereits in den Brennraum eingespritzt werden (wie bei Mehrlochdüsen für DI), während der Zapfen noch Hubabhängig drosselt. Die Mehrmenge ist hier wieder nur Druckabhängig.

....

Natürlich muss man Wechselwirkungen mit Druckaufbau und Druckwellen etc berücksichtigen. Ich denke aber diese Darstellung reicht, um nun die Fragen zu beantworten:

Hans F. fragt:

"1.) was genau ist denn eine "Vorstrahldüse" nach Deiner Vorstellung? Da bekommst du wahrscheinlich Unterstützung, denn der Begriff "Vorstrahldüse" wird in fmso.de gerne und oft verwendet. Falls Du keine Erklärung parat hättest, was ich nicht annehme, wird es sicher jemanden geben, der da kompetent einspringen kann."

Antwort:

Ich sehe mich nun mal als Unterstüzung :-)
Der Begriff Vorstrahl bildet hier nun die Tatsache ab, dass diese Düsen eine Drosselwirkung haben, die stark hubabhängig ist. Es gibt im unteren Hubbereich nur eine kleine Einspritzmenge duch besagten Ringspalt, die ggfls. durch Flächenanschliffe oder Löcher versträkt und beeinflusst wird. Diese kleine Menge soll den Brennraum so vorkonditionieren, dass die restliche Menge besser verbrennt.

Hans F. fragt:

2.) sind nur Flächenzapfendüsen "Vorstrahldüsen", wie man Deinem Text nach - "Die 273 und 297 sind beides Flächenzapfendüsen, also mit Vorstrahl" - annehmen kann?

Antwort:

Hier sag ich mal schnell nein. Die Gründe lassen sich leicht aus obigem Text ablesen. Als Vorstrahldüsen könnte man Drosselzapfendüsen allgemein beschreiben, wenn man sich auf den Bereich der Zapfendüsen einschränkt, und dass ist das hauptsächliche Thema, mit dem wir uns hier befassen. Flächenzapfendüsen sind aber nur ein Teil aus dem Bereich der "Vorstrahldüsen".

Hans F. fragt:

3.) Du schreibst: "... dass Vorstrahldüsen an sich schon sehr geil sind ...". wobei "die 297er noch einen Tick optimaler als die 273er" sein sollen. Wie ist das denn zu verstehen ?

Antwort:

Die sind einfach geil :-) Würdse wissen, wenn du alles mitgemacht hättest :-))) Aber nein, willste ja nicht. :-)
Der Grund ist aber schnell erklärt, es liegt am schrägen Anschliff des Zapfens, der die gedrosselte Menge ansteigen lässt, wobei es bei dem parallelen Anschliff im Bereich der Drosselung relativ konstant (ausser Druckabhängig) ist.

Sodele, ich hätte hier eigentlich noch ein paar Grafiken, da ist aber leider immer ein (c) drauf, und ich hab keine Genehmigung dafür.

Dafür hab ich zur Veranschaulichung mal ein Bild mit dem REM gemacht:

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Und noch eins, leider etwas unscharf:

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Wenn mans vergrößert (einfach anklicken) sieht man den achsparallelen Anschliff einer Flächenzapfendüse, hier genauer eine BDN0SD273 von Lucas.
Der Bereich, in dem der Anschliff ist, ist die gedrosselte Stelle, also der "Vorstrahlbereich". So lange dieser in der Bohrung ist, tritt der Kraftstoff nur über den Spalt, und über die Fläche in die Wirbelkammer/Vorkammer.
Steigt der Hub weiter, tritt irgendwann diese Stelle aus der Bohrung aus, und der kegelige Bereich darüber ist in der Bohrung, hier steigt die Menge dann stark an, da sich keine (oder besser eine bedeutend kleinere) Drosselung mehr über den Spalt ergibt durch die starke Abnahme des Durchmesser (= der Zunahme der Durchmesserdifferenz zwischen Zapfen und Bohrung), man könnte von "Haupteinspritzung" reden.
Um den unbedarften das Bild und das nächste nun zu Ende zu erklären, unterhalb des Anschliffs befindet sich wieder eine kegelige Fläche, das ist der Dichtsitz. Die ganz große kegelige Fläche ist für die Hydraulische Steuerung. Hier liegt ja der Druck des Kraftstoffs an, und die projizierte Fläche senkrecht zur Achse mit dem Druck multipiziert ergibt die Kraft, die nach oben gegen die Feder drückt.
Darunter befindet sich die Führung, die die Nadel im Körper führt und auch gegen den Rücklauf der Düsen (die LÖL-Anschlüsse) abdichtet.

So genug der kleinen Düsenkunde für heute.

Nochmal @Hans: Ich bin mir nicht 100% sicher, ob alles richtig ist. Es handelt sich um z.T. erlesenes Wissen, teilweise auch Erfahrung. Ich hoffe allerdings, alle deine Fragen zur Genüge beantwortet zu haben, und habe nun auch eine kleine Bitte an dich.

Können wir uns drauf einigen, dass du für jeden Kommentar, der mehr zur Frotzelei oder Bloßstellung dient, auch eine sachdienliche Antwort bekommen :-)

Damit wäre vielen geholfen.

So long
Gruss Matze


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