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PATENTANSPRUCH Mehrloch-Einspritzdüse an einer luftverdichtenden, direkteinspritzenden Brennkraftmaschine, welche im Kolben oder Zylinderkopf einen rotationskörperförmigen Brennraum aufweist, in dem eine um die Brennraumlängsachse 5 rotierende Luftbewegung herrscht und bei der der Hauptanteil des eingespritzten flüssigen Kraftstoffes im oberen Lastbereich als dünner Film auf die Brennraumwand aufgetragen, dort verdampft, mit der rotierenden Luft vermischt und verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein- 10 spritzdüsenkörper (1) wenigstens vier parallel oder nahezu parallel zueinander verlaufende, einen Winkel (a) zur Einspritzdüsenlängsachse (x) bildende Düsenbohrungen (6) aufweist, dass der Abstand der einzelnen Düsenbohrungen (6) zueinander derart klein gewählt ist, dass nur im oberen Dreh-15 zahl- und Lastbereich des Motors ein geschlossener Kraft-stoffstrahl entsteht.
PATENT CLAIM Multi-hole injection nozzle on an air-compressing, direct-injection internal combustion engine, which has a rotary body-shaped combustion chamber in the piston or cylinder head, in which there is an air movement rotating about the combustion chamber longitudinal axis 5 and in which the main part of the injected liquid fuel is applied as a thin film to the combustion chamber wall in the upper load range , evaporated there, mixed with the rotating air and burned, characterized in that the injection nozzle body (1) has at least four nozzle bores (6) running parallel or almost parallel to one another and forming an angle (a) to the longitudinal axis (x) of the injection nozzle that the distance between the individual nozzle bores (6) is selected to be so small that a closed fuel jet is only produced in the upper speed and load range of the engine.
2020
Die Erfindung betrifft eine Mehrloch-Einspritzdüse an einer luftverdichtenden, direkt einspritzenden Brennkraftmaschine, welche im Kolben oder Zylinderkopf einen rotationskörperförmigen Brennraum aufweist, in dem eine um die Brennraumlängsachse rotierende Luftbewegung herrscht 25 und bei der der Hauptanteil des eingespritzten flüssigen Kraftstoffes im oberen Lastbereich, als dünner Film auf die Brennraumwand aufgetragen, dort verdampft, mit der rotierenden Luft vermischt und verbrannt wird.The invention relates to a multi-hole injection nozzle on an air-compressing, direct-injection internal combustion engine, which has a rotary body-shaped combustion chamber in the piston or cylinder head, in which there is an air movement rotating about the longitudinal axis of the combustion chamber 25 and in which the main part of the injected liquid fuel is in the upper load range, as thinner Film applied to the combustion chamber wall, vaporized there, mixed with the rotating air and burned.
Brennkraftmaschinen, die nach dem vorbeschriebenen Ge-30 mischbildungs- und Verbrennungsverfahren arbeiten, sind bereits hinreichend bekannt (DE-PS 865 683). So sehr sich dieses Verfahren auch bewährt und in der Praxis eingeführt hat, so haftet ihm dennoch der Nachteil an, dass die Gemischbildung im unteren Lastbereich, bei Leerlauf und insbeson- 35 dere beim Starten durch die zu wenig warme Brennraumwand nicht schnell genug vor sich geht. Die Folge davon ist eine unvollständige Verbrennung und damit Verschlechterung der Abgasqualität.Internal combustion engines that work according to the above-described mixture formation and combustion process are already well known (DE-PS 865 683). As much as this process has proven itself and been introduced in practice, it still has the disadvantage that the mixture formation in the lower load range, at idle and especially when starting does not take place quickly enough because the combustion chamber wall is not warm enough . The consequence of this is incomplete combustion and thus deterioration in exhaust gas quality.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurden schon eine 40 Reihe von Massnahmen vorgeschlagen. So lehrt beispielsweise die DE-PS 1 526 324, die Kraftstoff-Wandauftragung in den genannten Betriebsbereichen in Abhängigkeit von der Brennraumwandtemperatur oder der Abgastemperatur durch Änderung der Lage der .Einspritzstrahlen und/oder der Zer- 45 stäubungsfeinheit zu verringern, um eine grössere unmittelbare Kraftstoff-Luftvermischung zu erreichen. Obwohl nähere Angaben über eine entsprechende Vorrichtung fehlen, lässt sich mit Sicherheit sagen, dass diese in jedem Falle kompliziert und damit teuer und störanfällig wäre. 50In order to avoid this disadvantage, a number of measures have already been proposed. For example, DE-PS 1 526 324 teaches reducing the fuel wall application in the mentioned operating ranges as a function of the combustion chamber wall temperature or the exhaust gas temperature by changing the position of the injection jets and/or the fineness of 45 atomization in order to achieve greater immediate fuel - achieve air mixing. Although there is no detailed information about such a device, it can be said with certainty that it would in any case be complicated and therefore expensive and prone to failure. 50
Ferner wurde durch die DE-PS 1252 968 eine Drehdüse vorgeschlagen, bei der der Spritzkanal im vorderen Teil eines Zapfens tangential verläuft und der Zapfen durch eine Ver-stelleinrichtung in Abhängigkeit von der Motorbelastung verdrehbar ist. Auch diese Einrichtung ist kompliziert und stör- ss anfällig.Furthermore, DE-PS 1252 968 proposed a rotary nozzle in which the spray channel runs tangentially in the front part of a spigot and the spigot can be rotated by an adjusting device depending on the engine load. This device is also complicated and susceptible to interference.
Nur um noch ein Beispiel zu nennen, wird die DE-PS 491153 angezogen, nach der die Einspritzdüse eine zentrale Bohrung für die Leerlaufeinspritzung und mehrere, ringförmig angeordnete weitere Öffnungen aufweist, durch die bei 60 Lastfahrt zusätzlich Kraftstoff eingespritzt wird. Die zusätzlichen Öffnungen werden erst mit Kraftstoff beaufschlagt,Just to name one more example, DE-PS 491153 is used, according to which the injection nozzle has a central bore for idling injection and several further openings arranged in a ring, through which additional fuel is injected during 60 load driving. The additional openings are only charged with fuel
wenn durch den steigenden Druck ein Ventil öffnet. Abgesehen davon, dass auch diese Düse nicht einfach in ihrem Aufbau ist, wäre sie für eine Kraftstoff-Wandauftragung zusätzlich unbrauchbar.when a valve opens due to the increasing pressure. Aside from the fact that this nozzle is also not simple in its construction, it would also be unusable for fuel wall application.
Hier setzt nun die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine in ihrem Aufbau einfache und billige Mehrloch-Einspritzdüse zu schaffen, mit der das eingangs beschriebene Gemischbildungsverfahren annähernd beibehalten werden kann und dieses insbesondere auch im unteren Lastbereich, im Leerlauf und beim Starten verbessert wird.This is where the invention comes in, which is based on the object of creating a multi-hole injection nozzle that is simple in construction and inexpensive, with which the mixture formation process described at the outset can be approximately retained and this is improved in particular in the lower load range, when idling and when starting becomes.
Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst,According to the invention, the object is achieved in that
dass der Einspritzdüsenkörper wenigstens vier parallel oder nahezu parallel zueinander verlaufende, einen Winkel zur Einspritzdüsenlängsachse bildende Düsenbohrungen aufweist, dass der Abstand der einzelnen Düsenbohrungen zueinander derart Mein gewählt ist, dass nur im oberen Drehzahl- und Lastbereich des Motors ein geschlossener Kraftstoffstrahl entsteht.that the injection nozzle body has at least four nozzle bores running parallel or almost parallel to one another and forming an angle to the longitudinal axis of the injection nozzle, that the distance between the individual nozzle bores is selected in such a way that a closed fuel jet is only produced in the upper speed and load range of the engine.
Durch diese Merkmale wird das angestrebte Ziel voll erreicht. Die parallel zueinander verlaufenden Düsenbohrungen bilden ähnlich wie durch eine Einlochdüse an dem dafür vorgesehenen Teil der Brennraumwand einen geschlossenen dünnen Kraftstoffilm, wobei die Menge des eingespritzten Kraftstoffes die gleiche bleibt. Durch die Verwendung von vier dünnen Düsenbohrungen erfolgt gerade im unteren Lastbereich, bei Leerlauf und beim Starten durch die grössere Oberflächenverbindung mit der Verbrennungsluft auch eine erhöhte, unmittelbare Kraftstoff-Luftvermischung, durch die bekanntlich eine schnellere Gemischaufbereitung möglich ist. Als wesentlich hierbei muss angesehen werden, dass sich von Anfang an nur Meinere Kraftstofftröpfchen bilden können, die sich entschieden leichter mit der Verbrennungsluft vermischen. Mit zunehmender Last erhöht sich die Kraftstoff-Einspritzdauer, so dass immer mehr Kraftstoff, der innerhalb des nahezu geschlossenen Kraftstoffstrahles von der Verdampfung weitgehend geschützt ist, an die Brennraumwand gelangt. Die unmittelbare Kraftstoff-Luftvermischung bleibt somit auf ein Minimum beschränkt und es wird die eingangs genannte Gemischbildung annähernd wie bei einer Einlochdüse erreicht. Es sind keine beweglichen Verstellteile vorhanden, so dass die Einspritzdüse billig in der Herstellung und nicht störanfällig ist.With these features, the desired goal is fully achieved. Similar to a single-hole nozzle, the nozzle bores running parallel to one another form a closed, thin fuel film on the part of the combustion chamber wall provided for this purpose, with the quantity of fuel injected remaining the same. The use of four thin nozzle bores, especially in the lower load range, when idling and when starting due to the larger surface connection with the combustion air, also results in increased, immediate fuel-air mixing, which, as is well known, enables faster mixture preparation. It must be regarded as essential here that from the beginning only small fuel droplets can form, which mix with the combustion air decidedly more easily. The fuel injection duration increases with increasing load, so that more and more fuel, which is largely protected from evaporation within the almost closed fuel jet, reaches the combustion chamber wall. The direct fuel-air mixing is thus kept to a minimum and the mixture formation mentioned at the outset is achieved approximately as with a single-hole nozzle. There are no moving adjustment parts, so that the injector is cheap to manufacture and not prone to failure.
Einzelheiten der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels entnommen werden. Es zeigen:Details of the invention can be found in the following description of an embodiment shown in the drawings. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch den unteren Teil einer Einspritzdüse nach der Erfindung,1 shows a longitudinal section through the lower part of an injection nozzle according to the invention,
Fig. 2 die Einspritzdüse nach Fig. 1 von unten gesehen.Fig. 2 shows the injection nozzle according to Fig. 1 seen from below.
In Fig. 1 ist der Einspritzdüsenkörper mit 1 bezeichnet, in dem eine Düsennadel 2 geführt und durch eine nicht dargestellte Feder dichtend auf einen Sitz 3 gedrückt wird. Unterhalb des Sitzes 3 bzw. der Düsennadelspitze 4 befindet sich im Einspritzdüsenkörper 1 ein Hohlraum 5, von dem aus in einem Winkel a zur Einspritzdüsenlängsachse x geneigt zwei parallel zueinander verlaufende und eng aneinandergereihte Düsenbohrungen 6 nach aussen führen.In FIG. 1, the injection nozzle body is denoted by 1, in which a nozzle needle 2 is guided and is pressed sealingly onto a seat 3 by a spring, not shown. Below the seat 3 or the nozzle needle tip 4 in the injector body 1 there is a cavity 5 from which two parallel and closely spaced nozzle bores 6 lead out at an angle a to the injector longitudinal axis x.
Aus Fig. 2 ist zu ersehen, dass jeweils zwei Düsenbohrungen 6 nebeneinander und hintereinander angeordnet sind, so dass gemäss der Erfindung wenigstens vier Düsenbohrungen 6 vorhanden sind. Der Kraftstoff wird also ähnlich wie bei einer bekannten Einlochdüse nur in eine bestimmte Richtung gespritzt, wobei jedoch die einzelnen Tröpfchen einen ' wesentlich Meineren Durchmesser aufweisen, so dass eine schnellere Gemischaufbereitung erfolgt.From Fig. 2 it can be seen that two nozzle bores 6 are arranged side by side and one behind the other, so that according to the invention at least four nozzle bores 6 are present. The fuel is therefore only sprayed in a specific direction, similar to a known single-hole nozzle, but the individual droplets have a significantly smaller diameter, so that the mixture is prepared more quickly.
MM
1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings