DE102004002296B4 - Fuel injection and method for injection of fuel - Google Patents

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Abstract

Kraftstoffeinspritzsystem für eine mit einem homogenen Brennverfahren betriebene Otto-Brennkraftmaschine, die wenigstens ein Einlassventil (22) aufweist, mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12), die Kraftstoff direkt in einen, durch einen oszillierenden Kolben begrenzten Brennraum (14) einspritzt, wobei die Einspritzung synchron zur Luftansaugung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllenden (40) mehrerer aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) in den Brennraum (14) eintretenden Kraftstoffstrahlen (10) zu jedem Zeitpunkt eines Ventilhubs des Einlassventils (22) jeweils mit Abstand zum Einlassventil (22) liegen.A fuel injection system for a homogeneous combustion gasoline internal combustion engine having at least one inlet valve (22) with a fuel injector (12) injecting fuel directly into a combustion chamber (14) defined by an oscillating piston, the injection being synchronous with Air intake takes place, characterized in that the envelope (40) of a plurality of the fuel injection device (12) into the combustion chamber (14) entering fuel jets (10) at each time of a valve lift of the intake valve (22) in each case at a distance from the inlet valve (22).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine mit einem homogenen Brennverfahren betriebene Otto-Brennkraftmaschine, die wenigstens ein Einlassventil aufweist, mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die Kraftstoff direkt in einen, durch einen oszillierenden Kolben begrenzten Brennraum einspritzt, wobei die Einspritzung synchron zur Luftansaugung stattfindet. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine.The present invention relates to a fuel injection system for a homogeneous combustion fueled spark-ignition internal combustion engine having at least one intake valve with a fuel injector that injects fuel directly into a combustion chamber defined by an oscillating piston, the injection being synchronous with air intake. The invention further relates to a method for injecting fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine.

Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, die nach dem sog. Otto-Verbrennungsverfahren (mit Fremdzündung) arbeiten, sind oftmals mit einer Benzindirekteinspritzung zur Kraftstoffzumessung versehen, die gegenüber bekannten Verfahren mit einer sog. Saugrohreinspritzung zahlreiche Vorteile hinsichtlich eines Motorwirkungsgrades sowie eines Schadstoffemissionsverhaltens aufweist. Bei den Brennverfahren wird im Wesentlichen zwischen einem wandgeführten und einem strahlgeführten Brennverfahren unterschieden. Das wandgeführte Brennverfahren sieht vor, dass der Kraftstoff während des Einspritzvorgangs die Zylinderwand oder den Kolbenboden benetzt und von dort über die Ladungsbewegung bzw. den Drall des Kraftstoff-Luft-Gemisches wieder abgedampft wird. Beim strahlgeführten Brennverfahren trifft der Kraftstoffstrahl während des Einspritzvorgangs auf die Zündkerze und wird dort unmittelbar gezündet. Die Flammenfront des Kraftstoff-Luft-Gemisches breitet sich ausgehend von der Zündkerze in Richtung zu den Brennraumwänden und zum Kolbenboden aus.Internal combustion engines for motor vehicles, which operate according to the so-called Otto combustion method (with spark ignition), are often provided with direct fuel injection for fuel metering, which has numerous advantages in terms of engine efficiency and pollutant emission behavior compared to known methods with a so-called intake manifold injection. In the combustion process, a distinction is essentially made between a wall-guided and a spray-guided combustion process. The wall-guided combustion method provides that the fuel during the injection process wets the cylinder wall or the piston crown and is evaporated off there again via the charge movement or the swirl of the fuel-air mixture. In the spray-guided combustion process, the fuel jet strikes the spark plug during the injection process, where it is ignited immediately. The flame front of the fuel-air mixture spreads from the spark plug towards the combustion chamber walls and the piston crown.

Ein Kraftstoffeinspritzsystem, bei dem eine mittels eines Einspritzventils im Brennraum erzeugte Kraftstoffwolke eine Zylinderwand und/oder einen Kolbenboden im Wesentlichen nicht benetzt, ist aus der DE 199 19 643 A1 bekannt.A fuel injection system, in which a fuel cloud generated by means of an injection valve in the combustion chamber substantially does not wet a cylinder wall and / or a piston head, is known from US Pat DE 199 19 643 A1 known.

Ein Brennstoffeinspritzsystem mit einem Einspritzventil, das eine kegelförmige Gemischwolke in den Brennraum einspritzt, ist weiterhin aus der DE 100 32 336 A1 bekannt. Der Ventilkörper weist zusätzlich ein zentral angeordnetes Einspritzloch auf, das einen auf die Zündkerze gerichteten Zentralbereich der Gemischwolke erzeugt.A fuel injection system with an injection valve that injects a cone-shaped mixture cloud into the combustion chamber, is further from the DE 100 32 336 A1 known. The valve body additionally has a centrally disposed injection hole which generates a central region of the mixture cloud directed towards the spark plug.

Ein Brennstoffeinspritzsystem mit einem Ventil, das mehrere Brennstoffstrahlen erzeugt, die tangential in den Bereich der Zündkerze orientiert sind, ist aus der WO 02/095201 A1 bekannt.A fuel injection system having a valve which generates a plurality of fuel jets oriented tangentially in the region of the spark plug is known from US 5,456,467 WO 02/095201 A1 known.

Schließlich ist eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung aus der DE 101 17 518 A1 bekannt, bei der die Kraftstoffstrahlen so gerichtet sind, dass bei geöffnetem Einlassventil ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes auf einen Ventilteller des Einlassventils trifft.Finally, an internal combustion engine with direct injection from the DE 101 17 518 A1 in which the fuel jets are directed so that when the intake valve is open, part of the injected fuel strikes a valve disk of the intake valve.

Der Stand der Technik zeigt zudem die Druckschrift DE 197 54 849 A1 , aus welcher eine direkteinspritzende Brennkraftmaschine hervorgeht, die pro Zylinder wenigstens ein Gaswechselventil und ein Einspritzventil aufweist, wobei das Einspritzventil benachbart zu dem wenigstens einen Gaswechselventil in der Brennraumkuppel des Zylinders positioniert ist. Dabei soll die Brennraumkuppel in den Bereich, wo das Einspritzventil positioniert ist, eine in den Brennraum hineinragende Ausbuchtung aufweisen. Weiterhin sind die Druckschriften FR 2 837 238 A1 und DE 100 32 330 A1 bekannt. Erstere beschreibt eine Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, wobei jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Injektor zugeordnet ist, der mehrere Kraftstoffstrahlen in Richtung einer konkaven Ausnehmung in einer Kolbenfläche einbringt. Die letztgenannte Druckschrift zeigt dagegen ein Brennstoffeinspritzsystem, bei welcher Durchmesser von auf einer Spritzlochscheibe angeordneten Einspritzlöchern so verteilt sind, dass zu einem bestimmten Einspritzzeitpunkt der eingespritzte Brennstoff in einem von dem Kolben und der Zylinderwandung begrenzten Einspritzvolumen eines Brennraums möglichst homogen verteilt wird.The prior art also shows the document DE 197 54 849 A1 which discloses a direct injection internal combustion engine having at least one gas exchange valve and one injection valve per cylinder, wherein the injection valve is positioned adjacent to the at least one gas exchange valve in the combustion chamber dome of the cylinder. In this case, the combustion chamber dome should have in the region where the injection valve is positioned, projecting into the combustion chamber bulge. Furthermore, the publications FR 2 837 238 A1 and DE 100 32 330 A1 known. The former describes an internal combustion engine with a fuel injection device, wherein each cylinder of the internal combustion engine is associated with an injector, which introduces a plurality of fuel jets in the direction of a concave recess in a piston surface. The last-mentioned publication, in contrast, shows a fuel injection system in which the diameters of injection holes arranged on a spray disk are distributed in such a way that the injected fuel is distributed as homogeneously as possible in a injection volume of a combustion chamber bounded by the piston and the cylinder wall at a specific injection time.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Kraftstoffeinspritzsystem sowie ein verbessertes Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff für Brennkraftmaschinen zur Verfügung zu stellen, wobei Parameter der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von Brennverfahrensgesichtspunkten optimierbar sind.The present invention has for its object to provide an improved fuel injection system and an improved method for injection of fuel for internal combustion engines, wherein parameters of the fuel injection depending on Brennverfahrensgeichtpunkte be optimized.

Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 8 gelöst. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the objects of independent claims 1 and 8, respectively. Features of advantageous developments emerge from the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8 sehen vor, dass die Umhüllenden mehrerer aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Brennraum eintretenden Kraftstoffstrahlen zu jedem Zeitpunkt eines Ventilhubs des Einlassventils jeweils mit Abstand zu dem Einlassventil liegen. Zu jedem Zeitpunkt eines Ventilhubs weist der wenigstens eine Kraftstoffstrahl einen Abstand zum Ventil auf. Dieses Ventil wird üblicherweise auch als Gaswechselventil bezeichnet. Der Kraftstoffstrahl weist insbesondere einen Abstand zu einem Einlassventil auf. Mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffverteilung wird vermieden, dass das Ventil bzw. der Ventilteller während seiner Hubbewegung und während des Einspritzvorgangs mit einem der Kraftstoffstrahlen zusammentrifft.A fuel injection system according to the invention having the features of the preamble of claim 1 and a method of fuel injection according to the preamble of claim 8 provide that the envelopes of a plurality of fuel jets entering the combustion chamber from the fuel injector are spaced apart at each time of a valve lift of the intake valve lie the inlet valve. At any point in time of a valve lift, the at least one fuel jet is at a distance from the valve. This valve is commonly referred to as a gas exchange valve. The fuel jet in particular has a distance to an inlet valve. With the distribution of fuel according to the invention it is avoided that the valve or the valve disk during its stroke movement and during the Injection process with one of the fuel jets coincides.

Mit der Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzsystem zur Verfügung gestellt, bei dem mehrere Einzelstrahlen eines Kraftstoffzumessventils im Brennraum individuell angeordnet sind, womit das Spritzbild abhängig von Brennverfahrensparametern optimiert werden kann. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung – das sogenannte Einspritzventil bzw. der sog. Brennstoffinjektor – erzeugt mehrere Kraftstoffstrahlen, die je nach Bedarf in unterschiedliche Richtungen in den Brennraum eingespritzt werden können.With the invention, a fuel injection system is provided in which a plurality of individual jets of a fuel metering valve are arranged individually in the combustion chamber, with which the spray pattern can be optimized depending on combustion process parameters. The fuel injection device - the so-called injection valve or the so-called. Fuel injector - generates a plurality of fuel jets, which can be injected in different directions in the combustion chamber as needed.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Umhüllenden mehrerer aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Brennraum eintretenden Kraftstoffstrahlen jeweils beabstandet zu dem wenigstens einen Einlass- oder Auslassventil sind. Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Umhüllenden mehrerer aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Brennraum eintretenden Kraftstoffstrahlen jeweils beabstandet zu zwei oder mehr Einlass- oder Auslassventile sind. Mit Einlass- oder Auslassventilen ist im vorliegenden Zusammenhang insbesondere deren Ventilteller gemeint, der bei bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zumindest teilweise von den Kraftstoffstrahlen benetzt wird. Bei zwei oder mehr vorhandenen Einlass- oder Auslassventilen kann vorgesehen sein, dass die Umhüllenden der Mehrzahl der aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Brennraum eintretenden Kraftstoffstrahlen jeweils in einem Bereich zwischen den wenigstens zwei Ventilen verlaufen.An embodiment of the invention provides that the envelopes of a plurality of fuel jets entering the combustion chamber from the fuel injection device are in each case spaced from the at least one inlet or outlet valve. It can also be provided that the envelopes of a plurality of fuel jets entering the combustion chamber from the fuel injection device are in each case spaced from two or more intake or exhaust valves. With intake or exhaust valves is meant in the present context in particular their valve plate, which is wetted in known fuel injection devices at least partially by the fuel jets. In the case of two or more existing intake or exhaust valves, it may be provided that the envelopes of the plurality of fuel jets entering the combustion chamber from the fuel injection device each extend in an area between the at least two valves.

Mit der Erfindung können die Möglichkeiten einer Einzelstrahlauslegung optimal ausgenutzt werden. Es können auf diese Weise die Abgasemissionen der Brennkraftmaschine reduziert werden, insbesondere die Kohlenwasserstoff- und Rußemissionen. Dies wird dadurch erreicht, dass die bewegten/oszillierenden Einlass- oder Auslassventile nur minimal benetzt werden und dass der oszillierende Kolben sowie die Laufbuchse und der Zylinderkopf ebenfalls nur minimal benetzt werden. Hierdurch kann vermieden werden, dass sich die Kraftstoffstrahlen an kälteren Wand- oder Ventilabschnitten abkühlen, was zu einer ungünstigeren Verbrennung und gegebenenfalls zu einer nur unvollständigen Verbrennung des Kraftstoffes im Brennraum führen könnte. Mit Hilfe der Erfindung kann das Gemisch im Brennraum weitgehend homogenisiert werden, was eine optimale Volumenausnutzung für ein homogenes Brennverfahren bzw. ein stöchiometrisches Brennverfahren bedeutet. Auch die Gemischschichtung in einem mageren Motorbetrieb kann sehr gut gesteuert und kontrolliert werden.With the invention, the possibilities of a single beam design can be optimally utilized. It can be reduced in this way, the exhaust emissions of the internal combustion engine, in particular the hydrocarbon and soot emissions. This is achieved by minimal wetting of the moving / oscillating intake or exhaust valves and minimizing the wetting of the oscillating piston, bushing and cylinder head. This can be avoided that cool the fuel jets on colder wall or valve sections, which could lead to a less favorable combustion and possibly to incomplete combustion of the fuel in the combustion chamber. With the aid of the invention, the mixture in the combustion chamber can be largely homogenized, which means optimum volume utilization for a homogeneous combustion process or a stoichiometric combustion process. Also, the mixture stratification in a lean engine operation can be very well controlled and controlled.

Unter Berücksichtigung dieser Kriterien bei der Kraftstoffeinspritzung und/oder Kraftstoffzumessung ergeben sich keine symmetrischen Einzelstrahllagen mit regelmäßiger Anordnung auf einer Kegelmantelfläche, wie dies heute bei bekannten Einspritzsystemen üblich ist, sondern es werden unregelmäßige Spraybilder gebildet, die den gestellten Anforderungen mit unterschiedlicher Zielsetzung und Gewichtung gerecht werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Einhüllende der Umhüllenden der wenigstens drei oder mehr in den Brennraum eintretenden Kraftstoffstrahlen einen dreieck-, viereck-, fünfeck- oder vieleckförmigen Querschnitt aufweist. Vorzugsweise kann das Spritzbild der Kraftstoffstrahlen weitgehend spiegelsymmetrisch sein, wobei eine Spiegelachse des Spritzbildes weitgehend deckungsgleich zu einer Spiegelachse der Projektionen der Einlassventile bzw. der Gaswechselventile im Brennraum ist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Kraftstoffeinspritzventil symmetrisch zu den beiden Einlassventilen bzw. symmetrisch zu zwei Gaswechselventilen angeordnet ist.Taking into account these criteria in fuel injection and / or Kraftstoffzumessung arise no symmetrical Einzelstrahllagen with regular arrangement on a conical surface, as is common today in known injection systems, but it is irregular spray images formed, which meet the requirements with different objectives and weighting , In particular, it can be provided that an envelope of the envelopes of the at least three or more fuel jets entering the combustion chamber has a triangular, quadrilateral, pentagonal or polygonal cross section. Preferably, the spray pattern of the fuel jets can be largely mirror-symmetrical, wherein a mirror axis of the spray pattern is largely congruent to a mirror axis of the projections of the intake valves and the gas exchange valves in the combustion chamber. This is particularly useful if the fuel injection valve is arranged symmetrically to the two inlet valves or symmetrically to two gas exchange valves.

Die Kraftstoffeinzelstrahlen können vorzugsweise so ausgerichtet werden, dass sie je nach Anwendung zur Emissionsminimierung an den Einlass- oder Auslassventilen insgesamt vorbei spritzen oder nur über einen kleinen zeitlichen Querschnitt die Ventilteller benetzen, was zur Minimierung von Verkokungen bei gleichzeitiger Emissionsminderung beitragen kann. Hierdurch kann erreicht werden, dass das restliche nutzbare Volumen im Brennraum optimal ausgenutzt wird. Dies betrifft insbesondere die Abstände der Einzelstrahlen zueinander zur Bildung einer möglichst homogenen Kraftstoffwolke im Brennraum.The individual fuel jets may preferably be oriented so that, depending on the emission minimization application, they splash past the intake or exhaust valves altogether, or only wet the valve disks over a small time cross-section, which may contribute to minimizing coking while mitigating emissions. This can be achieved that the remaining usable volume is optimally utilized in the combustion chamber. This relates in particular to the distances of the individual beams to each other to form a homogeneous as possible fuel cloud in the combustion chamber.

Die vorliegende Erfindung ist weitgehend unabhängig von der Lochanzahl der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, der Einspritzventillage und dem Brennverfahren (homogen, geschichtet, homogen-mager) allgemein gültig anwendbar. Selbstverständlich eignet sich das erfindungsgemäße Einspritzsystem bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung bei einer Brennkraftmaschine mit einem, zwei, drei oder mehr Einlass- oder Auslassventilen. Auch kann der Brennraum eine, zwei oder mehr Zündkerzen aufweisen, ohne dass sich die grundsätzlichen Erfindungsparameter ändern.The present invention is generally applicable regardless of the number of holes of the fuel injector, the injection valve location and the combustion process (homogeneous, stratified, homogeneous-lean). Of course, the injection system according to the invention or the inventive method for use in an internal combustion engine having one, two, three or more inlet or outlet valves. Also, the combustion chamber may have one, two or more spark plugs without changing the fundamental parameters of the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen die:The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. The show:

1 bis 3 schematische Perspektivdarstellungen eines Teils eines Brennraums einer Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem und die 1 to 3 schematic perspective views of a portion of a combustion chamber of an internal combustion engine with a fuel injection system according to the invention and the

4 bis 6 verschiedene Projektionsdarstellungen eines Spritzbildes einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung. 4 to 6 Various projection representations of a spray pattern of a fuel injection device according to the invention.

Im nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird auf eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung und Kraftstoffdirekteinspritzung, die im vorliegenden Zusammenhang auch als Kraftstoffeinspritzsystem bezeichnet wird, Bezug genommen. Die Brennkraftmaschine weist jeweils zwei Einlassventile 22 und eine Zündkerze 20 für jeden Brennraum 14 auf. Der Brennraum 14 wird nach oben durch einen Zylinderkopf, zu den Seiten durch zylindrische Brennraumwände und nach unten durch einen Kolbenboden 8 eines oszillierenden Kolbens begrenzt.In the embodiment described below, reference is made to an internal combustion engine with spark ignition and direct fuel injection, which is referred to in the present context as a fuel injection system. The internal combustion engine has two inlet valves each 22 and a spark plug 20 for every combustion chamber 14 on. The combustion chamber 14 is up through a cylinder head, to the sides through cylindrical combustion chamber walls and down through a piston head 8th limited an oscillating piston.

Die 1 bis 3 verdeutlichen in perspektivischen Darstellungen die Verteilung mehrerer Kraftstoffstrahlen 10 eines Einspritzventils 12, das keine wandgeführte Verbrennung erzeugt, sondern eine möglichst weitgehend homogen verteilte Kraftstoffwolke im Brennraum 14 erzeugt. Das Einspritzventil wird im vorliegenden Zusammenhang auch allgemeiner als Kraftstoffeinspritzvorrichtung 12 bezeichnet. Die Kraftstoffstrahlen 10 bilden mit ihrer Einhüllenden bzw. mit ihren umhüllenden Flächen 40 keine Kegelmantelfläche, sondern eine unregelmäßig verteilte Einhüllende, wie dies insbesondere anhand der senkrechten Draufsicht auf eine Düse 16 mit sechs Spritzlöchern 18 der 3 verdeutlicht ist.The 1 to 3 illustrate in perspective representations the distribution of multiple fuel jets 10 an injection valve 12 , which generates no wall-guided combustion, but a largely homogeneous distributed fuel cloud in the combustion chamber 14 generated. The injector will also be more generally referred to herein as a fuel injector 12 designated. The fuel jets 10 form with their envelope or with their enveloping surfaces 40 no conical surface, but an irregularly distributed envelope, as in particular on the basis of the vertical plan view of a nozzle 16 with six spray holes 18 of the 3 is clarified.

Die Kraftstoffstrahlen 10 benetzen nicht unmittelbar eine Zündkerze 20, sondern ein oberster Kraftstoffstrahl 101 wird in deren unmittelbare Nähe geführt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Brennraum 14 eine einzelne Zündkerze 20 auf, die sich im oberen Bereich des Brennraums 14 befindet, wo auch die beiden Einlassventile 22 angeordnet sind.The fuel jets 10 do not immediately wet a spark plug 20 but a top fuel jet 101 is conducted in their immediate vicinity. In the embodiment shown, the combustion chamber 14 a single spark plug 20 on, located in the upper area of the combustion chamber 14 where are the two inlet valves 22 are arranged.

Der Verlauf der Kraftstoffstrahlen 10 vermeidet eine Benetzung der Einlassventile 22 sowie eine Benetzung der Zündkerze 20, woraus eine sehr homogene Kraftstoffverteilung im Brennraum 14 ermöglicht wird. Auch der Kolbenboden 8 wird nur schwach oder gar nicht mit Kraftstoff benetzt, ebenso wie die Brennraumwände und der Zylinderkopf. Mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffverteilung kann insbesondere eine Schadstoffreduktion bei der Verbrennung erreicht werden, da die Verbrennung nahezu vollständig ablaufen kann. Die sich von der Zündkerze 20 ausbreitende Flammenfront durchläuft die gesamte Kraftstoffwolke und sorgt für eine nahezu vollständige Verbrennung.The course of the fuel jets 10 avoids wetting of the intake valves 22 and a wetting of the spark plug 20 , resulting in a very homogeneous fuel distribution in the combustion chamber 14 is possible. Also the piston bottom 8th Wetting weakly or not at all with fuel, as well as the combustion chamber walls and the cylinder head. With the fuel distribution according to the invention can be achieved in particular a pollutant reduction during combustion, since the combustion can proceed almost completely. That differs from the spark plug 20 Spreading flame front passes through the entire fuel cloud and ensures almost complete combustion.

Die 4 zeigt die zwischen den zwei Einlassventilen 22 vorbei spritzenden Kraftstoffstrahlen 10 des erfindungsgemäßen Einspritzventils 12. Anhand des Verlaufs wird deutlich, dass die Ventilteller 24 der Einlassventile 22 weitestgehend nicht oder nur minimal von eingespritztem Kraftstoff benetzt werden. Eine Abkühlung des Kraftstoffs an den Ventiltellern kann dadurch vermieden werden. Dargestellt sind in 4 die Projektionen 26 und 28 der Ventilteller 24 der beiden Einlassventile 22 bei einem maximalen Ventilhub, der bspw. ca. 10 bis 12 mm betragen kann. 5 zeigt eine Projektion in Richtung des Winkels α entsprechend der Darstellung der 4. 6 zeigt eine Projektion in Richtung des Winkels β entsprechend der Darstellung der 4.The 4 shows the between the two intake valves 22 over splashing fuel jets 10 of the injection valve according to the invention 12 , Based on the course it becomes clear that the valve plate 24 the intake valves 22 largely not or only minimally wetted by injected fuel. Cooling of the fuel at the valve plates can be avoided. Shown in 4 the projections 26 and 28 the valve plate 24 the two intake valves 22 at a maximum valve lift, which may be, for example, about 10 to 12 mm. 5 shows a projection in the direction of the angle α corresponding to the representation of 4 , 6 shows a projection in the direction of the angle β as shown in FIG 4 ,

Anhand der 4 bis 6 wird deutlich erkennbar, dass ein erster und zweiter Kraftstoffstrahl 101, 102 (vgl. 4) jeweils auf eine Symmetrieachse der beiden symmetrisch zueinander angeordneten Einlassventile 22 trifft bzw. entlang einer Symmetrieebene 30 zwischen den beiden Ventilen 22 verläuft. Es wird weiterhin deutlich, dass ein dritter und vierter Kraftstoffstrahl 103, 104 noch recht nahe bei der Symmetrieebene 30 liegen, da die Projektionen 26 und 28 in diesem Bereich noch recht nahe an der Symmetrieachse liegen. Ein fünfter und sechster Kraftstoffstrahl 105, 106 ermöglich dann bereits eine deutliche Strahlaufweitung und damit eine gewünschte, relativ homogene Kraftstoffverteilung im Brennraum, ohne dass die Ventilteller 24 mit Kraftstoff benetzt werden.Based on 4 to 6 becomes clear that a first and second fuel jet 101 . 102 (see. 4 ) in each case on an axis of symmetry of the two symmetrically arranged inlet valves 22 meets or along a plane of symmetry 30 between the two valves 22 runs. It also becomes clear that a third and fourth fuel jet 103 . 104 still pretty close to the symmetry plane 30 lie, because the projections 26 and 28 in this area are still quite close to the axis of symmetry. A fifth and sixth fuel jet 105 . 106 allows then already a significant beam expansion and thus a desired, relatively homogeneous fuel distribution in the combustion chamber, without the valve disk 24 be wetted with fuel.

Eine umhüllende Fläche 42 (unterbrochene Linie in 4) der jeweiligen Umhüllenden 40 der sechs Kraftstoffstrahlen 101, 102, 103, 104, 105, 106 weist somit keinen kreisförmigen, sondern einen unregelmäßigen, jedoch symmetrischen Querschnitt auf.An enveloping surface 42 (broken line in 4 ) of the respective envelopes 40 the six fuel jets 101 . 102 . 103 . 104 . 105 . 106 thus has no circular, but an irregular, but symmetrical cross-section.

Claims (7)

Kraftstoffeinspritzsystem für eine mit einem homogenen Brennverfahren betriebene Otto-Brennkraftmaschine, die wenigstens ein Einlassventil (22) aufweist, mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12), die Kraftstoff direkt in einen, durch einen oszillierenden Kolben begrenzten Brennraum (14) einspritzt, wobei die Einspritzung synchron zur Luftansaugung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllenden (40) mehrerer aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) in den Brennraum (14) eintretenden Kraftstoffstrahlen (10) zu jedem Zeitpunkt eines Ventilhubs des Einlassventils (22) jeweils mit Abstand zum Einlassventil (22) liegen.Fuel injection system for a combustion engine operated with a homogeneous combustion gasoline engine, the at least one inlet valve ( 22 ), with a fuel injection device ( 12 ), the fuel directly into a, limited by an oscillating piston combustion chamber ( 14 ), wherein the injection takes place in synchronism with the air intake, characterized in that the envelope ( 40 ) several of the fuel injection device ( 12 ) in the combustion chamber ( 14 ) entering fuel jets ( 10 ) at each time of a valve lift of the intake valve ( 22 ) in each case at a distance from the inlet valve ( 22 ) lie. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllenden (40) mehrerer aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) in den Brennraum (14) eintretenden Kraftstoffstrang (10) jeweils mit Abstand zu zwei oder mehr Einspritzventilen (22) liegen.Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the envelope ( 40 ) several of the fuel injection device ( 12 ) in the combustion chamber ( 14 ) entering fuel line ( 10 ) each with a distance to two or more injectors ( 22 ) lie. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllenden (40) der Mehrzahl der aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) in den Brennraum (14) eintretenden Kraftstoffstrahlen (10) jeweils in einem Bereich zwischen den wenigstens zwei Einspritzventilen (22) liegen.Fuel injection system according to claim 2, characterized in that the envelope ( 40 ) of the plurality of fuel injectors ( 12 ) in the combustion chamber ( 14 ) entering fuel jets ( 10 ) in each case in an area between the at least two injection valves ( 22 ) lie. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine einhüllende Umfangsfläche (42) der Umhüllenden (40) der wenigstens drei oder mehr in den Brennraum (14) eintretenden Kraftstoffstrahlen (10) einen dreieck-, viereck-, fünfeck- oder vieleckförmigen Querschnitt aufweist. Fuel injection system according to one of claims 1 to 3, characterized in that an enveloping peripheral surface ( 42 ) of the envelope ( 40 ) of at least three or more in the combustion chamber ( 14 ) entering fuel jets ( 10 ) has a triangular, quadrangular, pentagonal or polygonal cross-section. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzbild der Kraftstoffstrahlen (10) weitgehend spiegelsymmetrisch ist.Fuel injection system according to one of claims 1 to 4, characterized in that a spray pattern of the fuel jets ( 10 ) is largely mirror-symmetrical. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzbild der Kraftstoffstrahlen (10) weitgehend symmetrisch zur Anordnung der Einspritzventile (22) ist.Fuel injection system according to claim 5, characterized in that the spray pattern of the fuel jets ( 10 ) substantially symmetrical to the arrangement of the injection valves ( 22 ). Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum (14) einer Brennkraftmaschine mittels wenigstens einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) zur Erzeugung mindestens eines in den Brennraum (14) gerichteten Kraftstoffstrahls (10) mit einem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß wenigstens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kraftstoffstrahl (10) mit Abstand zu einem Einlassventil (22) in den Brennraum (14) eingespritzt wird, wobei die Umhüllenden (40) mehrerer aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) in den Brennraum (14) eintretenden Kraftstoffstrahlen (10) zu jedem Zeitpunkt eines Ventilhubs des Einlassventils (22) jeweils mit Abstand zum Einlassventil (22) liegen.Method for injecting fuel into the combustion chamber ( 14 ) of an internal combustion engine by means of at least one fuel injection device ( 12 ) for generating at least one into the combustion chamber ( 14 ) directed fuel jet ( 10 ) with a fuel injection system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one fuel jet ( 10 ) with distance to an inlet valve ( 22 ) in the combustion chamber ( 14 ), the envelopes ( 40 ) several of the fuel injection device ( 12 ) in the combustion chamber ( 14 ) entering fuel jets ( 10 ) at each time of a valve lift of the intake valve ( 22 ) in each case at a distance from the inlet valve ( 22 ) lie.
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