DE102006024665A1 - Fuel injection system for IC engines, especially diesel engines, is fitted with laser which heats fuel in dosing chamber, so that some of it evaporates and lifts valve to open outlet - Google Patents

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Abstract

The fuel injection system for IC engines is fitted with a laser (20) which heats the fuel in the dosing chamber (16). Some of the fuel evaporates and lifts a valve (14) to open the outlet (28). An independent claim is included for IC engines fitted with the injection system.

Description

Stand der TechnikState of the art

Bisherige Kraftstoffeinspritzsysteme für Dieselkraftstoffe beruhen auf einer möglichst feinverteilten Eindüsung des flüssigen Kraftstoffs in den Verbrennungsraum. Dies geschieht mit hohem Druck, so dass der Kraftstoff in feine Tröpfchen zerstäubt wird. Es ist jedoch bekannt, dass insbesondere größere Kraftstofftröpfchen, deren Bildung nicht völlig verhindert werden kann, bzw. ein kompakter Einspritzstrahl zu höheren Rußemissionen führen können. Um eine möglichst feine Zerstäubung zu erreichen, werden sehr hohe Einspritzdrücke von bis zu 2000 bar realisiert. Die dazu nötige Auslegung der Dieseleinspritzdüsen für solche Drücke ist sehr aufwendig und damit kostenintensiv.Previous Fuel injection systems for Diesel fuels are based on a very finely distributed injection of the liquid Fuel into the combustion chamber. This happens with high pressure, so that the fuel is atomized into fine droplets. It However, it is known that especially larger fuel droplets, their education is not complete can be prevented, or a compact injection jet to higher soot emissions to lead can. To one as possible fine atomization To achieve very high injection pressures of up to 2000 bar are realized. The necessary Design of diesel fuel injectors for such pressures is very expensive and therefore expensive.

Als alternatives Konzept wird in der EP 347 534 vorgeschlagen, in eine Einspritzdüse einen Laser zu integrieren, der in einem Kraftstoffvolumen eine Gasblase erzeugt. Durch die sich ausdehnende Dampfblase kommt es zu einem impulsartigen Ausspritzen einer bestimmten Kraftstoffmenge in einen Verbrennungsraum. Dies löst jedoch nicht die Problematik der Rußemissionen durch tröpfchenförmigen Kraftstoffeintrag in den Verbrennungsraum.As an alternative concept is in the EP 347 534 proposed to integrate in a fuel injector a laser that generates a gas bubble in a fuel volume. Due to the expanding steam bubble, there is a pulse-like ejection of a certain amount of fuel into a combustion chamber. However, this does not solve the problem of soot emissions by droplet fuel entry into the combustion chamber.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems für Dieselkraftstoffe, das den Kraftstoff einem Verbrennungsraum zuführt.task The invention is the provision of a fuel injection system for diesel fuels, the supplies the fuel to a combustion chamber.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Durch die Zufuhr von vorzugsweise dampfförmigem Kraftstoff in den Verbrennungsraum einer Brennkraftmaschine kann die Rußbildung vermindert und der Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors verbessert werden. Gleichzeitig kann auf die gegenwärtig ver wendete aufwendige Ausgestaltung der Einspritzdüse als Hochdruckdüse verzichtet werden.By the supply of preferably vaporous fuel into the combustion chamber an internal combustion engine can reduce the formation of soot and the Efficiency of the internal combustion engine can be improved. simultaneously can on the present ver spent complicated design of the injector omitted as a high pressure nozzle become.

In eine Einspritzdüse für Dieselkraftstoff ist dabei eine Quelle für thermische Energie, insbesondere ein Laser integriert. Dieser führt innerhalb der Einspritzdüse zum vollständigen Verdampfen eines vordosierten Kraftstoffvolumens, bevor der Kraftstoff dampfförmig in einen Verbrennungsraum eingebracht wird. Ein möglicher Aufbau einer derartigen Einspritzdüse ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt.In an injection nozzle for diesel fuel is a source for thermal energy, in particular a laser integrated. This leads inside the injector to the full Vaporizing a pre-metered volume of fuel before the fuel is vaporous a combustion chamber is introduced. One possible construction of such an injection nozzle is in the attached Drawing shown.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung ist die Verbindung zwischen dem Dosierraum und den Auslassöffnungen durch ein bewegliches Ventilglied verschließbar. Hierbei öffnet das Ventilglied entweder durch einen eigenen Mechanismus, beispielsweise einen Magneten oder einen Piezoaktor, oder druckgesteuert durch den Dampfdruck im Dosierraum.In an advantageous development of the subject of the invention is the connection between the dosing and the outlet through a movable valve member closable. This opens Valve member either by its own mechanism, for example a magnet or a piezoelectric actuator, or pressure controlled by the Vapor pressure in the dosing chamber.

Zeichnungdrawing

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems im Längsschnitt dargestellt, wobei nur die wesentlichen Komponenten gezeigt sind.In The drawing is an embodiment of a Fuel injection system according to the invention in longitudinal section shown, with only the essential components are shown.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Die in der Zeichnung in einem Ausschnitt dargestellte Einspritzdüse 10 umfasst einen Düsenkörper 12 sowie ein Ventilschließglied in Form einer axial beweglichen Ventilnadel 14. Am brennraumseitigen Ende des Düsenkörpers 12 wird ein Dosierraum 16 durch die Innenwandung des Düsenkörpers 12 und die Ventilnadel 14 in geschlossenem Zustand begrenzt, wobei die Ventilnadel 14 an einem konischen Ventilsitz 11 anliegt, von dem mehrere Auslassöffnungen 28 abgehen. Dem Dosierraum 16 kann Kraftstoff durch eine in die Ventilnadel 14 integrierte Kraftstoffzufuhrleitung 18 zugeführt werden. Der im Dosierraum 16 vorgelegte Kraftstoff wird mittels einer Quelle für thermische Energie, insbesondere mittels eines Lasers 20, in einen dampfförmigem Zustand überführt. Um den Laser 20 vor den thermischen und korrosiven Einflüssen des die Einspritzdüse 10 umgebenden Verbrennungsraums abzuschirmen, ist dieser vorzugsweise in einem brennraumfernen Bereich der Einspritzdüse angeordnet. Die von dem Laser 20 ausgesandte Strahlung wird dem Dosierraum 16 über eine in der Ventilnadel 14 ausgebildete Bohrung 22 zugeführt. Um ein Eindringen des Kraftstoffs vom Dosierraum 16 in die Bohrung 22 zu verhindern, ist die Bohrung 22 an ihrem dem Dosierraum 16 zugewandten Ende mit einer für die Laserstrahlung transparenten Verschlussscheibe 24 versehen. Der Laser 20 kann sowohl Bestandteil der Ventilnadel 14 sein, wobei dieser dann die Bewegungen der Ventilnadel 14 nachvollziehen muss, oder von der Ventilnadel 14 separiert am Gehäuse 12 befestigt sein.The injection nozzle shown in the drawing in a section 10 includes a nozzle body 12 and a valve closure member in the form of an axially movable valve needle 14 , At the combustion chamber end of the nozzle body 12 becomes a dosing room 16 through the inner wall of the nozzle body 12 and the valve needle 14 limited in the closed state, the valve needle 14 on a conical valve seat 11 abuts, of which several outlet openings 28 depart. The dosing room 16 can fuel through a into the valve needle 14 integrated fuel supply line 18 be supplied. The in the dosing room 16 submitted fuel is by means of a source of thermal energy, in particular by means of a laser 20 , converted into a vaporous state. To the laser 20 against the thermal and corrosive influences of the injector 10 To shield surrounding combustion chamber, this is preferably arranged in a region remote from the combustion chamber of the injection nozzle. The one from the laser 20 emitted radiation is the dosing 16 via one in the valve needle 14 trained hole 22 fed. To prevent the fuel from entering the dosing chamber 16 into the hole 22 to prevent is the bore 22 at her the dosing room 16 facing end with a transparent to the laser radiation shutter disk 24 Mistake. The laser 20 can be both part of the valve needle 14 be, this then the movements of the valve needle 14 must understand, or from the valve needle 14 separated on the housing 12 be attached.

Um ein rasches Verdampfen des im Dosierraum 16 vorgelegten Kraftstoffs zu erreichen, kann entweder der Laser 20 so ausgeführt sein, dass dessen Strahlung eine Wellenlänge aufweist, die von dem vorgelegten Kraftstoff in ausreichendem Maße absorbiert wird (beispielsweise im UV- oder Nah-Infrarot-Bereich), oder im Dosierraum 16 ist eine die Laserstrahlung absorbierende Beschichtung 26 vorgesehen, die sich bei Absorption der Laserstrahlung erhitzt und auf diesem Wege den vorgelegten Kraftstoff verdampft. So kann die Beschichtung 26 beispielsweise durch eine hitzebeständige schwarze Beschichtung gebildet sein, die dadurch Laserstrahlung im VIS-Bereich absorbiert. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine nach längerer Benutzung einsetzende Verkokung durch den sich zersetzenden Kraftstoff an der Beschichtung 26 auftritt und nicht an der Verschlussscheibe 24, was das Eindringen der Strahlungsenergie in den Kraftstoff verhindern würde.To quickly evaporate the in the dosing 16 can reach the submitted fuel, either the laser 20 be designed so that its radiation has a wavelength which is sufficiently absorbed by the fuel introduced (for example in the UV or near-infrared region), or in the dosing 16 is a coating absorbing the laser radiation 26 provided, which heats up upon absorption of the laser radiation and vaporized in this way the submitted fuel. So can the coating 26 be formed for example by a heat-resistant black coating, which thereby absorbs laser radiation in the VIS range. This embodiment has the advantage that coking that sets in after prolonged use is due to the decomposing fuel on the coating 26 occurs and not on the shutter disc 24 , which would prevent the penetration of radiant energy into the fuel.

Der vorgelegte Kraftstoff wird dem Verbrennungsmotor zugeführt, indem die Ventilnadel 14 einen entsprechenden Hub ausführt, wobei sie vom Ventilsitz 11 abhebt. Der dampfförmige Kraftstoff verlässt dann über die Auslassöffnungen 28 die Einspritzdüse und strömt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine. Sobald der dampfförmige Kraftstoff entwichen ist, schließt die Ventilnadel 14 erneut und fährt zurück in ihre Schließstellung in Anlage am Ventilsitz 11. Die Bewegung der Ventilnadel 14 kann auf verschiedene Weise geschehen: Zum einen ist eine Zwangssteuerung möglich, das heißt, dass die Ventilnadel 14 durch einen vorzugsweise elektrischen Aktor, wie einen Magnet- oder Piezoaktor, unabhängig vom Druck im Dosierraum 16 bewegt werden kann. Zum anderen kann die Ventilnadel 14 druckgesteuert sein, was bedeutet, dass sie durch den Druck im Dosierraum 16 eine vom Ventilsitz 11 weggerichtete Kraft erfährt und somit gegen die Kraft eines Federelements 15, das in der Zeichnung schematisch angedeutet ist, in ihre Öffnungsstellung fährt. Sinkt der Druck im Dosierraum wieder ab, so drückt das Federele ment die Ventilnadel zurück in ihre Schließstellung, so dass das Einspritzventil für die nächste Einspritzung bereitsteht.The submitted fuel is supplied to the internal combustion engine by the valve needle 14 performs a corresponding stroke, from the valve seat 11 takes off. The vaporous fuel then leaves via the outlet openings 28 the injection nozzle and flows into a combustion chamber of the internal combustion engine. As soon as the vaporous fuel has escaped, the valve needle closes 14 again and moves back to its closed position in contact with the valve seat 11 , The movement of the valve needle 14 can be done in several ways: Firstly, a positive control is possible, that is, the valve needle 14 by a preferably electric actuator, such as a magnetic or piezoelectric actuator, regardless of the pressure in the dosing 16 can be moved. On the other hand, the valve needle 14 be pressure controlled, which means that they are controlled by the pressure in the dosing 16 one from the valve seat 11 straightened force experiences and thus against the force of a spring element 15 , which is indicated schematically in the drawing, moves into its open position. If the pressure in the metering chamber decreases again, the spring element presses the valve needle back into its closed position so that the injection valve is ready for the next injection.

Nachfolgend soll eine mögliche Auslegung eines Laser für ein derartiges Einspritzventil abgeschätzt werden. Hierzu wurden folgende Annahmen gemacht: Für Volllast soll ein Verbrennungsmotor für Diesel (6 Zylinder) bei 4500 Umdrehungen/Minute und einem Verbrauch von 20 Litern Kraftstoff pro 100 km betrieben werden bei einer angenommenen Geschwindigkeit des Fahrzeugs von 200 km/h, also 40 l/h. Dies entspricht bei einem 4-Takt-Motor 4500 U/min·60 min/2 = 135.000 Einspritzvorgängen pro Zylinder und Stunde mit jeweils V = 40 l/(135.000·6) = 0,049 ml Kraftstoff pro Einspritzung, also ca. 50 μl. Wird als Modellkraftstoff für Diesel wegen der Verfügbarkeit entsprechender Daten Cetan (C16H34) herangezogen, so ergibt sich aus der Dichte ρCetan = 0,773 g/ml eine Masse von m = ρ·V = 0,773 g/ml·0,049 ml = 0,038 g.Below is a possible design of a laser for such an injection valve can be estimated. For this purpose, the following assumptions were made: For full load of an internal combustion engine for diesel (6 cylinders) at 4500 revolutions / minute and a consumption of 20 liters of fuel per 100 km operated at an assumed speed of the vehicle of 200 km / h, ie 40 l / H. For a 4-stroke engine, this corresponds to 4500 rpm x 60 min / 2 = 135,000 injections per cylinder per hour with V = 40 l / (135,000 x 6) = 0.049 ml of fuel per injection, ie approx. 50 μl. If cetane (C 16 H 34 ) is used as the model fuel for diesel because of the availability of corresponding data, the density ρ cetane = 0.773 g / ml results in a mass of m = ρ * V = 0.773 g / ml x 0.049 ml = 0.038 G.

Durch die Erhitzung des Kraftstoffs wird dieser gasförmig. Bei einer Molmasse MCetan = 226,44 g/Mol ergibt sich daraus, dass aus 1 ml flüssigem Cetan bei Atmosphärendruck 76,5 ml Dampf entsteht. Wird dagegen von einem konstanten Volumen ausgegangen, so bildet 1 ml des bei 1 bar vorgelegtem flüssigen Cetan Dampf mit einem Druck von 76,5 bar. Dies reicht aus, den im Punkt höchster Kompression im Verbrennungsraum herrschenden Druck von ca. 20 bar (oder etwas mehr bei Turboaufladung) zu überwinden und den gasförmigen Kraftstoff über die Auslassöffnungen 28 in den Verbrennungsmotor austreten zu lassen.By heating the fuel, it becomes gaseous. At a molecular weight M cetane = 226.44 g / mol, this results in 76.5 ml of steam being produced from 1 ml of liquid cetane at atmospheric pressure. If, on the other hand, a constant volume is assumed, 1 ml of the liquid cetane initially introduced at 1 bar forms steam at a pressure of 76.5 bar. This is sufficient to overcome the pressure of about 20 bar (or slightly more in the case of turbocharging) prevailing in the combustion chamber at the point of highest compression and the gaseous fuel via the outlet openings 28 let escape into the engine.

Cetan weist einen Siedepunkt von 287 °C auf. Wird die spezifische Wärmekapazität von Oktan zugrundegelegt (cp = 2,2224 J/g·K) und eine notwendige Erwärmung des Kraftstoffs um rund ΔT = 300 K, so wird pro Einspritzung eine Energiemenge von E = cp·m ΔT = 25,3 J benötigt. Dies bedeutet bei 37,5 Einspritzungen pro Sekunde (4500 U/min) eine gemittelte Energieaufnahme (eingebrachte Strahlungsleistung) von 949 J/s ≈ 1 kW pro Einspritzdüse und entsprechend 6 kW für den gesamten Motor.Cetane has a boiling point of 287 ° C. If the specific heat capacity of octane (c p = 2.2224 J / g · K) and a necessary heating of the fuel by about ΔT = 300 K, then an energy amount of E = c p · m ΔT = 25, 3 J needed. This means at 37.5 injections per second (4500 rpm) an average energy consumption (introduced radiant power) of 949 J / s ≈ 1 kW per injection nozzle and correspondingly 6 kW for the entire engine.

Geeignete gepulste Hochleistungs-Laserdioden-Arrays sind heute verfügbar, die eine Ausgangsleistung von bspw. 1900 W haben und damit genug Leistung bei überschaubaren Abmessungen zur Verfügung stellen. Die Laser können bei Betriebstemperaturen von wenigstens –20 °C bis 50 °C betrieben werden. Nach einer Milliarde Laserpulsen sind immer noch 90 % der Strahlungsleistung vorhanden, so dass die Funktion während des gesamten Fahrzeuglebens gewährleistet ist.suitable High-power pulsed laser diode arrays are available today have an output power of, for example, 1900 W and thus enough power at manageable Dimensions available put. The lasers can be operated at operating temperatures of at least -20 ° C to 50 ° C. After a Billion laser pulses are still 90% of the radiation power available, so that the function throughout the vehicle life guaranteed is.

Die obigen Annahmen entsprechen einem sehr leistungsstarken Dieselmotor, der beispielsweise 180 kW Maximalleistung erreicht. Demgegenüber erscheint eine Leistung der Laser, die bei einem Wirkungsgrad von 40 % maximal 6 kW/0,4 = 15 kW betragen kann, vertretbar, zumal heutige Common-Rail-Systeme bei Maximalleistung zur Verdichtung des Kraftstoffs ebenfalls einige kW an Leistung erfordern.The above assumptions correspond to a very powerful diesel engine, for example, reaches 180 kW maximum power. In contrast, appears a power of the laser, which at a maximum efficiency of 40% 6 kW / 0.4 = 15 kW, justifiable, especially today's common-rail systems at maximum power for compression of the fuel also some kW of power require.

Für die Steuerung der dem Verbrennungsraum zugeführten Kraftstoffmenge stehen als Steuergrößen die Leistung des Lasers und die Öffnungszeiten des Einspritzventils zur Verfügung. Weiterhin sollte die Kraftstoffzufuhrleitung 18 in Kontakt mit einem Dosierventil stehen, über das die dem Dosierraum 16 zugeführte Kraftstoffmenge eingestellt werden kann. Weiterhin sollte die Kraftstoffzufuhrleitung 18 in Kontakt mit einem geeigneten Drucksensor stehen, über den der im Dosierraum 16 herrschende Gasdruck bestimmt werden kann. Durch Bestimmung des Gasdrucks im Dosierraum 16 nach einem Dosiervorgang kann der Restgehalt an gasförmigem Kraftstoff im Dosierraum 16 bestimmt werden. Aus diesem Messwert und der Leistungsanforderung an den Verbrennungsmotor kann die zu dosierende Kraftstoffmenge für den nachfolgenden Einspritzvorgang bestimmt und das Dosierventil in der Kraftstoffzuführleitung 18 entsprechend angesteuert werden. Auf diese Weise wird im Dosierraum 16 stets diejenige Menge an Kraftstoff verdampft, die für den nachfolgenden Einspritzvorgang benötigt wird.For the control of the amount of fuel supplied to the combustion chamber are available as control variables, the power of the laser and the opening times of the injection valve. Furthermore, the fuel supply line should 18 in contact with a metering valve, via which the dosing 16 supplied amount of fuel can be adjusted. Furthermore, the fuel supply line should 18 in contact with a suitable pressure sensor, on the in the dosing 16 prevailing gas pressure can be determined. By determining the gas pressure in the dosing chamber 16 After a dosing, the residual content of gaseous fuel in the dosing 16 be determined. From this measured value and the power requirement to the internal combustion engine, the amount of fuel to be metered for the subsequent injection process determined and the metering valve in the fuel supply 18 be controlled accordingly. This way is in the dosing 16 always vaporizes that amount of fuel that is needed for the subsequent injection process.

Wird neben der Haupteinspritzung eine Vor- bzw. Nacheinspritzung benötigt, so wird vorzugsweise zunächst im Dosierraum 16 die gesamte, für Vor-, Haupt- und Nacheinspritzung benötigte Kraftstoffmenge verdampft und die entsprechenden Einspritzvorgänge durch mehrfaches Ansteuern des Ventils realisiert. Die gesamte verdampfte Kraftstoffmenge lässt sich bei einem gepulsten Laser, der schnell aufeinanderfolgende Laserpulse ausstrahlt, durch die Anzahl der Laserpulse regeln. Je mehr Energie benötigt wird, desto mehr Laserpulse werden abgegeben. Dies kann innerhalb eines Einspritzzyklus der Brennkraftmaschinen geschehen, wenn die Laserpulse entsprechend kurz sind und rasch aufeinander folgen.If, in addition to the main injection, a pre-injection or post-injection is required, then it is preferable first to start in the dosing space 16 the whole, for pre, Primary and post injection evaporated fuel required and realizes the corresponding injection processes by multiple actuation of the valve. The total evaporated amount of fuel can be controlled by the number of laser pulses in a pulsed laser, which emits rapidly successive laser pulses. The more energy is needed, the more laser pulses are emitted. This can be done within an injection cycle of the internal combustion engine, when the laser pulses are correspondingly short and follow each other rapidly.

Es ist auch denkbar, die Laserverdampfung mit einer Einspritzung herkömmlicher Art zu kombinieren. Greift man auf eine hinlänglich bekannte sogenannte Sacklochdüse zurück, so weist diese stets den Nachteil auf, dass im Sackloch Kraftstoff nach der Einspritzung zurückbleibt, der nach der eigentlichen Einspritzung in den Brennraum gelangen und dort zu höheren Kohlenwasserstoff-Emissionen führen kann. Wird ein Laser in der beschriebenen Weise vorgesehen, kann durch einen kurzen Laserpuls zum Ende der Einspritzung hin der Restkraftstoff im Sackloch verdampft und damit vollständig in den Brennraum eingebracht werden. Die notwendige Leistung eines solchen Lasers wäre in diesem Fall natürlich deutlich geringer als bei der obigen Abschätzung, da aufgrund der sehr geringen Menge an zu verdampfendem Restkraftstoff (Größenordnung 1 mm3) nur ein Bruchteil der Verdampfungsenergie aufgewendet werden müsste.It is also conceivable to combine the laser evaporation with an injection of conventional type. If one resorts to a well-known so-called blind-hole nozzle, it always has the disadvantage that fuel remains in the blind hole after the injection, which can reach the combustion chamber after the actual injection and can lead to higher hydrocarbon emissions there. If a laser is provided in the manner described, the residual fuel in the blind hole can be vaporized by a short laser pulse towards the end of the injection and thus completely introduced into the combustion chamber. The necessary power of such a laser would in this case, of course, significantly lower than in the above estimate, since due to the very small amount of residual fuel to be vaporized (order of magnitude 1 mm 3 ) only a fraction of the evaporation energy would have to be spent.

Das Ventilschließglied weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Form einer Ventilnadel 14 auf. Es ist jedoch auch möglich, dass das Ventilschließglied eine andere Form aufweist, die es erlaubt, die Verbindung zwischen dem Dosierraum 16 und der wenigstens einen Auslassöffnung 28 zu öffnen oder zu schließen.The valve closure member has in the embodiment shown the shape of a valve needle 14 on. However, it is also possible that the valve closure member has a different shape, which allows the connection between the dosing 16 and the at least one outlet opening 28 to open or close.

Anwendung finden derartige Einspritzsysteme als Dieseleinspritzventile, ggf. auch zur Benzin- oder Alkoholeinspritzung bei Verbrennungsmotoren für Fahrzeuge.application find such injection systems as diesel injection valves, possibly also for gasoline or alcohol injection in internal combustion engines for vehicles.

Claims (14)

Kraftstoffeinspritzsystem zur Einbringung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Dosierraum (16), in dem eine für die Einspritzung vorgesehene Kraftstoffmenge vorgehalten wird, und mit einem Laser (20), der so angeordnet ist, dass die emittierte Laserstrahlung auf den Kraftstoff im Dosierraum (16) einwirkt, und mit wenigstens einer Auslassöffnung (28), über die Kraftstoff in einen Brennraum einbringbar ist, und mit einem Ventilschließglied (14), durch das sich eine Verbindung zwischen dem Dosierraum (16) und der wenigstens einen Auslassöffnung (28) öffnen und schließen lässt, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Laser (20) soviel Energie durch Laserstrahlung in den Dosierraum (16) abgebbar ist, dass dadurch eine vorgegebene Kraftstoffmenge im Dosierraum (16) verdampft wird und der Dampf beim Öffnen der Verbindung zwischen dem Dosierraum (16) und der wenigstens einen Auslassöffnung (28) durch das Ventilschließglied (14) über die wenigstens eine Auslassöffnung (28) austritt.Fuel injection system for introducing fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine with a metering chamber ( 16 ), in which an intended amount of fuel for the injection is kept, and with a laser ( 20 ), which is arranged so that the emitted laser radiation to the fuel in the dosing ( 16 ), and with at least one outlet opening ( 28 ), via which fuel can be introduced into a combustion chamber, and with a valve closing member ( 14 ), through which a connection between the dosing chamber ( 16 ) and the at least one outlet opening ( 28 ) can be opened and closed, characterized in that with the laser ( 20 ) so much energy by laser radiation in the dosing ( 16 ) can be dispensed that thereby a predetermined amount of fuel in the dosing ( 16 ) is vaporized and the steam when opening the connection between the dosing ( 16 ) and the at least one outlet opening ( 28 ) through the valve closure member ( 14 ) via the at least one outlet opening ( 28 ) exit. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Laserstrahlung in den Kraftstoff eingebrachte Energie ausreicht, die gesamte für einen Arbeitstakt in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine benötigte Kraftstoffmenge zu verdampfen.Fuel injection system according to claim 1, characterized characterized in that by the laser radiation in the fuel introduced energy is sufficient, the whole for a power stroke in a combustion chamber an internal combustion engine required amount of fuel to evaporate. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlung nur oder vorwiegend im ultravioletten Wellenlängenbereich liegt.Fuel injection system according to claim 1 or 2, characterized in that the laser radiation only or predominantly in the ultraviolet wavelength range lies. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlung nur oder vorwiegend im nah-infraroten Frequenzbereich liegt.Fuel injection system according to claim 1 or 2, characterized in that the laser radiation only or predominantly in the near-infrared frequency range. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser gepulst betrieben wird, so dass die Energie der Laserstrahlung in einzelnen, aufeinanderfolgenden Laserpulsen in den Kraftstoff eingebracht wird.Fuel injection system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the laser is pulsed, so that the energy of the laser radiation in individual, successive laser pulses is introduced into the fuel. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung des Dosierraums (16) mit einer Beschichtung (26) versehen ist, die im Frequenzbereich der Laserstrahlung ein hohes Absorptionsvermögen aufweist.Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the wall of the metering space ( 16 ) with a coating ( 26 ) is provided, which has a high absorption capacity in the frequency range of the laser radiation. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Dosierraum (16) und der Auslassöffnung (28) von einem Ventilschließglied in Form einer längsbeweglichen Ventilnadel (14) verschließbar ist.Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the connection between the metering space ( 16 ) and the outlet opening ( 28 ) of a valve closure member in the form of a longitudinally movable valve needle ( 14 ) is closable. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierraum (16) von der Ventilnadel (14) begrenzt wird.Fuel injection system according to claim 7, characterized in that the metering space ( 16 ) from the valve needle ( 14 ) is limited. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel (14) eine Bohrung (22) aufweist, durch den die Laserstrahlung in den Dosierraum (16) eintritt.Fuel injection system according to claim 7 or 8, characterized in that the valve needle ( 14 ) a hole ( 22 ), through which the laser radiation into the dosing space ( 16 ) entry. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (22) durch eine Verschlussscheibe (24) an ihrem dem Dosierraum (16) zugewandten Ende verschlossen ist, wobei die Verschlussscheibe (24) aus einem Material besteht, das optisch durchlässig für den Frequenzbereich der durch den Laser (20) emittierten Laserstrahlung ist.Fuel injection system according to claim 9, characterized in that the bore ( 22 ) through a shutter disc ( 24 ) at her the dosing ( 16 ) facing the end is closed, wherein the shutter disc ( 24 ) consists of a material that is optically transparent to the Frequenzbe rich by the laser ( 20 ) emitted laser radiation is. Kraftstoffeinspritzventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Verschlussscheibe (24) ein Glas ist, vorzugsweise auf Siliziumoxid-Basis.Fuel injection valve according to claim 10, characterized in that the material of the closure disc ( 24 ) is a glass, preferably based on silica. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied durch einen Aktor, insbesondere einen Magnet- oder Piezoaktor, beweglich ist, so dass mittels des Aktors eine Verbindung zwischen dem Dosierraum (16) und der wenigstens einen Auslassöffnung (28) freigegeben oder verschlossen werden kann.Fuel injection system according to claim 8, characterized in that the valve member by an actuator, in particular a magnetic or piezoelectric actuator, is movable, so that by means of the actuator, a connection between the dosing ( 16 ) and the at least one outlet opening ( 28 ) can be released or closed. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied durch den Druck im Dosierraum (16) entgegen der Schließkraft eines Federelements (15) beweglich ist und dadurch die Verbindung zwischen Dosierraum (16) und Auslassöffnung (28) freigibt oder verschließt.Fuel injection system according to claim 8, characterized in that the valve member by the pressure in the dosing ( 16 ) against the closing force of a spring element ( 15 ) is movable and thereby the connection between dosing ( 16 ) and outlet opening ( 28 ) releases or closes. Verbrennungsmotor mit einem Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und mit wenigstens einem Brennraum, wobei aus den Auslassöffnungen (28) austretende dampfförmige Kraftstoff direkt in den Brennraum gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (20) so beschaffen ist, dass er im Takt des Verbrennungsmotors Laserpulse in den Dosierraum (16) abgeben kann, deren Energie ausreicht, die für den jeweiligen Arbeitstakt notwendige Kraftstoffmenge zu verdampfen.An internal combustion engine with a fuel injection system according to any one of claims 1 to 13 and having at least one combustion chamber, wherein from the outlet openings ( 28 ) leaking vapor fuel passes directly into the combustion chamber, characterized in that the laser ( 20 ) is such that it pulses laser pulses into the metering chamber in time with the combustion engine ( 16 ), whose energy is sufficient to evaporate the necessary for the respective power stroke amount of fuel.
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