DE102007056555A1

DE102007056555A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE102007056555A1
Application number: DE200710056555
Authority: DE
Inventors: Herbert Kolly; Andreas Posselt; Marko Lorenz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-11-23
Filing date: 2007-11-23
Publication date: 2009-05-28
Also published as: RU2010125107A; CN102966477A; BRPI0820536A2; CN102966477B; CN101868615B; TW200930891A; TWI485319B; WO2009065679A1; CN101868615A; RU2493426C2

Abstract

Es wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine mindestens zwei Einlassventile (19) aufweisende Brennkraftmaschine angegeben, die einen Luftströmungsweg zum Zuführen von Verbrennungsluft zu den Einlassventilen (19) mit zwei voneinander getrennten, zu je einem der Einlassventile (19) führenden Strömungskanälen (24) und ein Kraftstoffeinspritzventil (25) aufweist, das zwei zueinander winkelversetzte, zu je einem Einspritzventil (19) gerichtete Kraftstoffstrahlen (26) abspritzt. Zur Erzielung einer gleichmäßigen Kraftstoff-Luft-Gemischverteilung auf die jeweils einem Zylinder (11) der mehrzylindrigen Brennkraftmaschine zugeordneten beiden Einlassventile (19) trotz kostensparenden Einsatzes nur eines einzigen Einspritzventils für beide Einlassventile (19) sind die beiden vom Einspritzventil abgespritzten Kraftstoffstrahlen (26) in getrennten Einspritzkanälen (27) geführt, die eine in jeweils einem der Strömungskanäle (24) liegende Kanalmündung (271) aufweisen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine mindestens zwei Einlassventile aufweisende Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit zwei jeweils einem von zwei Verbrennungszylindern zugeordneten Einlassventilen ( DE 38 08 396 A1 ) weist ein Kraftstoffeinspritzventil mit zwei Spritzlöchern auf, deren Lochachsen miteinander einen spitzen Winkel einschließen, wodurch sich bei der Kraftstoffzumessung zwei in unterschiedliche Richtungen austretende Kraftstoffstrahlen ergeben. Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt in ein Verbrennungsluft an die Einlassventile führendes Saugrohr hinein, das endseitig zu einem Hosenrohr abgewinkelt ist. Jeweils ein Hosenbein des Hosenrohrs ist an einen im Zylinderkopf ausgebildeten Einlasskanal angeschlossen, der endseitig von einem der beiden Einlassventile abgeschlossen ist. Das Kraftstoffeinspritzventil ist in eine dem Hosenrohr gegenüberliegende Rohrwandung des Saugrohrs so eingesetzt, dass die Spritzlochachsen in etwa mit den Achsen der Hosenbeine fluchten und so die Kraftstoffstrahlen in Richtung der Hosenbeine in das das Saugrohr durchströmende Luftvolumen abgespritzt werden.
Bei einer ebenfalls bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine mit zwei Einlassventilen pro Verbrennungszylinder ausgestatteten Brennkraftmaschine ( DE 101 08 541 A1 ) ist das Kraftstoffeinspritzventil in den Zylinderkopf des Zylinders eingesetzt. Letzterer weist einen an einem Saugrohr angeschlossenen Einlasskanal auf, der durch eine darin verlaufende Trennwand zum Brennraum des Verbrennungszylinders hin zwei Einlassöffnungen besitzt. Jede Einlassöffnung wird von einem der Einlassventile gesteuert. Das Kraftstoffeinspritzventil ist in eine Zylinderkopfbohrung eingesteckt, deren Bohrungsachse mit der Kanalachse des Einlasskanals einen spitzen Winkel einschließt und die in dem Einlasskanal mündet. Das Einstecken des Kraftstoffeinspritzventils ist dabei so vorgenommen, dass die Spritzöffnung des Kraftstoffeinspritzventils im Abstand vor der im Einlasskanal verlaufenden Trennwand liegt und der Kraftstoffstrahl mit einem großen Sprühverbreiterungswinkel symmetrisch auf die Trennwand gerichtet ist. Beim Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils wird der Kraftstoff in das Mischvolumen des Einlasskanals vor der Trennwand eingespritzt, von dem aus beim Öffnen der Einlassventile ein Kraftstoffluftgemisch abgesaugt wird.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Krafstoffeinspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Führung der beiden von dem Kraftstoffeinspritzventil abgespritzten Kraftstoffstrahlen in getrennten Einspritzkanälen direkt in die getrennten Strömungskanäle hinein der Kraftstoff den Einspritzventilen unter Vermeidung einer pneumatischen Kopplung zwischen den zu den Einspritzventilen führenden Strömungskanälen vorgelagert wird. Dadurch ist einerseits eine exakte Gleichverteilung der Kraftstoffmenge auf beide Einlassventile und auf beide von den Einlassventile gesteuerte Verbrennungszylinder sichergestellt und andererseits die Ursache beseitigt, die bei den bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit einem einzigen Einspritzventil für zwei Einlassventile zu einer ungleichen Verteilung von Luft und Kraftstoff auf die beiden Verbrennungszylinder führt, nämlich ein Luftübersprechen zwischen den Strömungskanälen durch Schwingen der Luftsäulen in den beiden Strömungskanälen. Jeder Kraftstoffstrahl spritzt in einen separaten, hermetisch von dem anderen Strömungskanal getrennten Strömungskanal ein, so dass Strömungs- und Einspritzverhältnisse vorliegen, wie sie bei der Zuordnung von jeweils einem Einspritzventil zu einem Einlassventil zu finden sind. Damit werden trotz des kostengünstigen Einsatzes von nur einem einzigen Einspritzventil für zwei Verbrennungszylinder einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine eine gleiche Laufruhe und gleich geringe Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine erzielt.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Einspritzkanäle mit ihren von den Kanalmündungen abgekehrten Enden in einer Einsteckkammer für das Kraftstoffeinspritzventil zusammengefasst. Einsteckkammer und Einspritzkanäle sind in einem Adapter mit einer Einstecköffnung für das Kraftstoffeinspritzventil ausgebildet, und der Adapter ist so in den Luftströmungsweg eingesetzt, dass seine die Kanalmündungen enthaltende Stirnfläche mittig auf der Schmalseite einer die beiden Strömungskanäle trennenden Trennwand aufliegt und die Aufnahmekammer außerhalb des Luftströmungsweges zugänglich ist. Durch einen solchen Adapter können unterschiedliche Anforderungen an Präzision und an Toleranzen an der Einbaustelle des Kraftstoffeinspritzventils getrennt und dadurch die Fertigung optimiert und Kosten gesenkt werden.
Der Adapter, der an der Einbaustelle bis auf die Stirnkante des durch die Einbaustelle freigelegten Abschnitts der Trennwand zwischen den beiden Strömungskanälen abgesenkt wird, stellt nach Einbau wieder eine vollständige pneumatische Trennung der beiden Strömungskanäle und eine Minimierung der Luftleckage zwischen den beiden Strömungskanälen her. Der vorzugsweise zylinderförmige Adapter wird aus Kunststoff oder Metall gefertigt und kann sowohl in einer entsprechend vorgehaltenen Bohrung im Saugrohr als auch in eine Zylinderkopfbohrung eingesetzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
1 einen Längsschnitt durch einen von zwei Zylindern einer Brennkraftmaschine mit für beide Zylinder gemeinsamem Zylinderkopf und Kraftstoffeinspritzventil sowie einem Adapter zum Einbau des Kraftstoffeinspritzventils,
2 ausschnittweise einen Schnitt längs der Linie II-II in 1,
3 eine Draufsicht des Adapters in 2 bei entferntem Kraftstoffeinspritzventil,
4 einen Schnitt des Adapters längs der Linie IV-IV in 3,
5 eine Unteransicht des Adapters in Richtung Pfeil V in 4,
6 ausschnittweise einen Längsschnitt eines an den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine angeschlossenen Saugmoduls mit einem Kraftstoffeinspritzventil für zwei Zylinder der Brennkraftmaschine,
7 eine perspektivische Ansicht des Saugmoduls mit Kraftstoffeinspritzventil in 6 in realer Ausführung.
Die hier beispielhaft angezogene, mehrzylindrige Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug weist mindestens zwei Zylinder 11 auf, von denen einer in 1 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellt ist. Jeder Zylinder 11 umfasst einen hohlzylindrischen Zylinderkörper 12 und einen den Zylinderkörper 12 stirnseitig abdeckenden Zylinderkopf 13, wobei der Zylinderkopf 13 beiden Zylindern 11 gemeinsam ist. Im Zylinderkörper 12 ist jeweils ein Hubkolben 14 axial verschieblich geführt, der über eine hier nicht dargestellte Pleuelstange mit einer hier nicht dargestellten Kurbelwelle gelenkig verbunden ist. Der Hubkolben 14 begrenzt zusammen mit dem Zylinderkopf 13 in jedem Zylinder 11 einen Brennraum 15, in den eine Zündeinrichtung 16, z. B. eine Zündkerze, hineinragt. Im Zylinderkopf 13 ist für jeden Zylinder 11 ein Einlasskanal 17 und ein Auslasskanal 18 ausgebildet, die jeweils im Brennraum 15 des jeweiligen Zylinders 11 münden. Einlasskanal 17 und Auslasskanal 18 sind von einem gesteuerten Einlassventil 19 bzw. gesteuerten Auslassventil 20 abgeschlossen, die je nach Hub ihres Schließglieds einen mehr oder weniger großen Öffnungsquerschnitt des Einlasskanals 17 bzw. des Auslasskanals 18 zum Brennraum 15 freigeben. Jeweils zwei Einlasskanäle 17 der beiden hintereinanderliegenden Zylinder 11 sind an einem Saugrohrkrümmer 21 angeschlossen, in dem ein Luftmengensteuerorgan 22, z. B. eine Drosselklappe angeordnet ist, deren Stellung die zu den beiden Einlasskanälen 17 strömenden Luftmengen bestimmt. Wie aus der Schnittdarstellung der 2 ersichtlich ist, bilden die beiden Einlasskanäle 17 zwei von den Einlassventilen 19 bis zur Ansatzstelle des Saugrohrkrümmers 21 vollständig getrennte Strömungskanäle 24 für die über den Saugrohrkrümmer 21 angesaugte Verbrennungsluft. Die Auslasskanäle 18 der Zylinder 11 sind an einem Abgaskrümmer 23 angeschlossen.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zur Zumessung von Kraftstoff zur Brennkraftmaschine weist ein für die Kraftstoffeinspritzung in zwei Zylindern 11 gemeinsames Kraftstoffeinspritzventil 25 auf, das zwei zueinander winkelversetzte Kraftstoffstrahlen 226 abspritzt. Solche Kraftstoffeinspritzventile 25 sind bekannt und beispielsweise in der DE 38 08 396 A1 oder DE 44 20 063 A1 beschrieben. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist das Kraftstoffeinspritzventil 25 direkt in den Zylinderkopf 13 eingesetzt. Um bei der Kraftstoffeinspritzung die vollständige Trennung zwischen den Einlasskanälen 17 der beiden Zylinder 11 aufrechtzuerhalten und Luftleckagen zwischen den Einlasskanälen 17 zu vermeiden, sind – wie dies in 2 skizziert ist – die beiden Kraftstoffstrahlen 26 durch getrennte Einspritzkanäle 27, die in jeweils einem der Einlasskanäle 17 münden, hindurchgeführt. An ihren von den Kanalmündungen 271 abgekehrten Enden sind die beiden Einspritzkanäle 27 in einer Einsteckkammer 28 für das Kraftstoffeinspritzventil 25 zusammengefasst. Die Einsteckkammer 28 weist einen nach außen hin offenen Aufnahmeraum 281 für das Kraftstoffeinspritzventil 25 und einen sich daran anschließenden Abspritzraum 282 auf, an dessen Grund mit den Einspritzkanälen 27 deckungsgleiche Öffnungen 272 vorgehalten sind. Die Öffnungen 272 sind so angeordnet, dass die von den Spritzlöchern des Kraftstoffeinspritzventils 25 abgespritzten Kraftstoffstrahlen 26 direkt in die Einspritzkanäle 27 gelangen. Die Einspritzkanäle 27 erweitern sich konisch von den Öffnungen 272 zu den Kanalmündungen 271.
Im Ausführungsbeispiel der 1 und 2 sind die Einspritzkanäle 27 und die Einsteckkammer 28 mit Aufnahmeraum 281 und Abspritzraum 282 in einem Adapter 30 ausgebildet, der in eine Zylinderkopfbohrung 29 des Zylinderkopfes 13 formschlüssig eingesetzt ist. Die Zylinderkopfbohrung 29 ist außen am Zylinderkopf 13 zum Einführen des Adapters 30 zugänglich und endet in beiden Einlasskanälen 17, wobei durch die Zylinderkopfbohrung 29 eine Querverbindung zwischen den beiden Einlasskanälen 17 hergestellt wird. Nach formschlüssigem Einsetzen des Adapters 30 in die Zylinderkopfbohrung 29 sitzt dieser mit seiner Stirnfläche im Bohrungsbereich auf der Oberseite der zwischen den beiden Einlasskanälen 17 im Zylinderkopf 13 bestehenden Trennwand 31 auf und stellt damit die durch die Zylinderkopfbohrung 29 aufgehobene pneumatische Trennung zwischen den beiden Einlasskanälen 17 wieder her. Der in 3, 4 und 5 in Draufsicht, Längsschnitt und Unteransicht dargestellte, zylindrische Adapter 30 ist aus Metall oder aus Kunststoff gefertigt.
Bei dem in 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffeinspritzventil 25 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung nicht im Zylinderkopf 13, sondern in einem an den Zylinderkopf 13 anstelle des Saugrohrkrümmers 21 in 1 angesetzten Saugmodul 32 angeordnet, wobei das Saugmodul 32 wiederum die Öffnungen beider Einlasskanäle 17 im Zylinderkopf 13 überdeckt. Das in 6 schematisiert im Längsschnitt und in 7 als reales Ausführungsbeispiel perspektivisch dargestellte Saugmodul 32 weist zwei voneinander getrennte Saugkanäle 33 auf. Nach Ansetzen und Befestigen des Saugmoduls 32 an den Zylinderkopf 13, was mittels eines am stromabwärtsseitigen Ende des Saugmoduls 32 angeformten Befestigungsflansches 34 erfolgt, fluchtet jeder Saugkanal 33 mit einem der beiden Einlasskanäle 17 im Zylinderkopf 13. Damit bestehen vom stromaufwärtsseitigen Ende des Saugmoduls 32 bis zu den Einlassventilen 19 zwei vollständig voneinander getrennte Strömungskanäle 24. Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 sind die beiden vom Kraftstoffeinspritzventil 25 ausgehenden Kraftstoffstrahlen 26 wiederum in getrennten Einspritzkanälen 27 geführt, deren Kanalmündungen 271 in den Strömungskanälen 24, nunmehr in der Kanalwand eines jeden Saugkanals 33, liegen. Die Saugkanäle 33 sind in gleicher Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel in einer Einsteckkammer 28 zusammengeführt, wobei die Einspritzkanäle 27 und die Einsteckkammer 28 im Saugmodul 32 integriert sind. In der Einsteckkammer 28 sind wiederum der Aufnahmeraum 281 für das Kraftstoffeinspritzventil 25 und der Abspritzraum 282 mit den am Grunde des Abspritzraums 282 liegenden Öffnungen 272 der Einspritzkanäle 27 ausgeformt. Die Wirkungsweise der Kraftstoffeinspritzvorrichtung entspricht identisch der zu 1 beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung.
Am stromaufwärtsseitigen Ende des Saugmoduls 32 kann noch ein Saugrohrkrümmer angeschlossen sein, in dem die beiden Strömungskanäle 24 vereinigt sind und ein Luftmengenregelorgan 22 angeordnet ist.
Selbstverständlich ist es möglich, anstelle der integrierten Einsteckkammer 28 und der integrierten Einspritzkanäle 27 eine Wandbohrung im Saugmodul 32 vorzusehen, in die der wie in 3 bis 5 ausgebildete Adapater 30 eingesetzt wird. Die Bohrung ist dann ähnlich der Zylinderbohrung 29 im Zylinderkopf 13 der 1 und 2 ausgeführt und der Adapter 30 in gleicher Weise bis zum Anschlag an einer die beiden Saugkanäle 33 trennenden Trennwand 31 eingesetzt, so dass jeweils eine der Kanalmündungen 271 in einem Saugkanal 33 liegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3808396 A1 [0002, 0017]
- DE 10108541 A1 [0003]
- DE 4420063 A1 [0017]

Claims

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine mindestens zwei Einlassventile (19) aufweisende Brennkraftmaschine, mit einem Luftströmungsweg zum Zuführen von Verbrennungsluft zu den Einlassventilen (19), der zumindest endseitig zwei voneinander getrennte, zu je einem Einlassventil (19) führende Strömungskanäle (24) aufweist, und mit einem Kraftstoffeinspritzventil (25), das zwei zueinander winkelversetzte, zu je einem Einlassventil (19) gerichtete Kraftstoffstrahlen (26) abspritzt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kraftstoffstrahlen (26) in getrennten Einspritzkanälen (27) mit einer in jeweils einem der Strömungskanäle (24) liegenden Kanalmündung (271) geführt sind.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einspritzkanäle (27) mit ihren von den Kanalmündungen (271) abgekehrten Enden in einer Einsteckkammer (28) für das Kraftstoffeinspritzventil (25) zusammenlaufen.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteckkammer (28) einen Aufnahmeraum (281) zum formschlüssigen Einsetzen des Kraftstoffeinspritzventils (25) und einen dem Aufnahmeraum (281) nachgeordneten Abspritzraum (282) aufweist, an dessen Grund zu den Einspritzkanälen (27) deckungsgleiche Öffnungen (272) vorgehalten sind.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftströmungsweg ein Saugmodul (32) mit zwei voneinander getrennten, jeweils einen Abschnitt eines Strömungskanals (24) bildenden Saugkanälen (33) aufweist und dass die in die Strömungskanäle (24) führenden Kanalmündungen (271) der Einspritzkanäle (27) in der Kanalwand der Saugkanäle (33) liegen.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Einspritzkanäle (27) und Einsteckkammer (28) in dem Saugmodul (32) mit einer Einstecköffnung für das Kraftstoffeinspritzventil (25) ausgeformt sind.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Einspritzkanäle (27) und Einsteckkammer (28) in einem Adapter (30) mit einer Einstecköffnung für das Kraftstoffeinspritzventil (25) ausgebildet sind und dass der Adapter (30) so in den Luftströmungsweg eingesetzt ist, dass seine die Kanalmündungen (271) enthaltende Stirnfläche mittig auf der Schmalseite einer die beiden Strömungskanäle (24) trennende Trennwand (31) aufliegt und die Einsteckkammer (28) von außerhalb des Luftströmungswegs zugänglich ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (24) von in dem Zylinderkopf (13) der Brennkraftmaschine ausgebildeten, zu je einem Einlassventil (19) führenden Einlasskanälen (17) gebildet sind und dass der Adapter (30) in eine Zylinderkopfbohrung (29) eingesetzt ist, die in beiden Einlasskanälen (17) mündet.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftströmungsweg einen Saugmodul (32) mit jeweils einen Kanalabschnitt eines Strömungskanals (24) bildenden Saugkanälen (33) aufweist und dass der Adapter (30) in eine im Saugmodul (32) eingebrachte Öffnung eingesetzt ist, die in beiden Saugkanälen (33) mündet.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Strömungskanäle (24) stromaufwärts der Kanalmündungen (271) der beiden Einspritzkanäle (27) miteinander vereinigt sind und dass stromaufwärts der Vereinigungsstelle ein Luftmengensteuerorgan (22), vorzugsweise eine Drosselklappe, angeordnet ist.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Einlassventil (19) einem separaten Zylinder der mehrzylindrigen Brennkraftmaschine zugeordnet ist.