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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Einspritzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Solche Einspritzvorrichtungen zum Einspritzen von Kraftstoff für Brennkraftmaschinen sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der Druckschrift
DE 2 158 117 A1 eine Brennkraftmaschine mit einer Drosselregelung bekannt, bei welcher Kraftstoff mittels einer Einspritzvorrichtung in das in einen Brennraum der Brennkraftmaschine führende Ansaugrohr eingespritzt wird, wobei der Kraftstoff vor der Einspritzung mittels einer elektrischen Kraftstoffheizung erwärmt wird, um die Verdampfung des Kraftstoffs nach der Einspritzung zu verbessern. Es handelt sich hierbei um einen Ottomotor mit Saugrohreinspritzung, welcher mit einem auf Benzin basierendem Kraftstoff betrieben wird.
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Ferner ist bekannt, Brennkraftmaschinen nicht nur mit auf Benzin basierenden Kraftstoffen zu betreiben, sondern Brennkraftmaschinen zusätzlich oder ausschließlich mit alternativen Kraftstoffen, wie beispielsweise (Bio-)Ethanol, komprimiertem Erdgas (CNG, Compressed Natural Gas) oder Flüssiggas (LNG, Liquefied Natural Gas) zu speisen. Bei der Verwendung derartiger Kraftstoffe ergeben sich jedoch erhebliche Kaltstartprobleme. Insbesondere bei der Verwendung eines aus 100% Bio-Ethanol bestehenden Kraftstoffes kommt es - abhängig von den jeweiligen Motoreigenschaften - schon unterhalb einer Temperaturgrenze von circa 15° C zu erheblichen Startschwierigkeiten, wodurch ferner hohe Abgasraten in der Kaltstartphase gebildet werden.
Einspritzvorrichtungen sind aus der
US 2005 / 0 126 551 A1 , der
US 2009 / 0 277 432 A1 , der
US 2009 / 0 133 676 A1 , der
DE 10 2009 000 894 A1 , der
US 2009 /0 241 915 A1 und der
US 1 820 H1 bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung und die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die Kaltstartfähigkeit bei tieferen Temperaturen verbessert wird und die Abgasemissionen reduziert werden. Dieser Effekt wird durch eine Kombination des Aufwärmens des Kraftstoffes vor dem Einspritzen mittels der Heizvorrichtung und dem Einspritzen des Kraftstoffs über zwei separate Einspritzventile erzielt. Durch die Verwendung zweier separater Einspritzventile, des ersten und des zweiten Einspritzventils, wird gerade in der Start- und Warmlaufphase eine homogene und stabile Durchbrennung des eingespritzten Kraftstoffs begünstigt, da jedes Einspritzventil nur eine verminderte Durchflussmenge von Kraftstoff einzuspritzen braucht. Hierdurch ergibt sich eine geringere Spraydichte, d.h. dass sich die charakteristische Tröpfchengröße, insbesondere der Sauter-Durchmesser, des zerstäubten Kraftstoffs in vorteilhafter Weise verringert und der Anteil verdampften Kraftstoffs im Saugrohr erhöht, wodurch eine schnellere und stabilere Durchbrennung des Kraftstoffgemischs im Brennraum erzielt wird. Die bessere Durchbrennung des Kraftstoffgemischs im Brennraum ermöglicht ferner einen späteren Zündwinkel bei gleicher Laufunruhe, was zu einer erhöhten Temperatur im Brennraum bzw. im Abgastrakt führt. Die Kaltstarteigenschaften werden somit schon allein durch die Verwendung der zwei separaten Einspritzventile verbessert. Durch eine Kombination mit der Heizvorrichtung lässt sich dieser Effekt um ein Vielfaches weiter steigern, so dass vorteilhafterweise erheblich gesteigerte Kaltstarteigenschaften zu erzielen sind, auch wenn alternative Kraftstoffe, wie beispielsweise (Bio-)Ethanol, komprimiertem Erdgas (CNG, Compressed Natural Gas) oder Flüssiggas (LNG, Liquefied Natural Gas) Verwendung finden. Im Gegensatz zum Stand der Technik erlaubt die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung somit einen Betrieb mit alternativen Kraftstoffen, ohne dass hierdurch Probleme beim Kaltstart auftreten. Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung ist vorzugsweise zum Einspritzen von Ethanol, Benzin-Ethanol-Gemischen, komprimiertem Erdgas (CNG, Compressed Natural Gas) oder Flüssiggas (LNG, Liquefied Natural Gas) vorgesehen bzw. ausgebildet. Durch geringere Verunreinigungen verbrennt Ethanol oder Erdgas im Vergleich zu Benzin generell sauberer und erzeugt somit weniger Abgase, so dass die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung einen im Vergleich zum Stand der Technik umweltfreundlicheren Betrieb mit reduzierten Abgasemissionen erlaubt. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst vorzugsweise einen Ottomotor mit Saugrohreinspritzung für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Automobil. Die Brennkraftmaschine umfasst vorzugsweise mehr als einen Zylinder. Alternativ ist aber ebenso denkbar, dass die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mehrere Kraftstoff und/oder Einspritzsysteme miteinander kombiniert (beispielsweise sogenannte Bifuel- oder FlexFuel-Systeme). Beispielsweise ist denkbar, dass die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine einen Ottomotor mit Benzin-Direkteinspritzung oder einen Dieselmotor mit Diesel-Direkteinspritzung umfasst, welcher zusätzlich die Saugrohreinspritzung der alternativen Kraftstoffe, wie Ethanol, Benzin-Ethanol-Gemischen, komprimiertem Erdgas (CNG, Compressed Natural Gas) oder Flüssiggas (LNG, Liquefied Natural Gas), mittels der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung aufweist. Eine solche Kombination ist insbesondere im Nutzfahrzeugbereich denkbar. Die Einspritzventilanordnung spritzt Kraftstoff vorzugsweise im Rahmen einer vorgelagerten Einspritzung ein, welche besonders bevorzugt mit optimierten Spray-Targeting kombiniert wird, um eine reduzierte Abgasemission in der Kaltstartphase zu erzielen. Die Heizvorrichtung umfasst vorzugsweise eine elektrische Heizung in Form eines elektrischen Widerstandsdrahtes.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erste und das zweite Einspritzventil unabhängig voneinander ansteuerbar sind und/oder wobei das erste und das zweite Einspritzventil derart unterschiedlich dimensioniert sind, dass unterschiedliche Mengen von Kraftstoff durch das erste und das zweite Einspritzventil einspritzbar sind. Vorteilhafterweise wird durch die Verwendung der zwei separaten Einspritzventile für jedes Ventil die Kleinstmenge reduziert, welche von den Einspritzventilen mit hoher Genauigkeit noch eingespritzt werden kann. Gleichzeitig verlängern sich hierdurch die Einschaltzeiten für jedes der Einspritzventile, um die gleiche Menge an Kraftstoff einzuspritzen, so dass ein längerer Einschaltimpuls zum Einspritzen einer kleinen Menge von Kraftstoff benötigt wird. Auf diese Weise wird die Präzision des Einspritzvorgangs erheblich erhöht und die Gefahr, dass eines der Einspritzventile beim Einspritzen einer sehr kleinen Menge von Kraftstoff in einem nichtlinearen Bereich arbeitet ausgeräumt. Dieser Effekt wird durch die unterschiedliche Dimensionierung der Einspritzventile verstärkt. Vorteilhafterweise kann mit dem kleiner dimensionierten Einspritzventil eine sehr kleine Menge von Kraftstoff noch hochpräzise eingespritzt werden, während mit dem größer dimensionierten Einspritzventil dennoch große Mengen von Kraftstoff in kurzer Zeit einspritzbar sind. Der Zumessbereich der Einspritzventilanordnung erhöht sich durch die unterschiedliche Dimensionierung und eine getrennte Ansteuerung daher erheblich. Durch eine präzise Dosierung der eingespritzten Kraftstoffmenge wird ferner eine bessere und fehlerfreie Durchbrennung, insbesondere bei schnellen Lastwechseln (bei welchen sich die Drosselklappe beispielsweise schlagartig öffnet und somit die Gefahr eines Abmagems des Luft-Kraftstoff-Gemischs besteht), erzielt, wodurch eine zuverlässige Kaltstartphase und geringere Emissionsraten zu gewährleisten sind. Alternativ ist denkbar, dass das erste und zweite Einspritzventil stets parallel angesteuert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Heizvorrichtung eine in das erste Einspritzventil integrierte erste Heizeinheit und/oder eine in das zweite Einspritzventil integrierte zweite Heizeinheit umfasst. Denkbar ist, dass nur in das erste Einspritzventil die erste Heizeinheit integriert wird, während das zweite Einspritzventil keine zweite Heizeinheit aufweist. Vorteilhafterweise wird in der Kaltstartphase nur der durch das erste Einspritzventil eingespritzte Kraftstoff mittels der Heizvorrichtung erwärmt. Einerseits wird somit einer gute Kaltstartcharakteristik erzielt, während andererseits die Herstellungskosten möglichst gering gehalten werden, da nur ein Einspritzventil mit integrierter Heizeinheit benötigt wird. Altemativ ist denkbar, dass sowohl in das erste Einspritzventil die erste Heizeinheit integriert ist und in das zweite Einspritzventil die zweite Heizeinheit integriert ist. Auf diese Weise lässt sich die Kaltstartcharakteristik weiter steigern, da sowohl der durch das erste Einspritzventil, als auch der durch das zweite Einspritzventil eingespritzte Kraftstoff mittels der Heizvorrichtung erwärmt wird. Die erste und zweite Heizeinheit sind insbesondere getrennt voneinander ansteuerbar und werden insbesondere nur bei niedrigen Außentemperaturen in der Kaltstart- und Warmlaufphase eingeschaltet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Heizvorrichtung in einer zentralen Kraftstoffversorgungsleitung für das erste und zweite Einspritzventil angeordnet ist. Auf diese Weise wird nur eine einzige Heizeinheit benötigt, durch welche sowohl der durch das erste Einspritzventil, als auch der durch das zweite Einspritzventil eingespritzte Kraftstoff erwärmt wird. Auf diese Weise wird eine vergleichsweise kostengünstige Einspritzvorrichtung erzielt. Denkbar ist, dass mittels der zentralen Kraftstoffversorgungsleitung weitere erste und weitere zweite Einspritzventile mit, insbesondere aufgewärmten, Kraftstoff versorgt werden, welche in Ansaugrohren von weiteren Zylindern der Brennkraftmaschine angeordnet sind. Die Kraftstoffversorgungsleitung umfasst insbesondere einen Kraftstoffzuteiler mit oder ohne Rücklauf, welcher beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder Kunststoff gefertigt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Heizvorrichtung in einem Seitenkanal der Kraftstoffversorgungsleitung angeordnet ist, welcher zur Versorgung des ersten und/oder des zweiten Einspritzventils mit Kraftstoff aus der Kraftstoffversorgungsleitung vorgesehen ist, wobei vorzugsweise eine erste Heizeinheit der Heizvorrichtung in einem ersten Seitenkanal zur Versorgung des ersten Einspritzventils und/oder eine zweite Heizeinheit der Heizvorrichtung in einem zweiten Seitenkanal zur Versorgung des zweiten Einspritzventils angeordnet ist. Denkbar ist, dass die Heizvorrichtung in einem Seitenkanal der Kraftstoffversorgungsleitung angeordnet ist, welche sowohl das erste, als auch das zweite Einspritzventil mit Kraftstoff aus der Kraftstoffversorgungsleitung versorgt. Vorteilhafterweise wird somit nur eine einzige Heizeinheit benötigt, durch welche sowohl der durch das erste Einspritzventil, als auch der durch das zweite Einspritzventil eingespritzte Kraftstoff erwärmt wird. Alternativ ist denkbar, dass nur im ersten Seitenkanal, welcher ausschließlich zur Versorgung des ersten Einspritzventils vorgesehen ist, eine erste Heizeinrichtung angeordnet ist, während das zweite Einspritzventil über den zweiten Seitenkanal mit Kraftstoff aus der Kraftstoffversorgungsleitung gespeist wird, welche keine Heizvorrichtung aufweist. Dies führt dazu, dass nur der durch das erste Einspritzventil eingespritzte Kraftstoff beheizt wird. Während der Kaltstartphase wird vorzugsweise nur mittels des ersten Einspritzventils Kraftstoff eingespritzt. Alternativ ist denkbar, dass mittels des ersten Einspritzventils aufgewärmter und mittels des zweiten Einspritzventils nicht aufgewärmter Kraftstoff eingespritzt wird. Altemativ ist ebenso denkbar, dass sowohl im ersten Seitenkanal, welcher ausschließlich zur Versorgung des ersten Einspritzventils mit Kraftstoff aus der Kraftstoffversorgungsleitung gespeist vorgesehen ist, eine erste Heizeinrichtung angeordnet ist, als auch im zweiten Seitenkanal, welcher ausschließlich zur Versorgung des zweiten Einspritzventils mit Kraftstoff aus der Kraftstoffversorgungsleitung gespeist vorgesehen ist, eine zweite Heizeinrichtung angeordnet ist. Die erste und zweite Heizeinrichtung sind vorzugsweise getrennt voneinander ansteuerbar.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Einspritzvorrichtung eine weitere Einspritzventilanordnung aufweist, welche ein drittes Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in Richtung der ersten Einlassöffnung und ein separates viertes Einspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in Richtung der zweiten Einlassöffnung aufweist, wobei das dritte und das vierte Einspritzventil vorzugsweise unabhängig voneinander ansteuerbar sind und/oder wobei das dritte und das vierte Einspritzventil vorzugsweise derart unterschiedlich dimensioniert sind, dass unterschiedliche Mengen von Kraftstoff durch das dritte und das vierte Einspritzventil einspritzbar sind. Die Verwendung der weiteren Einspritzventilanordnung führt vorteilhafterweise zur einem höheren Wärmeeintrag in den Kraftstoff pro Zylinder, so dass sich die Kaltstarteigenschaften weiter verbessem. Ferner wird eine bessere Dynamik bei transienten Mengenänderungen, sowie ein besserer Motor-Durchlauf nach der Startphase in der Nachstart- und Warmlaufphase erzielt. Das dritte und vierte Einspritzventil sind vorzugsweise zum Einspritzen von Benzin, Ethanol, Benzin-Ethanol-Gemischen, komprimiertem Erdgas (CNG, Compressed Natural Gas) oder Flüssiggas (LNG, Liquefied Natural Gas) vorgesehen bzw. ausgebildet. Denkbar ist, dass mit der ersten und zweiten Einspritzventilanordnung jeweils Kraftstoff der im Wesentlichen gleichen Zusammensetzung eingespritzt wird. Alternativ könnte mit der ersten und zweiten Einspritzventilanordnung jedoch auch Kraftstoff unterschiedlicher Zusammensetzung eingespritzt werden. Beispielsweise wird mit der ersten Einspritzventilanordnung Kraftstoff einer auf Ethanol bzw. Benzin-Ethanol-Gemisch basierenden ersten Kraftstoffzusammensetzung eingespritzt, während mit der zweiten Einspritzventilanordnung Kraftstoff einer auf komprimiertem Gas, insbesondere Erdgas (CNG, Compressed Natural Gas) oder Flüssiggas (LNG, Liquefied Natural Gas), basierenden zweiten Kraftstoffzusammensetzung eingespritzt wird. Der durch die zweite Einspritzventilanordnung eingespritzte Kraftstoff wird vorzugsweise nicht mittels einer Heizvorrichtung erwärmt, so dass besonders bevorzugt nur mittels der ersten Einspritzventilanordnung eingespritzter Kraftstoff in der Kaltstart- und Warmlaufphase verwendet wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Einspritzvorrichtung eine weitere Heizvorrichtung zum Vorheizen von mittels der weiteren Einspritzventilanordnung eingespritzten Kraftstoff aufweist, wobei vorzugsweise die weitere Heizvorrichtung eine in das dritte Einspritzventil integrierte dritte Heizeinheit und/oder eine in das vierte Einspritzventil integrierte vierte Heizeinheit umfasst. Vorteilhafterweise wird somit auch der durch die zweite Einspritzanordnung eingespritzte Kraftstoff ganz oder teilweise aufgewärmt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die weitere Heizvorrichtung in einer zentralen weiteren Kraftstoffversorgungsleitung für das dritte und vierte Einspritzventil angeordnet ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die weitere Heizvorrichtung in einem weiteren Seitenkanal der weiteren Kraftstoffversorgungsleitung angeordnet ist, welcher zur Versorgung des dritten und/oder des vierten Einspritzventils mit Kraftstoff aus der weiteren Kraftstoffversorgungsleitung vorgesehen ist, wobei bevorzugt eine weitere erste Heizeinheit der weiteren Heizvorrichtung in einem weiteren ersten Seitenkanal zur Versorgung des dritten Einspritzventils und/oder eine weitere zweite Heizeinheit der weiteren Heizvorrichtung in einem weiteren zweiten Seitenkanal zur Versorgung des vierten Einspritzventils angeordnet ist. Die zweite Einspritzventilanordnung ist somit vorzugsweise im Wesentlichen analog zur ersten Einspritzventilanordnung aufgebaut, so dass entweder nur der durch das dritte Einspritzventil eingespritzte Kraftstoff (insbesondere der zweiten Kraftstoffzusammensetzung) oder der sowohl durch das dritte als auch durch das vierte Einspritzventil eingespritzte Kraftstoff (insbesondere der zweiten Kraftstoffzusammensetzung) aufgewärmt wird.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Brennkraftmaschine aufweisend eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen
- 1 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung und einer Brennkraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 2 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung und einer Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 3 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung und einer Brennkraftmaschine gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 4 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung und einer Brennkraftmaschine gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 5 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung und einer Brennkraftmaschine gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 6 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung und einer Brennkraftmaschine gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 7 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung und einer Brennkraftmaschine gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
- 8 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung und einer Brennkraftmaschine gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
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In 1 ist eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung 1 und einer Brennkraftmaschine 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die abgebildete Brennkraftmaschine 100 beispielhaft vier Zylinder umfasst. Jeder der vier Zylinder umfasst einen Brennraum 2, in welchem sich ein Kolben bewegt. Die Wandung eines jeden Brennraums 2 weist jeweils eine erste Einlassöffnung 10 und eine zweite Einlassöffnung 20 auf, durch welche ein Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Brennkammer 2 angesaugt wird. Jeder Brennraum 2 weist ferner Auslassöffnungen auf, durch welche die Rohabgase des verbrannten Luft-Kraftstoff-Gemischs aus den Brennkammem 2 ausgestoßen werden. Jeder der Zylinder weist ferner ein erstes Einlassventil 11, welches zum Verschließen der jeweiligen ersten Einlassöffnung 10 vorgesehen ist, und ein zweites Einlassventil 21 auf, welches zum Verschließen der zweiten Einlassöffnung 20 vorgesehen ist. Die Einspritzvorrichtung 1' umfasst für jeden Zylinder eine Einspritzventilanordnung 3 zum Einspritzen von Kraftstoff 4 in den jeweiligen Brennraum 2. Jede Einspritzventilanordnung 3 weist sowohl ein erstes Einspritzventil 12 zum Einspritzen von Kraftstoff 4 in Form eines Sprühkegels in Richtung der ersten Einlassöffnung 10, als auch ein separates zweites Einspritzventil 22 zum Einspritzen von Kraftstoff 4 in Form eines Sprühkegels in Richtung der zweiten Einlassöffnung 20 auf, wodurch sich im Brennraum 2 ein entzündliches Luft-Kraftstoff-Gemisch bildet. Als Kraftstoff 4 wird vorzugsweise Ethanol, ein Benzin-Ethanol-Gemisch, komprimiertes Erdgas (CNG, Compressed Natural Gas) oder Flüssiggas (LNG, Liquefied Natural Gas) von der Einspritzventilanordnung 3 eingespritzt. Die ersten und zweiten Einspritzventile 12, 22 werden von einer zentralen Kraftstoffversorgungsleitung 40 mit diesem Kraftstoff 4 versorgt, wobei mittels Seitenkanälen 41 der Kraftstoff 4 aus der Kraftstoffversorgungsleitung 40 zum ersten und zweiten Einspritzventil 12, 22 geleitet wird. Die Seitenkanäle 41 umfassen dabei jeweils erste und zweite Seitenkanäle 42, 43. Mittels des ersten Seitenkanals 42 wird jeweils Kraftstoff 4 zum ersten Einspritzventil 12 transportiert, während mittels des zweiten Seitenkanals 43 Kraftstoff 4 zum zweiten Einspritzventil 22 transportiert wird. Die Einspritzvorrichtung 1 weist ferner eine Heizvorrichtung 30 auf, welche jeweils eine in die ersten Seitenkanäle 42 integrierte erste Heizeinheit 31 und eine in die zweiten Seitenkanäle 43 integrierte zweite Heizeinheit 32 umfasst. Die erste Heizeinheit 31 wärmt jeweils den aus dem ersten Einspritzventil 12 einzuspritzenden Kraftstoff 4 vor, während die zweite Heizeinheit 32 jeweils den aus dem zweiten Einspritzventil 22 einzuspritzenden Kraftstoff 4 vorwärmt. Die ersten und zweiten Einspritzventile 12, 22 eines Zylinders sind vorzugsweise getrennt voneinander ansteuerbar, wobei pro Verbrennungszyklus insbesondere jeweils einmal Kraftstoff 4 mittels des ersten und zweiten Einspritzventils 12, 22 eingespritzt wird. Denkbar ist, dass hierbei eine vorgelagerte Einspritzung erfolgt, um insbesondere im Kaltstart, die Bildung eines Kraftstofffilms an der den Einlassöffnungen 10, 20 gegenüberliegende Wandung des Zylinders zu verhindern und somit eine Reduktion der Rohabgase zu erzielen. Zusätzlich zur vorgelagerten Einspritzung kann in Kombination mit optimalem Spray-Targeting die HC-Emissionen im Kaltstart weiter verringert werden. Der eingespritzte Kraftstoffstrahl wird hierzu in Richtung Kanalboden des jeweiligen Ansaugrohres ausgerichtet, so dass sich das angesaugte Luft-Kraftstoff-Gemisch in Richtung Brennraummitte verlagert und somit eine Benetzung der den ersten und zweiten Einlassöffnungen 10, 20 gegenüberliegende Wandung des Zylinders verhindert wird. Gleichzeitig wird eine Benetzung des Kanalbodens und somit eine Wandfilmbildung im Saugrohr erzielt. Durch die Verwendung zweier separater Einspritzventile, des ersten und des zweiten Einspritzventils 12, 22, wird aufgrund der Reduzierung des Sauter-Durchmessers eine stabile Durchbrennung und somit eine heißere Durchbrennung des eingespritzten Kraftstoffs 4 erzielt. In Kombination mit der Heizvorrichtung 30 werden somit die Kaltstarteigenschaften der Brennkraftmaschine 100 erheblich verbessert. Denkbar ist, dass der das erste und das zweite Einspritzventil 12, 22 jeweils derart unterschiedlich dimensioniert sind, dass unterschiedliche Mengen von Kraftstoff 4 durch das erste und das zweite Einspritzventil 12, 22 einspritzbar sind. Die Heizvorrichtung 30 umfasst vorzugsweise eine elektrische Heizung in Form eines elektrischen Widerstandsdrahtes.
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In 2 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung 1 und einer Brennkraftmaschine 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die zweite Ausführungsform im Wesentlichen der in 1 illustrierten ersten Ausführungsform gleicht, wobei das erste und zweiten Einspritzventil 20, 30 bei der Einspritzvorrichtung 1 der zweiten Ausführungsform jeweils durch einen gemeinsamen Seitenkanal 41 mit Kraftstoff 4 aus der Kraftstoffversorgungsleitung 40 gespeist werden. Die Heizvorrichtung 30 umfasst somit für jeden Zylinder nur eine einzige Heizeinheit, welche in diesem gemeinsamen Seitenkanal 41 angeordnet ist und welche sowohl den aus dem ersten Einspritzventil 12 einzuspritzenden Kraftstoff 4 als auch den aus dem zweiten Einspritzventil 22 einzuspritzenden Kraftstoff 4 vorwärmt.
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In 3 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung 1 und einer Brennkraftmaschine 100 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die dritte Ausführungsform im Wesentlichen der in 1 illustrierten ersten Ausführungsform gleicht, wobei lediglich im ersten Seitenkanal 42 jeweils eine erste Heizeinheit 31 angeordnet ist, während im zweiten Seitenkanal 43 keine Heizeinheit vorgesehen ist. Auf diese Weise von der Heizvorrichtung 30 nur der aus dem ersten Einspritzventil 12 einzuspritzende Kraftstoff 4 vorgewärmt, während der aus dem zweiten Einspritzventil 22 einzuspritzenden Kraftstoff 4 nicht vorgewärmt wird.
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In 4 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung 1 und einer Brennkraftmaschine 100 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die vierte Ausführungsform im Wesentlichen der in 1 illustrierten ersten Ausführungsform gleicht, wobei die erste Heizeinheit 31 nicht in den ersten Seitenkanal 42, sondern direkt in das erste Einspritzventil 12 integriert ist und die zweite Heizeinheit 32 nicht in den zweiten Seitenkanal 43, sondern direkt in das zweite Einspritzventil 22 integriert ist.
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In 5 ist eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung 1 und einer Brennkraftmaschine 100 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die fünfte Ausführungsform im Wesentlichen der in 4 illustrierten vierten Ausführungsform gleicht, wobei lediglich in das erste Einspritzventil 12 jeweils eine erste Heizeinheit 31 integriert ist, während in das zweite Einspritzventil 22 keine Heizeinheit integriert ist. Auf diese Weise von der Heizvorrichtung 30 nur der aus dem ersten Einspritzventil 12 einzuspritzende Kraftstoff 4 vorgewärmt, während der aus dem zweiten Einspritzventil 22 einzuspritzenden Kraftstoff 4 nicht vorgewärmt wird.
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In 6 ist eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung 1 und einer Brennkraftmaschine 100 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die sechste Ausführungsform im Wesentlichen der in 5 illustrierten fünften Ausführungsform gleicht, wobei die Einspritzvorrichtung 1 nur eine Heizvorrichtung 30 aufweist, welche in die Kraftstoffversorgungsleitung 40 integriert ist. Auf diese Weise wird der von allen ersten und zweiten Einspritzventilen 12, 22 eingespritzte Kraftstoff 4 mit der nur einen Heizvorrichtung 30 vorgewärmt.
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In 7 ist eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung 1 und einer Brennkraftmaschine 100 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die siebte Ausführungsform im Wesentlichen der in 6 illustrierten sechsten Ausführungsform gleicht, wobei die Einspritzvorrichtung 1 für jeden Zylinder eine weitere Einspritzventilanordnung 5 aufweist. Die weitere Einspritzventilanordnung 5 umfasst ein drittes Einspritzventil 52 zum Einspritzen von Kraftstoff 4 in Richtung der ersten Einlassöffnung 10 und ein separates viertes Einspritzventil 62 zum Einspritzen von Kraftstoff 4 in Richtung der zweiten Einlassöffnung 20. Das dritte und vierte Einspritzventil 52, 62 wird über eine zentrale weitere Kraftstoffversorgungsleitung 80 mit Kraftstoff 4 versorgt. Die weitere Einspritzventilanordnung 5 ist im Ansaugrohr gegenüber der Einspritzventilanordnung 3 vorzugsweise versetzt angeordnet. Denkbar ist ferner, dass mittels der Einspritzventilanordnung 3 ein Kraftstoff 4 einer ersten Kraftstoffzusammensetzung eingespritzt wird und dass mittels der weiteren Einspritzventilanordnung 5 ein Kraftstoff 4 einer sich von der ersten Kraftstoffzusammensetzung unterscheidenden zweiten Kraftstoffzusammensetzung eingespritzt wird. Beispielsweise wird mit der ersten Einspritzventilanordnung 3 Kraftstoff 4 einer auf Ethanol bzw. Benzin-Ethanol-Gemisch basierenden ersten Kraftstoffzusammensetzung eingespritzt, während mit der zweiten Einspritzventilanordnung 5 Kraftstoff4 einer auf komprimiertem Gas, insbesondere Erdgas (CNG, Compressed Natural Gas) oder Flüssiggas (LNG, Liquefied Natural Gas), basierenden zweiten Kraftstoffzusammensetzung eingespritzt wird. Denkbar ist aber auch, dass mit der Einspritzventilanordnung 3 und der weiteren Einspritzventilanordnung 5 jeweils Kraftstoff 4 der im Wesentlichen gleichen Zusammensetzung eingespritzt wird. Das dritte und vierte Einspritzventil 52, 62 sind vorzugsweise getrennt voneinander ansteuerbar und/oder für einen unterschiedlichen Durchsatz von Kraftstoff 4 ausgebildet. Vorzugsweise weisen die Spraykegel der Einspritzventilanordnung 3 eine andere Kegelöffnung und/oder eine andere Sprühweite als die Spraykegel der weiteren Einspritzanordnung 5 auf. Der mittels der weiteren Einspritzventilanordnung 5 eingespritzte Kraftstoff 4 wird im siebten Ausführungsbeispiel nicht durch eine Heizvorrichtung vorgewärmt.
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In 8 eine schematische Ansicht einer Einspritzvorrichtung 1 und einer Brennkraftmaschine 100 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die siebte Ausführungsform im Wesentlichen der in 7 illustrierten siebten Ausführungsform gleicht, wobei die Einspritzvorrichtung 1 eine weitere Heizvorrichtung 70 aufweist, welche zum Vorheizen von Kraftstoff 4, der durch die weitere Einspritzventilanordnung 5 und insbesondere durch alle dritten und vierten Einspritzventile 52, 62 eingespritzt wird, vorgesehen ist. Die weitere Heizvorrichtung 70 ist dafür in der weiteren Kraftstoffversorgungsleitung 80 angeordnet. Alternativ ist denkbar, dass die weitere Heizvorrichtung 70 analog zu der in 1 bis 5 dargestellten Heizvorrichtung 30 ausgebildet ist, so dass die weitere Heizvorrichtung 70 in einen gemeinsamen weiteren Seitenkanal zur gemeinsamen Versorgung des dritten und vierten Einspritzventils 52, 62 mit Kraftstoff 4 aus der weiteren Kraftstoffversorgungsleitung 80 integriert ist oder dass eine weitere erste Heizeinrichtung der weiteren Heizvorrichtung 70 in einen weiteren ersten Seitenkanal zur Versorgung des dritten Einspritzventils 52 mit Kraftstoff 4 aus der weiteren Kraftstoffversorgungsleitung 80 integriert ist oder dass sowohl eine weitere erste Heizeinrichtung der weiteren Heizvorrichtung 70 in einen weiteren ersten Seitenkanal zur Versorgung des dritten Einspritzventils 52 mit Kraftstoff 4 aus der weiteren Kraftstoffversorgungsleitung 80 integriert und eine weitere zweite Heizeinrichtung der weiteren Heizvorrichtung 70 in einen weiteren zweiten Seitenkanal zur Versorgung des vierten Einspritzventils 62 mit Kraftstoff 4 aus der weiteren Kraftstoffversorgungsleitung 80 integriert oder dass die weitere erste Heizeinrichtung in das dritte Einspritzventil 52 integriert ist oder dass sowohl die weitere erste Heizeinrichtung in das dritte Einspritzventil 52 integriert ist, als auch die weitere zweite Heizeinrichtung in das vierte Einspritzventil 62 integriert ist. Die weitere Heizvorrichtung 70 umfasst vorzugsweise ebenfalls eine elektrische Heizung in Form eines elektrischen Widerstandsdrahtes.
