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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2011-0115864 , eingereicht am 8. November 2011, deren gesamter Inhalt für alle Zwecke durch diese Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Injektor (bzw. Einspritzdüse bzw. Einspritzventil) und insbesondere auf einen Injektor, welcher einen Kraftstoffeinspritzvorgang für eine vorgemischte Verbrennung in einem Niederlastbereich (z. B. geringe Teillast des Motors) ausführt und einen Verbrennungseinspritzvorgang für eine diffusive Verbrennung in einem Mittellast-/Hochlastbereich (z. B. höhere Teillast oder Volllast) ausführt, so dass es möglich ist, eine Motorverbrennungseffizienz im gesamten Lastbereich zu maximieren.
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Im Allgemeinen weist ein Injektor ein Loch auf, welches in einer Umfangsrichtung davon an einem spitzen Ende (bzw. Düsenende) einer Düse geformt ist, so dass ein Kraftstoff über das Loch durch eine Bewegung einer Nadel abgeführt werden kann.
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Solche Injektoren werden klassifiziert in Injektoren eines VCO-Düsentyps (bzw. Sitzlochdüse, aus dem Englischen: Valve Covering Orifice) und in Injektoren eines Sackloch-Düsentyps (bzw. Sack-Düsentyps) gemäß Kraftstoffeinspritztypen.
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Ein VCO-Düsentyp-Injektor ist derart konstruiert, dass ein spitzen Ende einer Nadel, vollständig eine Düse (bzw. Düsenlöcher) blockiert, wohingegen ein Sackloch-Düsentyp-Injektor derart konstruiert ist, dass eine Nadel nicht vollständig eine Düse (bzw. Düsenlöcher) blockiert (bzw. ein Restvolumen verbleibt).
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Allerdings ist eine Mehrzahl von Löchern zur Kraftstoffeinspritzung nur an festen Positionen an einem Umfang eines solchen Injektors geformt. Dementsprechend ist ein Kegelwinkel (bzw. Öffnungswinkel), welcher einen Winkel angibt, an welchem das Loch des Injektors geformt ist, fixiert auf einen Winkel, und ein konstanter Injektionswinkel wird immer geformt unabhängig von einer Last eines Motorlastbereichs.
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Wenn ein Kegelwinkel, welcher mittels eines Lochs eines Injektors geformt wird, konstant ist, führt ein Verbrennungsmotor nur eine konventionelle Verbrennung aus, unabhängig von einer Last des Verbrennungsmotors.
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Konventionelle Verbrennung bezieht sich auf eine diffusive Verbrennung, und dieses Verfahren ist im Allgemeinen vorteilhaft in einem Mittellast-/Hochlastbereich eines Verbrennungsmotors, aber es erhöht eine Möglichkeit einer Produktion einer großen Menge von Schadstoffen aufgrund von einer Erhöhung von Rauch und NOx insbesondere in einem Niederlastbereich.
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Ein Beispiel eines Verfahrens zur Reduzierung von Rauch und NOx ist eine homogene Kompressionszündung (HCCI).
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Bei einer Anwendung auf einen Niederlastbereich eines Verbrennungsmotors kann die HCCI signifikant Rauch und NOx reduzieren. In diesem Fall ist es erforderlich, einer Vorbedingung zu genügen, dass ein Winkel eines Kraftstoffs, welcher von einem Loch eines Injektors eingespritzt wird, klein gemacht werden sollte im Vergleich zu üblicher diffusiver Verbrennung.
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Der kleine Injektionswinkel von Kraftstoff bedeutet, dass ein Kegelwinkel relativ klein ist und ein Loch, welches in einem Injektor geformt ist, einen relativ kleinen Winkel hat.
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Allerdings, wie oben erwähnt, weist der Injektor, welcher ein Loch mit einem festen Kegelwinkel hat, eine grundsätzliche Beschränkung darin auf, dass sowohl in einem Niederlastbereich als auch einem Mittellast-/Hochlastbereich aufgrund vom konstanten Injektionswinkel nur eine diffusive Verbrennung realisiert wird.
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Die hier im Zusammenhang mit dem Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen sollen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung dienen und sollen nicht als eine Anerkennung oder irgendeine Form von Hinweis verstanden werden, dass diese Informationen einen dem Fachmann bereits bekannten Stand der Technik darstellen.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen bereit einen Multi-Sackloch-Injektor (bzw. einen Multi-Sack-Injektor bzw. einen Kraftstoffinjektor mit mehreren Sacklöchern), welcher einen Kraftstoff mit einem relativ kleinen Kegelwinkel in einem Niederlastbereich einspritzt basierend auf einem Injektorkegelwinkel für eine diffusive Verbrennung in einem Mittellast-/Hochlastbereich, wodurch mittels eines einzigen Injektors eine vorgemischte Verbrennung in einem Niederlastbereich erzielt werden kann und eine diffusive Verbrennung in einem Mittellast-/Hochlastbereich erzielt werden kann, so dass es möglich wird, eine Motorverbrennungseffizienz im gesamten Lastbereich zu maximieren und insbesondere Schadstoffe aufgrund von Rauch und NOx in einem Niederlastbereich signifikant zu vermindern.
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen bereit einen Multi-Sackloch-Injektor, aufweisend: eine Düse, welche aufweist eine Düsenkammer, welche klassifiziert ist in einen Mittelraum, welcher mit einer axialen Mittellinie zusammenfällt (bzw. sich mit dieser deckt) und verbunden ist mit einem spitzen Endabschnitt der Düse entlang der axialen Mittellinie, um einen Raum zu formen, durch welchen ein Kraftstoff strömt, und einen Seitenraum, welcher konzentrisch zum Mittelraum ist, um einen Strömungsraum für einen anderen Kraftstoff zu formen, und getrennt ist, um kürzer zu sein relativ zum (bzw. im Vergleich mit dem) Mittelraum; Nadeln, welche in dem Mittelraum und dem getrennten Seitenraum bewegbar angeordnet sind; ein Hauptsackloch (bzw. einen Hauptsack), welches in der Düse zur Kommunikation mit dem Mittelraum geformt ist, so dass ein Kraftstoff eingespritzt wird aufgrund von einer Bewegung der Nadel, welche in dem Mittelraum angeordnet ist, so dass der eingespritzte Kraftstoff einen Niederlast-Kegelwinkel formt; und ein Nebensackloch (bzw. einen Nebensack), welches in der Düse zur Kommunikation mit dem getrennten Seitenraum geformt ist, so dass ein Kraftstoff eingespritzt wird aufgrund von einer Bewegung der Nadel, welche in dem getrennten Seitenraum angeordnet ist, so dass der eingespritzte Kraftstoff einen Mittellast-/Hochlast-Kegelwinkel formt, welcher größer ist relativ zum Niederlast-Kegelwinkel.
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Die Nadel kann eine Konstruktion aufweisen, bei welcher das Hauptsackloch und das Nebensackloch miteinander zusammenfallen.
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Das Hauptsackloch kann an einer Düsennase (bzw. einem Nasenabschnitt) der Düse geformt sein, welche ein vorstehender, spitzer Endabschnitt der Düse ist, zur Kommunikation mit dem Mittelraum, und das Nebensackloch kann geformt sein in einem Konvergenzkörper (bzw. einem sich verjüngenden Körper), welcher zwischen der Düsennase und einem Düsenkörper geformt ist, zur Kommunikation mit dem getrennten Seitenraum.
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Das Hauptsackloch kann variiert werden gemäß der Form eines Aktuators und der Nadel des Injektors, wobei das Nebensackloch aufweist eine zylindrische Form mit einem relativ zum Hauptsackloch kleinen Volumen.
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Das Nebensackloch kann klassifiziert sein in ein linkes Nebensackloch und ein rechtes Nebensackloch, welche symmetrisch zueinander sind in Bezug auf die axiale Mittellinie der Düsennase, an der das Hauptsackloch geformt ist, und das linke Nebensackloch sowie das rechtes Nebensackloch können einen gleichen Durchmesser sowie Form aufweisen.
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Das linke Nebensackloch sowie das rechte Nebensackloch können an einem Umfang einer zylindrischen Form um die axiale Mittellinie der Düse angeordnet sein.
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Ein Einspritzwinkel des linken Nebensacklochs und ein Einspritzwinkel des rechten Nebensacklochs können einen gleichen Winkel oder unterschiedliche Winkel aufweisen.
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Der Mittelraum und der getrennte Seitenraum der Düse können getrennt sein in einem Innenraum eines Düsenkörpers, so dass unterschiedliche Kraftstoffe strömen, ohne vermischt zu werden.
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Da gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung in einem Niederlastbereich eine vorgemischte Verbrennung und in einem Mittellast/Hochlastbereich eine diffusive Verbrennung erzielt werden, kann eine Motorverbrennungseffizienz im gesamten Motorlastbereich maximiert werden.
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Da ferner die vorliegende Erfindung in einem Niederlastbereich eine vorgemischte Verbrennung wie eine homogene Kompressionszündung (HCCI) verwirklicht, können Schadstoffe aufgrund von Rauch und NOx signifikant reduziert werden.
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Da mittels eines einzigen Injektors ein Kraftstoff mit einem relativ kleinen Kegelwinkel in einem Niederlastbereich einspritzt werden kann basierend auf einem Injektorkegelwinkel für eine diffusive Verbrennung in einem Mittellast/Hochlastbereich, können zusätzlich sowohl eine vorgemischte Verbrennung als auch eine diffusive Verbrennung ohne eine zusätzliche Systemkonstruktion realisiert werden.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, wie im Detail aus den angehängten Zeichnungen, die hierin einbezogen sind, und den folgenden näheren Beschreibungen sichtbar werden, die zusammen zur Erläuterung gewisser Prinzipien der vorliegenden Erfindung dienen.
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1 und 2 sind Schnittansichten, die einen Düsenabschnitt eines beispielhaften Multi-Sackloch-Injektors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
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3 zeigt Injektionszustände eines Multi-Sackloch-Düsentyp-Injektors der vorliegenden Erfindung gemäß Betriebsregionen davon.
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Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und lediglich eine vereinfachte Darstellung der verschiedenen Merkmale gemäß den Grundprinzipien der Erfindung präsentieren. Die besonderen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, einschließlich, zum Beispiel, besondere Dimensionen, Orientierungen, Lagen und Umrisse, werden in Teilen durch eine besonders beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumfeld bestimmt werden.
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In den Figuren kennzeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechenden Bauteile der vorliegenden Erfindung in allen verschiedenen Figuren der Zeichnungen.
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Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind. Während die Erfindung im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindungen auf diese beispielhafte Ausführungsformen zu beschränken. Auf der anderen Seite ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
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Bezugnehmend auf 1 weist ein Injektor auf: eine Nadel 1, eine Düse 2 mit einer Düsenkammer 6, an der zumindest zwei Kraftstoffströmungsräume getrennt angeordnet sind, und ein Kraftstoffeinspritzloch zur Kraftstoffeinspritzung mit einem relativ kleinen Kegelwinkel in einem Niederlastbereich basierend auf einem Kegelwinkel, mit welchem eine Kraftstoffeinspritzung in einem Mittellast-/Hochlastbereich ausgeführt wird.
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Das Kraftstoffeinspritzloch weist auf: ein Hauptsackloch (bzw. einen Hauptsack) 11 zur Ausführung einer Kraftstoffeinspritzung, welche für eine vorgemischte Verbrennung in einem Niederlastbereich geeignet ist, so dass ein Kraftstoff eingespritzt wird durch einen Mittelraum mit einer axialen Mittellinie 0-0 der Düse 2; und Nebensacklöcher (bzw. Nebensäcke) 12 und 13 zur Ausführung einer Kraftstoffeinspritzung, welche für eine diffusive Verbrennung in einem Mittellast-/Hochlastbereich geeignet ist, so dass der Kraftstoff in die linke und die rechte Seite des Mittelraums einspritzt wird.
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Nebensackräume 12 und 13 weisen auf: ein linkes Nebensackloch 12, welches an der linken Seite des Hauptsacklochs 11 geformt ist, und ein rechtes Nebensackloch 13, welches an der rechten Seite des Hauptsacklochs 11 geformt ist.
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Obwohl in verschiedenen Ausführungsformen gezeigt ist, dass die Nebensacklöcher das linke Nebensackloch 12 und das rechte Nebensackloch 13 aufweisen, sind das linke Nebensackloch 12 und das rechte Nebensackloch 13, welche auf einen aktuellen Injektor angewandt werden, entlang eines Umfangs einer zylindrischen Form, welche um die axiale Mittellinie 0-0 der Düse 2 geformt ist, angeordnet.
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Im Allgemeinen wird ein Kegelwinkel, mit welchem eine Kraftstoffeinspritzung in einem Mittellast-/Hochlastbereich ausgeführt wird, auf einen Mittellast-/Hochlast-Kegelwinkel bezogen, wohingegen ein Kegelwinkel, welcher kleiner ist relativ zum Mittellast-/Hochlast-Kegelwinkel, zur Kraftstoffeinspritzung in einem Niederlastbereich auf einen Niederlast-Kegelwinkel bezogen wird.
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Eine detaillierte Konstruktion des Injektors gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird nachfolgend beschrieben.
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Die Nadel 1 weist auf: eine Hauptnase 1a, welche an der Mitte der Düse 2 angeordnet ist, um mit der axialen Mittellinie 0-0 der Düse 2 zusammenzufallen, und eine linke Nebennase 1b sowie eine rechte Nebennase 1c, welche an der linken und der rechten Seite der Hauptnase 1a geformt sind, um symmetrisch in Bezug auf die axiale Mittellinie 0-0 zu sein.
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Die linke und die rechte Ausrichtung der linken Nebennase 1b und der rechten Nebennase 1c sind bestimmt nach 1.
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Dazu ist eine Düsenkammer 6, welche in der Düse 2 geformt ist, klassifiziert (bzw. eingeteilt) in einen Mittelraum, welcher mit einem spitzen Endabschnitt der Düse 2, der mit der axialen Mittellinie 0-0 zusammenfällt, um einen Strömungsraum zu formen, durch welchen ein Kraftstoff strömt, und in einen Seitenraum, welcher konzentrisch zum Mittelraum ist, um einen Strömungsraum für einen anderen Kraftstoff zu formen, und welcher separat angeordnet ist und kurz (bzw. kürzer) ist relativ zum Mittelraum. Die Düsenkammer 6 wird nachfolgend im Detail beschrieben.
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Wenn die Nadel 1 in der Düse 2 eingebaut ist, ist die Hauptnase 1a der Nadel 1 an einem spitzen Endabschnitt der Düse 2 angeordnet, um angeordnet zu sein in einem Hauptsackloch 11 mit einem Niederlast-Kegelwinkel, mit welchem ein Kraftstoff für eine vorgemischte Verbrennung in einem Niederlastbereich eingespritzt wird, wohingegen eine linke und eine rechte Nebennase 1b und 1c der Nadel 1 an einer relativ zum Hauptsackloch 11 höheren Position angeordnet ist, um in einem linken und einem rechten Nebensackloch 12 und 13 mit einem Mittellast-/Hochlast-Kegelwinkel, mit welchem ein Kraftstoff für eine diffusive Verbrennung in einem Mittel-/Hochlastbereich eingespritzt wird, angeordnet zu sein.
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Das Hauptsackloch 11 und das linke sowie das rechte Nebensackloch 12 und 13 werden nachfolgend im Detail beschrieben.
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Wie oben beschrieben, sind das linke Nebensackloch 12 und das rechte Nebensackloch 13 an einem Umfang einer zylindrischen Form um die axiale Mittellinie 0-0 der Düse 2 angeordnet.
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Die Düse 2 weist auf: einen Düsenkörper 3, welcher die Nadel 1 aufnimmt; das Düsenspitzenende, an dem das Hauptsackloch 11 und das linke sowie das rechte Nebensackloch 12 und 13 mit unterschiedlichen Kraftstoffeinspritzwinkeln am Düsenkörper 3 geformt sind; und eine Düsenkammer 6, welche mit dem Hauptsackloch 11 und dem linken sowie dem rechten Nebensackloch 12 und 13 kommuniziert und eine Kraftstoffströmungspassage mit der Nadel 1 formt.
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Die Düse 2 ist ein Hauptelement des Injektors und verwirklicht einen Betrieb des Injektors mit einer Mehrzahl von Bauteilen, die nicht beschrieben worden sind. Solche Bauteile sind die gleichen wie die der üblichen Injektoren.
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Das Düsenspitzenende weist auf: eine Düsennase 4, an der das Hauptsackloch 11, welches vorsteht, um ein spitzes Ende der Düse zu formen und einen vorbestimmten Kraftstoffeinspritzwinkel aufweist, geformt ist, wobei sie mit der axialen Mittellinie 0-0 zusammenfällt; und einen Konvergenzkörper 5, welcher sich konzentrisch erstreckt von der Düsennase 4, um symmetrisch in Bezug auf die axiale Mittellinie 0-0 der Düsennase 4 zu sein, und ein linkes sowie ein rechtes Nebensackloch 12 und 13 aufweist und einen anderen vorbestimmten Kraftstoffeinspritzwinkel formt.
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Die Düsenkammer 6 weist auf: eine Hauptkammer 7, die zu der Mitte davon korrespondiert mittels Verwendung des Düsenkörpers 3 der Düse 2, der die Nadel 1 aufnimmt, und eine linke Nebenkammer 8 sowie eine rechte Nebenkammer 9, die symmetrisch zueinander sind in Bezug auf die Hauptkammer 7.
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Die Hauptkammer 7 kommuniziert mit dem Hauptsackloch 11, das an der Düsennase 4 geformt ist, zur Kraftstoffeinspritzung. Die linke Nebenkammer 8 kommuniziert mit dem linken Nebensackloch 12, das am Konvergenzkörper 5 geformt ist, zur Kraftstoffeinspritzung. Die rechte Nebenkammer 9 kommuniziert mit dem rechten Nebensackloch 13, das am Konvergenzkörper 5 an einer unterschiedlichen Position geformt ist, zur Kraftstoffeinspritzung.
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Das linke Nebensackloch 12 und das rechte Nebensackloch 13, die auf den Injektor angewandt werden, sind an einem Umfang der zylindrischen Form um die axiale Mittellinie 0-0 der Düse 2 angeordnet.
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Wie oben erwähnt, wird die Düsenkammer 6 klassifiziert in die Hauptkammer 7, die linke Nebenkammer 8 und die rechte Nebenkammer 9, die mit dem Hauptsackloch 11, dem linken Nebensackloch 12 und dem rechten Nebensackloch 13 kommunizieren, so dass der Kraftstoff, welcher der Hauptkammer 7 zugeführt wird, eingespritzt wird in einem Niederlastbereich, wohingegen der Kraftstoff, welcher der linken und der rechten Nebenkammer 8 und 9 zugeführt wird, eingespritzt wird in einem Mittellast-/Hochlastbereich.
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Daher kann bei dem Injektor gemäß verschiedenen Ausführungsformen die Kraftstoffleitungen klassifiziert werden in einen Niederlastbereich und einen Mittellast-/Hochlastbereich.
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Zu diesem Zweck können, obwohl der Injektor mittels der klassifizierten Kraftstoffleitungen verbunden ist mit einer Kraftstoffleitung, die mit der Hauptkammer 7 verbunden ist, und einer anderen Kraftstoffleitung, die mit der linken und der rechten Nebenkammer 8 und 9 verbunden ist, die Kraftstoffleitung sich in einer einzigen Leitung erstrecken und dann klassifiziert werden im Innern des Injektors.
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Bei dem strukturellen Merkmal des Multi-Sackloch-Injektors gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Einsatzspanne im Betrieb variiert werden.
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Als ein Beispiel kann ein Injektor, der für einen Niederlastbereich spezifiziert ist, verwendet werden mittels einer Kraftstoffeinspritzung über das Hauptsackloch 11, oder ein Injektor, der für einen Mittellast-/Hochlastbereich spezifiziert ist, verwendet werden mittels einer Kraftstoffeinspritzung über das linke und das rechte Nebensackloch 12 und 13.
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Insbesondere können eine Kraftstoffleitung, die mit dem Hauptsackloch 11 des Injektors verbunden ist, und eine Kraftstoffleitung, die mit dem linken Nebensackloch 12 und dem rechten Nebensackloch 13 verbunden ist, unterschiedlich konfiguriert sein.
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Zum Beispiel, wenn ein Benzinkraftstoff der Kraftstoffleitung zugeführt wird, die mit dem Hauptsackloch 11 verbunden ist, und ein Dieselkraftstoff der Kraftstoffleitung zugeführt wird, die mit dem linken und dem rechten Nebensackloch 12 und 13 verbunden ist, kann ein Dualkraftstofffahrzeug, das sowohl Benzin- als auch Dieselkraftstoff verwendet, nur einen einzigen Injektor verwenden, wodurch verschiedene Vorteile erzielt werden.
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Solch ein Dualkraftstofffahrzeug kann in der gleichen Weise auch als ein Benzin-LPG-Fahrzeug oder ein Diesel-LPG-Fahrzeug angewandt werden.
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Bezugnehmend auf 2 kann eine Korrelation zwischen dem Düsenspitzenende und dem Hauptsackloch 11, dem linken sowie dem rechten Nebensackloch 12 und 13 gemäß verschiedenen Ausführungsformen identifiziert werden.
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Das heißt: eine Gesamthöhe des Düsenspitzenendes wird bestimmt durch eine Höhe A einer Düsennase 4, die mit der axialen Mittellinie 0-0 zusammenfällt und einen spitzen Endabschnitt formt, der spitz vorsteht, und eine Höhe B eines Konvergenzkörpers 5, der sich von einer Position, an der die Höhe A der Düsennase 4 endet, nach oben erstreckt, um mit einer Außenfläche des Düsenkörpers 3 zusammenzufallen.
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Im Allgemeinen wird, wenn die Höhe A der Düsennase 4 bestimmt ist, die Höhe B des Konvergenzkörpers 5 bestimmt unter Berücksichtigung eines Durchmessers der Düsennase 4 und eines Außendurchmessers des Düsenkörpers 3.
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Das liegt daran, dass ein Kegelwinkel des Hauptsacklochs 11, das an der Düsennase 4 geformt ist, für einen Niederlastbereich ist, während ein Kegelwinkel des linken und des rechten Nebensacklochs 12 und 13, die an dem Konvergenzkörper 5 geformt sind, für einen Mittellast-/Hochlastbereich ist.
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Das Hauptsackloch 11 wird gebildet mittels eines Sacklochverbindungslochs (bzw. Sackverbindungslochs) 11a, das zur Kommunikation mit der Hauptkammer 7 des Düsenkörpers 3 geformt ist, und das Sacklochverbindungsloch 11a wird blockiert oder geöffnet mittels einer Hauptnase 1a, die in der Hauptkammer 7 angeordnet ist.
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Dann ist eine Form des Hauptsacklochs ausgewählt, um ein allgemeiner Düsentyp zu sein gemäß der Nadel 1, und der allgemeine Düsentyp bedeutet, dass er bestimmt wird gemäß der Form eines Aktuators oder einer Nadel eines Injektors.
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Wie oben erwähnt, bezieht sich der Kegelwinkel, der von dem Hauptsackloch 11 gebildet wird, auf einen Niederlast-Kegelwinkel.
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Das linke und das rechte Nebensackloch werden geformt mittels Nebensacklochverbindungslöcher 12a und 13a, die geformt sind, um mit der linken und der rechten Nebenkammer 8 und 9 zu kommunizieren, und die Nebensacklochverbindungslöcher 12a und 13a werden blockiert oder freigegeben mittels der linken und der rechten Nebensacklochdüsennasen 1b und 1c, die in der linken und der rechten Nebenkammer 8 und 9 angeordnet sind.
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Dann sollten die Kraftstofftropfmengen des linken und des rechte Nebensacklochs 12 und 13 reguliert werden, wenn der Injektor ausgeschaltet bzw. geschlossen wird, und dementsprechend haben das linke und das rechte Nebensackloch 12 und 13 zylindrische Formen mit einem relativ kleinen Volumen.
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Wie oben erwähnt, beziehen sich Kegelwinkel, die von dem linken und dem rechten Nebensackloch 12 und 13 geformt werden, auf Mittellast-/Hochlast-Kegelwinkel.
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In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Einspritzwinkel a des Hauptsacklochs 11 festgesetzt zu einem Winkel für einen Kegelwinkel, der erforderlich ist in einem Niederlastbereich, und ein Einspritzwinkel b des linken Nebensacklochs 12 und ein Einspritzwinkel c des rechten Nebensacklochs 13 werden festgesetzt zu einem Winkel für einen Kegelwinkel, der erforderlich ist in einem Mittellast-/Hochlastbereich.
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Der Einspritzwinkel b des linken Nebensacklochs 12 und der Einspritzwinkel c des rechten Nebensacklochs 13 sind die gleichen.
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Allerdings können der Einspritzwinkel b des linken Nebensacklochs 12 und der Einspritzwinkel c des rechten Nebensacklochs 13 unterschiedlich sein, wenn erforderlich.
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3A zeigt einen Zustand, bei dem der Injektor gesteuert wird gemäß einer vorgemischten Verbrennung, die in der Verbrennungskammer in einem Niederlastbereich realisiert wird.
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Wie gezeigt, öffnet in dem Injektor die Hauptnase 1a das Sacklochverbindungsloch 11a mittels einer Bewegung der Nadel 1, und dementsprechend wird der zugeführte Kraftstoff durch das Hauptsackloch 11 eingespritzt.
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Dann, da die Bewegung der Nadel 1 einen blockierten Zustand der Sacklochverbindungslöcher 12a und 13a mithilfe der linken und der rechten Nebennase 1b und 1c beibehält, findet eine Einspritzung mittels des linken und des rechten Nebensacklochs 12 und 13 nicht statt.
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Wenn der Injektor einen Kraftstoff nur mittels des Hauptsacklochs 11 mit einem Kegelwinkel, der relativ zum Kegelwinkel des rechten und des linken Nebensacklochs 12 und 13 kleiner ist, einspritzt, kann dementsprechend die Kraftstoffeinspritzung, die für die vorgemischte Verbrennung geeignet ist, die in der Verbrennungskammer stattfindet, ausgeführt werden.
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Dadurch kann die vorgemischte Verbrennung in einem Niederlastbereich ausgeführt werden, und Schadstoff aufgrund von Rauch und NOx können mithilfe der vorgemischten Verbrennung signifikant reduziert werden.
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3B zeigt einen Zustand, bei dem der Injektor gesteuert wird gemäß einer diffusiven Verbrennung, die in der Verbrennungskammer durchgeführt wird in einem Mittellast-/Hochlastbereich.
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Wie in 3B gezeigt, werden in dem Injektor die Sacklochverbindungslöcher 12a und 13a mithilfe der linken und der rechten Nebennase 1b und 1c mittels einer Bewegung der Nadel 1 geöffnet, und dementsprechend wird der gelieferte Kraftstoff über das linke und das rechte Nebensackloch 12 und 13 eingespritzt.
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Dann, da die Bewegung der Nadel 1 einen blockierten Zustand des Sacklochverbindungslochs 11a der Hauptnase 1a beibehält, findet eine Einspritzung mittels des Hauptsacklochs 11 nicht statt.
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Wenn der Injektor einen Kraftstoff nur mittels des linken und des rechten Nebensacklochs 12 und 13 mit Kegelwinkeln, die relativ zum Kegelwinkel des Hauptsacklochs 11 größer sind, einspritzt, kann dementsprechend die Kraftstoffeinspritzung, die für die diffusiver Verbrennung geeignet ist, die in der Verbrennungskammer stattfindet, ausgeführt werden.
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Dadurch wird die diffusive Verbrennung in einem Mittellast-/Hochlastbereich ausgeführt, und eine Mitteldrehzahl-/Hochdrehzahl-(bzw. Leistungs-)Abgabe, die für den Mittellast-/Hochlastbereich erforderlich ist, kann mithilfe der diffusiven Verbrennung aufrechterhalten werden, wobei das gleiche Niveau aufrechterhalten wird, ohne Rauch und NOx zu erhöhen.
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Da insbesondere die Kraftstoffeinspritzung auch umgeschaltet wird von dem Hauptsackloch 11 zum linken Nebensackloch 12 und rechten Nebensackloch 13, wenn ein Betriebsbereich (bzw. Betriebspunkt) umgeschaltet wird vom Niederlastbereich zum Mittellast-/Hochlastbereich treten keine Einbußen bei einer Mittel-/Hochdrehzahl auf, sogar wenn das Verbrennungsverhalten umgeschaltet wird von der vorgemischten zur diffusiven Verbrennung.
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Der Multi-Sackloch-Injektor gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist auf sowohl das Hauptsackloch 11, das an der Mitte der Düse 2 angeordnet ist, so dass der eingespritzte Kraftstoff einen Niederlast-Kegelwinkel formen kann, wodurch der Kraftstoff für eine vorgemischte Verbrennung eingespritzt wird, als auch die Nebensacklöcher 12 und 13, die an den Seiten der Düse 2 angeordnet sind, so dass der eingespritzte Kraftstoff einen Mittellast-/Hochlast-Kegelwinkel, der relativ größer ist als der Niederlast-Kegelwinkel, formen kann, wodurch der Kraftstoff für eine diffusive Verbrennung eingespritzt wird.
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Dadurch können mittels eines einzigen Injektors Rauch und NOx im Niederlastbereich signifikant reduziert werden, während das Merkmal des Mittellast-/Hochlastbereichs beibehalten wird.
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Zwecks Erläuterung und genauer Definition der angehängten Ansprüche werden Begriffe wie zum Beispiel „linke”, „rechte” etc. zur Beschreibung der Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen verwendet, wie sie in den Figuren dargestellt sind.
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Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden. Es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und damit dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2011-0115864 [0001]
