DE102018207828A1 - Auto-ignition internal combustion engine - Google Patents

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DE102018207828A1
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Herbert Berger
Christian Brandhofer
Klaus Oppenauer
Christoph Reiter
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    • F02M61/182Discharge orifices being situated in different transversal planes with respect to valve member direction of movement

Abstract

Selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzung mittels eines Injektors direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine, wobei der Brennraum durch einen Zylinderkopf, einen in einem Zylinder schiebebeweglich angeordneten Kolben mit einer Kolbenmulde und dem Zylinder gebildet ist, wobei der Injektor mehrere über einen Umfang einer Injektorspitze verteilte Einspritzlöcher verfügt, wobei jedes zweite Einspritzloch einen, zu jedem ersten Einspritzloch abweichenden Einspritzwinkel bezüglich einer Injektorachse aufweist, wobei die Einspritzlöcher in eine, von einer einzigen Düsennadel verschließbare Sacklochbohrung münden.Durch die Erfindung wird die selbstzündende Brennkraftmaschine mit einem deutlich vereinfachten Injektor ausgestattet mit ausgezeichneter Gemischaufbereitung.An autoignition internal combustion engine with a fuel injection by means of an injector directly into a combustion chamber of the internal combustion engine, wherein the combustion chamber is formed by a cylinder head, a piston arranged movably in a cylinder with a piston recess and the cylinder, wherein the injector has a plurality of injection holes distributed over a circumference of an injector tip wherein each second injection hole has an injection angle deviating from each first injection hole with respect to an injector axis, the injection holes opening into a blind hole closable by a single nozzle needle. By the invention, the auto-ignition internal combustion engine is provided with a significantly simplified injector with excellent mixture preparation.

Description

Die Erfindung betrifft eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzung direkt in einen Brennraum mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a self-igniting internal combustion engine with a fuel injection directly into a combustion chamber with the features of the preamble of patent claim 1.

Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die Deutsche Offenlegungsschrift DE 26 55 793 A1 hingewiesen. Aus dieser Offenlegungsschrift ist eine gesteuerte Mehrlocheinspritzdüse für luftverdichtende, direkt einspritzende Brennkraftmaschinen bekannt, mit einem im Kolben angeordneten rotationskörperförmigen Brennraum mit partieller Kraftstoff-Wandanlagerung, sowie einer gezielten, um die Brennraumlängsachse rotierenden Luftbewegung. Die Einspritzdüse besteht im Wesentlichen aus einem Düsenkörper und einem Kraftstoffsteuerorgan, wobei das Kraftstoffsteuerorgan derart ausgebildet ist, dass es im unteren Drehzahl- und Lastbereich der Brennkraftmaschine zunächst ein Spritzloch bzw. eine Reihe von Spritzlöchern und im mittleren und oberen Lastbereich ein weiteres Spritzloch bzw. eine weitere Reihe von Spritzlöchern freigibt.For technical environment is for example on the German disclosure DE 26 55 793 A1 pointed. From this publication, a controlled Mehrlocheinspritzdüse for air compressing, direct injection internal combustion engine is known, arranged in the piston with a rotary body-shaped combustion chamber with partial fuel Wandanlagerung, and a targeted, rotating around the combustion chamber longitudinal axis of air movement. The injection nozzle essentially consists of a nozzle body and a fuel control member, wherein the fuel control member is designed such that in the lower speed and load range of the internal combustion engine first a spray hole or a series of spray holes and in the middle and upper load range another injection hole or a another series of spray holes releases.

Weiter wird zum technischen Umfeld auf das Deutsche Gebrauchsmuster mit der Rollennummer G 85 21 912.6 hingewiesen. Aus diesem Gebrauchsmuster ist eine Mehrlocheinspritzdüse für eine Dieselbrennkraftmaschine mit Direkteinspritzung in eine rotationskörperförmige Brennraummulde im Kolbenboden bekannt, mit einem Düsenkörper, der mindestens drei im Wesentlichen symmetrisch angeordnete und sich radial erstreckende Düsenbohrungen aufweist bekannt. Die Mehrlocheinspritzdüse ist dadurch gekennzeichnet, dass anstelle jeder der mindestens drei Düsenbohrungen mindestens zwei Ersatzbohrungen vorgesehen sind, deren Querschnittssumme im Wesentlichen dem Querschnitt der einen Düsenbohrung entspricht und die derart divergieren, dass die resultierende Strahlrichtung mit der Strahlrichtung der einen Düsenbohrung übereinstimmt und dass sich jedoch die Kernzonen ihrer Strahlkegeln nicht überlappen.Furthermore, the technical environment is referred to the German utility model with the roll number G 85 21 912.6. From this utility model a Mehrlocheinspritzdüse for a diesel engine with direct injection into a rotary body-shaped combustion bowl in the piston head is known, with a nozzle body having at least three substantially symmetrically arranged and radially extending nozzle bores known. The multi-hole injection nozzle is characterized in that instead of each of the at least three nozzle bores at least two replacement holes are provided whose cross-section sum substantially corresponds to the cross section of the one nozzle bore and which diverge such that the resulting jet direction coincides with the jet direction of the one nozzle bore and that, however Do not overlap core zones of their ray cones.

Nachteilig an dieser bekannten Mehrlocheinspritzdüse ist jedoch, dass es im Brennraum Bereiche geben kann, die trotz der optimierten Düsenbohrungen unterschiedliche Kraftstoffkonzentrationen aufweisen. Das gleiche Problem weist auch die o. g. Deutsche Offenlegungsschrift DE 26 55 793 A1 auf.A disadvantage of this known multi-hole injection nozzle, however, is that there may be areas in the combustion chamber which, despite the optimized nozzle bores, have different fuel concentrations. The same problem also points to the above-mentioned German Offenlegungsschrift DE 26 55 793 A1 on.

Weiter ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 103 29 524 A1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ebenfalls eine selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer Einspritzdüse bekannt. Es wird eine Brennkraftmaschine offenbart, mit einer Steuereinheit, einem zwischen einem Kolben und dem Zylinderkopf gebildeten Brennraum und einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einer Einspritzdüse, welche eine Düsennadel und mehrere Einspritzbohrungen aufweist. Mittels der Einspritzdüse wird Kraftstoff in Form mehrerer Strahlen als eine Haupteinspritzung, eine Nacheinspritzung und ggf. als eine Voreinspritzung in den Brennraum eingespritzt. Die Einspritzbohrungen in der Einspritzdüse sind in mindestens zwei unterschiedlichen, getrennt ansteuerbaren Lochreihen angeordnet, wobei ein Betriebshub der Düsennadel mittels der Steuereinheit in Abhängigkeit von einer Kolbenstellung und/oder von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine einstellbar ist und die Lochreihen der Einspritzdüse unterschiedliche Spritzlochkegelwinkel aufweisen.Next is from the German patent application DE 103 29 524 A1 , from which the present invention proceeds, also known a self-igniting internal combustion engine with an injection nozzle. An internal combustion engine is disclosed, comprising a control unit, a combustion chamber formed between a piston and the cylinder head, and a fuel injection device having an injection nozzle which has a nozzle needle and a plurality of injection bores. By means of the injection nozzle, fuel is injected in the form of a plurality of jets as a main injection, a post-injection and possibly as a pilot injection into the combustion chamber. The injection holes in the injection nozzle are arranged in at least two different, separately controllable rows of holes, wherein an operating stroke of the nozzle needle by means of the control unit in dependence on a piston position and / or from an operating point of the internal combustion engine is adjustable and the rows of holes of the injection nozzle have different spray hole cone angle.

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass die vorgeschlagene Anwendung gezielt zwei räumlich weit auseinander getrennte Lochreihen erfordert, die wiederum nur durch eine spezielle Koaxialdüse getrennt geöffnet werden können. Durch die spezielle Düsennadel und die gewünschte Funktionalität ist es notwendig die Spritzlöcher als Sitzlochdüse auszuführen. Darüber hinaus ist die vorgeschlagene Einspritzdüse eine sehr komplexe und teure Spritzlochdüsenausführung. Auch die Fertigung der koaxialen Ausführung und die elektrische Ansteuerung der Düsennadel sind extrem aufwendig und teuer.A disadvantage of this prior art is that the proposed application specifically requires two spatially widely separated rows of holes, which in turn can be opened separately only by a special coaxial nozzle. Due to the special nozzle needle and the desired functionality, it is necessary to perform the injection holes as a seat hole nozzle. In addition, the proposed injector is a very complex and expensive injection nozzle design. The production of the coaxial design and the electrical control of the nozzle needle are extremely complicated and expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Kraftstoffinjektor aufzuzeigen, der in der Fertigung deutlich günstiger ist.Object of the present invention is to show a generic fuel injector, which is much cheaper to manufacture.

Diese Aufgabe wird durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the feature in the characterizing part of patent claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous developments of the invention are described in the subclaims.

Um die Luftausnutzung trotz mehreren Injektorlöchern auch injektornah zu verbessern wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, jedes zweite Düsenloch in eine andere Rotationsebene zu verlegen, um eine bessere Luftausnutzung vor allem injektornah zu erreichen. Unter Luftausnutzung wird verstanden, dass eine möglichst homogene Gemischaufbereitung im Bereich des Injektors erzielt wird, sodass keine mageren oder fetten Bereiche oder gar Tröpfchen vorliegen. Denkbar sind nicht vollzählig Ausführungen z. B. als 5+5 Loch-Injektor oder auch 6+6, bzw. 7+7 oder 4+4 Injektor, wobei alle Injektorlöcher von einer einzigen Düsennadel in einer Sacklochbohrung geöffnet und verschlossen werden.In order to improve the utilization of air despite Injekt injectornah several injector holes is proposed according to the invention to move every other nozzle hole in a different plane of rotation, in order to achieve better air utilization especially injector close. By air utilization is meant that the most homogeneous possible mixture preparation in the area of the injector is achieved so that there are no lean or rich areas or even droplets. Conceivable not complete versions z. B. as 5 + 5 hole injector or 6 + 6, or 7 + 7 or 4 + 4 injector, all injector holes are opened and closed by a single nozzle needle in a blind hole.

Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 wird somit ein unterschiedliches Strahlwurzelmaß dargestellt, d. h. die Punkte auf denen die verlängerten Einspritzlöcher auf die Injektorachse treffen sind von den ersten Einspritzlöchern und den zweiten Einspritzlöchern axial voneinander beabstandet.With the embodiment according to claim 2 thus a different beam root is shown, d. H. the points where the elongated injection holes meet the injector axis are axially spaced from each other by the first injection holes and the second injection holes.

Eine weitere Verbesserung der Homogenität zwischen Verbrennungsluft und Kraftstoff ergibt sich durch eine Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 3. A further improvement in the homogeneity between combustion air and fuel results from an embodiment according to claim 3.

Mit der Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 kann der Injektor auch auf unterschiedliche Kolbenformen angepasst und optimiert werden.With the embodiment according to claim 4, the injector can also be adapted and optimized for different piston shapes.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist gemäß Patentanspruch 5, dass die Kolbenmulde eine Omega-Kolbenmulde ist.A particularly preferred embodiment is according to claim 5, that the piston recess is an omega-piston recess.

In Versuchsreihen hat sich herausgestellt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die Omega-Kolbenmulde gemäß Patentanspruch 6 in dem Bereich des größten Abstands von den Spritzlöchern in einem oberen Totpunkt des Kolbens eine rotationssymmetrische Erhebung aufweist. Durch diese Maßnahme kann die Gemischaufbereitung im Brennraum der Brennkraftmaschine nochmals erheblich verbessert werden.In test series it has been found that it is particularly advantageous if the omega-piston recess according to claim 6 in the region of greatest distance from the spray holes in a top dead center of the piston has a rotationally symmetrical elevation. By this measure, the mixture preparation in the combustion chamber of the internal combustion engine can be significantly improved again.

In diesen Untersuchungen hat sich weiter herausgestellt, dass die Erhebung in vorteilhafter Weise gemäß Patentanspruch 7 zwischen dem 0,05-fachen und dem 0,3-fachen Durchmesser einer lichten Weite D der Omega-Kolbenmulde beträgt.In these studies, it has further been found that the survey is advantageously according to claim 7 between 0.05 times and 0.3 times the diameter of a clear width D of the omega-piston recess.

Die homogenste Gemischaufbereitung ergibt sich bei einer Konfiguration gemäß Patentanspruch 8, bei der die ersten Spritzlöcher bei einer Kolbenstellung im oberen Totpunkt auf eine obere Kante der Omega-Kolbenmulde und die zweiten Spritzlöcher auf die Erhebung gerichtet sind.The most homogeneous mixture preparation results in a configuration according to claim 8, wherein the first injection holes are directed at a piston position at top dead center on an upper edge of the Omega-piston recess and the second injection holes on the survey.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand von sechs Figuren näher erläutert.

  • 1 zeigt einen ersten Schnitt durch einen ersten Injektor mit einem zugehörigen Spraybild - Sonderfall mit gleichem Strahlwurzelmaß.
  • 2 zeigt einen Schnitt durch einen zweiten Injektor mit einem zugehörigen Spraybild - Sonderfall mit unterschiedlichem Strahlwurzelmaß, damit Einspritzlöcher am Düseneintritt auf gleicher Höhe angeordnet werden können.
  • 3 zeigt einen Schnitt durch einen dritten Injektor mit einem zugehörigen Spraybild- Sonderfall mit unterschiedlichem Strahlwurzelmaß, damit Einspritzlöcher am Düsenaustritt auf gleicher Höhe angeordnet werden können.
  • 4 zeigt einen Schnitt durch einen Injektor sowie einen Schnitt durch einen Kolben mit einer Omega-Kolbenmulde.
  • 5 zeigt einen Schnitt durch einen Injektor sowie durch einen Kolben mit einer Omega-Kolbenmulde.
  • 6 zeigt einen Schnitt durch einen Injektor und durch einen Kolben mit einer Doppel-Omega-Kolbenmulde.
In the following the invention is explained in more detail with reference to six figures.
  • 1 shows a first section through a first injector with an associated spray pattern - special case with the same beam root measure.
  • 2 shows a section through a second injector with an associated spray pattern - special case with different beam root size, so that injection holes can be arranged at the nozzle inlet at the same height.
  • 3 shows a section through a third injector with an associated spray image special case with different beam root size, so that injection holes can be arranged at the nozzle outlet at the same height.
  • 4 shows a section through an injector and a section through a piston with an omega piston recess.
  • 5 shows a section through an injector and a piston with an omega piston recess.
  • 6 shows a section through an injector and a piston with a double-omega piston recess.

Im Folgenden gelten in den 1 bis 6 für gleiche Bauelemente die gleichen Bezugsziffern.The following apply in the 1 to 6 for same components the same reference numbers.

1 zeigt einen Schnitt durch einen Injektor 1 mit einem zugehörigen Spraybild. Der Injektor 1 ist für eine nicht dargestellte selbstzündende Brennkraftmaschine vorgesehen, mit einer Kraftstoffeinspritzung direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine. Der Brennraum ist durch einen nicht dargestellten Zylinderkopf, einen in einem Zylinder schiebebeweglich angeordneten Kolben 2 (dargestellt in 5 und 6) mit einer Kolbenmulde 3 und den Zylinder gebildet. Der Injektor 1 weist mehrere über einen Umfang einer Injektorspitze verteilte Einspritzlöcher a und b auf, wobei jedes zweite Einspritzloch b einen, zu jedem ersten Einspritzloch a abweichenden Einspritzwinkel bezüglich einer Injektorachse 4 aufweist, wobei jedes erste Einspritzloch a den gleichen Einspritzwinkel α und jedes zweite Einspritzloch b den gleichen Einspritzwinkel β aufweist. 1 shows a section through an injector 1 with an associated spray picture. The injector 1 is provided for a self-igniting internal combustion engine, not shown, with a fuel injection directly into a combustion chamber of the internal combustion engine. The combustion chamber is characterized by a cylinder head, not shown, a sliding in a cylinder arranged piston 2 (shown in 5 and 6 ) with a piston recess 3 and the cylinder is formed. The injector 1 has a plurality of injection holes distributed over a circumference of an injector tip a and b on, with every second injection hole b one, every first injection hole a deviating injection angle with respect to an injector axis 4 wherein each first injection hole a the same injection angle α and every second injection hole b the same injection angle β having.

Die ersten Einspritzlöcher sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit a beziffert. Die zweiten Einspritzlöcher sind mit b beziffert. Das zugehörige Spraybild ist oberhalb des Injektors 1 dargestellt. Dargestellt sind die jeweiligen Einspritzkegel, die einen Strahlkegelwinkel γ aufweisen.The first injection holes are numbered a in the present embodiment. The second injection holes are numbered b. The associated spray pattern is above the injector 1 shown. Shown are the respective injection cone, the beam cone angle γ exhibit.

Erfindungsgemäß münden die Einspritzlöcher a und b in eine, von einer einzigen Düsennadel 5 verschließbare Sacklochbohrung 6. Beim Öffnen des Injektors 1 wird die Düsennadel 5 nach oben weggezogen, und ein unter Druck stehender Kraftstoff strömt durch die Sacklochbohrung 6 in Richtung der Einspritzlöcher a und b und dann weiter in den Brennraum der Brennkraftmaschine.According to the invention, the injection holes open a and b in one, from a single nozzle needle 5 Lockable blind hole 6 , When opening the injector 1 becomes the nozzle needle 5 pulled upwards, and a pressurized fuel flows through the blind hole 6 in the direction of the injection holes a and b and then into the combustion chamber of the internal combustion engine.

In dem ersten Ausführungsbeispiel in 1 durchstoßen die ersten und die zweiten Einspritzlöcher a und b auf die Injektorachse 4 einen gleichen, nicht bezifferten Punkt auf der Injektorachse 4. Dies bedeutet dass sie das gleiche Strahlwurzelmaß aufweisen. Eine Detailvergrößerung dieses Sachverhalts ist rechts dargestellt. Mit „innen“ und „außen“ ist die Wandung der Injektorspitze bezeichnet. Mit dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird erreicht, dass insbesondere injektornah eine deutlich homogenere Gemischaufbereitung erfolgt, ohne überfette Bereiche, d. h. Bereiche in denen gemessen an der Menge an Verbrennungsluft zu viel Kraftstoff vorliegt. Durch diese Maßnahme wird die Rußbildung bei der Verbrennung der Brennkraftmaschine wesentlich verringert.In the first embodiment in 1 pierce the first and the second injection holes a and b on the injector axis 4 a same, unnumbered point on the injector axis 4 , This means that they have the same ray root measure. An enlarged detail of this issue is shown on the right. With "inside" and "outside" the wall of the injector tip is called. With this embodiment according to the invention it is achieved that, in particular injector close a much more homogeneous mixture preparation takes place without excessively rich areas, ie areas in which there is too much fuel measured in relation to the amount of combustion air. By this measure, the formation of soot during combustion of the internal combustion engine is substantially reduced.

2 zeigt nochmals das Gleiche wie 1, wobei jedoch die ersten Einspritzlöcher a und die zweiten Einspritzlöcher b die Injektorachse 4 axial voneinander beabstandet durchstoßen. Dies bedeutet, dass die ersten Einspritzlöcher a und die zweiten Einspritzlöcher b ein unterschiedliches Strahlwurzelmaß aufweisen. Eine Detailvergrößerung dieses Sachverhalts ist rechts dargestellt. Mit „innen“ und „außen“ ist wiederum die Wandung der Injektorspitze bezeichnet. Der skizzierte Sonderfall mit definiertem unterschiedlichem Strahlwurzelmaß ermöglicht, dass alle Einspritzlöcher a und b am Düseneintritt in gleicher Höhe angeordnet werden können. Diese Auslegung ermöglicht trotz unterschiedlichem Einspritzwinkel α, β gleiche Einströmbedingungen in alle Einspritzlöcher a und b. 2 shows again the same as 1 but with the first injection holes a and the second injection holes b the injector axis 4 pierced axially spaced from each other. This means that the first injection holes a and the second injection holes b have a different beam root measure. An enlarged detail of this issue is shown on the right. With "inside" and "outside" again the wall of the injector tip is called. The outlined special case with defined different beam root size allows all injection holes a and b can be arranged at the nozzle inlet at the same height. This design allows despite different injection angle α . β same inflow conditions in all injection holes a and b ,

3 zeigt nochmals den gleichen Sachverhalt wie 2. Der skizzierte Sonderfall mit definiertem unterschiedlichem Strahlwurzelmaß ermöglicht, dass alle Einspritzlöcher a und b am Düsenaustritt in gleicher Höhe angeordnet werden können. Diese Auslegung ermöglicht trotz unterschiedlichem Einspritzwinkel α, β gleiche Austrittshöhe in den Brennraum. Eine Detailvergrößerung dieses Sachverhalts ist rechts dargestellt. Mit „innen“ und „außen“ ist wiederum die Wandung der Injektorspitze bezeichnet. 3 again shows the same facts as 2 , The outlined special case with defined different beam root size allows all injection holes a and b can be arranged at the same height at the nozzle exit. This design allows despite different injection angle α . β same exit height into the combustion chamber. An enlarged detail of this issue is shown on the right. With "inside" and "outside" again the wall of the injector tip is called.

4 zeigt nochmals den gleichen Injektor wie 1, jedoch in Kombination mit einem Kolben 2 mit einer Kolbenmulde 3. Bei der Kolbenmulde 3 handelt es sich um eine sogenannte Omega-Kolbenmulde, wie sie heute für selbstzündende Brennkraftmaschinen üblich ist. In 4 ist auch erkennbar, dass die ersten Spritzlöcher a bei einer Kolbenstellung im oberen Totpunkt auf einer oberen Kante 8 der Omega-Kolbenmulde gerichtet sind. Demgegenüber sind die zweiten Spritzlöcher b in die Omega-Kolbenmulde 3 gerichtet. 4 shows again the same injector as 1 , but in combination with a piston 2 with a piston recess 3 , At the piston recess 3 it is a so-called omega-piston recess, as it is common today for auto-ignition internal combustion engines. In 4 is also recognizable that the first injection holes a at a piston position at top dead center on an upper edge 8th the Omega-piston recess are directed. In contrast, the second injection holes b into the omega piston recess 3 directed.

5 zeigt gegenüber 4 eine nochmalige Weiterbildung der Erfindung, wobei die Omega-Kolbenmulde 3 im Bereich des größten Abstandes von den Spritzlöchern a und b in einem oberen Totpunkt des Kolbens eine rotationssymmetrische Erhebung 7 aufweist. Wie ebenfalls 5 entnehmbar ist, sind in dieser Ausführungsform die zweiten Spritzlöcher b bei einer Kolbenstellung im oberen Totpunkt auf die Erhebung 7 gerichtet. 5 shows opposite 4 a further development of the invention, wherein the omega-piston recess 3 in the area of the largest distance from the spray holes a and b in a top dead center of the piston a rotationally symmetrical elevation 7 having. Like also 5 is removable, in this embodiment, the second injection holes b at a piston position at top dead center on the survey 7 directed.

6 zeigt nochmals den gleichen Sachverhalt wie 5, jedoch ist aus 6 entnehmbar, dass die rotationssymmetrische Erhebung 7 unterschiedliche Ausformungen aufweisen kann. Eine Höhe der Erhebung 7 liegt bevorzugt zwischen dem 0,05-fachen und dem 0,3-fachen Durchmesser einer lichten Weite D der Omega-Kolbenmulde. Drei unterschiedliche Varianten sind gepunktet dargestellt. 6 again shows the same facts as 5 , however, is off 6 removable, that the rotationally symmetrical elevation 7 may have different shapes. A height of the survey 7 is preferably between 0.05 times and 0.3 times the diameter of a clear width D of the omega piston recess. Three different variants are shown in dotted lines.

In einer weiteren Ausführungsform können die ersten und die zweiten Einspritzlöcher a und b auch unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen. Mit dieser Maßnahme kann die Gemischaufbereitung im Brennraum der Brennkraftmaschine noch besser an unterschiedliche Kolbenformen angepasst werden.In a further embodiment, the first and the second injection holes a and b also have different flow cross-sections. With this measure, the mixture preparation in the combustion chamber of the internal combustion engine can be better adapted to different piston shapes.

In wiederum anderen Ausführungsbeispielen kann der Injektor auch vier, sechs, acht, zehn, zwölf usw. Spritzlöcher aufweisen.In yet other embodiments, the injector may also include four, six, eight, ten, twelve, etc. injection ports.

Gegenüber Standardinjektoren, wie sie heute üblicherweise Verwendung finden, wird mit der erfindungsgemäßen Geometrie eine deutliche bessere Gemischaufbereitung, insbesondere injektornah erzielt, da die Kraftstoff/Luftverteilung im Bereich des Injektors 1 deutlich besser ausgenutzt wird. Darüber hinaus ist der vorgeschlagene Injektor 1 bei selbstzündenden Brennkraftmaschine erheblich preisgünstiger herstellbar als Injektoren, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind.Compared to standard injectors, as they are commonly used today, a significantly better mixture preparation, in particular injector close achieved with the geometry of the invention, since the fuel / air distribution in the injector 1 much better exploited. In addition, the proposed injector 1 in self-igniting internal combustion engine considerably cheaper to produce than injectors, as they are known from the prior art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.
Injektorinjector
2.Second
Kolbenpiston
3.Third
Kolbenmuldepiston bowl
4.4th
Injektorachsethe injector
5.5th
Düsennadelnozzle needle
6.6th
SacklochbohrungBlind hole
7.7th
Erhebungsurvey
8.8th.
obere Kante upper edge
αα
Einspritzwinkel erste EinspritzlöcherInjection angle first injection holes
ββ
Einspritzwinkel zweite EinspritzlöcherInjection angle second injection holes
γγ
Strahlkegelwinkel Beam cone angle
aa
erste Einspritzlöcherfirst injection holes
bb
zweite Einspritzlöcher second injection holes
dd
lichte Weite Omega-Kolbenmuldeclear width omega piston recess

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2655793 A1 [0002, 0004]DE 2655793 A1 [0002, 0004]
  • DE 10329524 A1 [0005]DE 10329524 A1 [0005]

Claims (8)

Selbstzündende Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoffeinspritzung mittels eines Injektors (1) direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine, wobei der Brennraum durch einen Zylinderkopf, einen in einem Zylinder schiebebeweglich angeordneten Kolben (2) mit einer Kolbenmulde (3) und dem Zylinder gebildet ist, wobei der Injektor (1) mehrere über einen Umfang einer Injektorspitze verteilte Einspritzlöcher (a, b) verfügt, wobei jedes zweite Einspritzloch (b) einen, zu jedem ersten Einspritzloch (a) abweichenden Einspritzwinkel bezüglich einer Injektorachse (4) aufweist, wobei jedes erste Einspritzloch den gleichen Einspritzwinkel (α) und jedes zweite Einspritzloch den gleichen Einspritzwinkel (β) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzlöcher (a, b) in eine, von einer einzigen Düsennadel (5) verschließbare Sacklochbohrung (6) münden.An autoignition internal combustion engine with a fuel injection by means of an injector (1) directly into a combustion chamber of the internal combustion engine, wherein the combustion chamber is formed by a cylinder head, a piston arranged in a cylinder slidingly movable piston (2) with a piston recess (3) and the cylinder, wherein the injector (1) has a plurality of injection holes (a, b) distributed over a circumference of an injector tip, each second injection hole (b) having an injection angle different from each first injection hole (a) with respect to an injector axis (4), each first injection hole being the same Injection angle (α) and every other injection hole has the same injection angle (β), characterized in that the injection holes (a, b) open into a, from a single nozzle needle (5) closable blind hole (6). Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Einspritzlöcher (a, b) auf der Injektorachse (4) axial voneinander beabstandet sind.Internal combustion engine after Claim 1 characterized in that the first and second injection holes (a, b) are axially spaced from each other on the injector axis (4). Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Einspritzlöcher (a, b) unterschiedliche Strahlkegelwinkel bilden.Internal combustion engine after Claim 1 or 2 , characterized in that the first and the second injection holes (a, b) form different beam cone angles. Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Einspritzlöcher (a, b) unterschiedliche Strömungsquerschnitte aufweisen.Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the first and the second injection holes (a, b) have different flow cross-sections. Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenmulde (3) eine Omega-Kolbenmulde ist.Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the piston recess (3) is an omega-piston recess. Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Omega-Kolbenmulde (3) im Bereich des größten Abstandes von den Spritzlöchern (a, b) in einem oberen Totpunkt des Kolbens (2) eine rotationssymmetrische Erhebung (7) aufweist.Internal combustion engine after Claim 5 , characterized in that the omega-piston recess (3) in the region of the largest distance from the spray holes (a, b) in a top dead center of the piston (2) has a rotationally symmetrical elevation (7). Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe der Erhebung (7) zwischen dem 0,05 fachen und dem 0,3 fachen Durchmesser einer lichten Weite (d) der Omega-Kolbenmulde beträgt.Internal combustion engine after Claim 6 , characterized in that a height of the elevation (7) is between 0.05 times and 0.3 times the diameter of a clear width (d) of the omega piston recess. Brennkraftmaschine nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Spritzlöcher (a) bei einer Kolbenstellung im oberen Totpunkt auf eine obere Kante (8) der Omega-Kolbenmulde und die zweiten Spritzlöcher (b) auf die Erhebung (7) gerichtet sind.Internal combustion engine according to one of Claims 5 to 7 , characterized in that the first injection holes (a) are directed at a piston position at top dead center on an upper edge (8) of the omega piston recess and the second injection holes (b) on the survey (7).
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DE102019114448A1 (en) * 2019-05-29 2020-12-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Injector with injection openings lying in one plane with different injection jet positions for fuel injection in two planes of a combustion chamber

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