DE19535325A1 - Kraftstoff-Einspritzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der DE 43 26 955 A1 ist beispielsweise eine Einrichtung bekannt, bei der ein aus einer Düsenöffnung austretender Kraftstoffstrahl durch Ansaugluft beeinflußbar ist. Hierbei ist eine Bypaßleitung im Bereich einer Drosselklappe vorgese­ hen, die einerseits mit dem Raum stromaufwärts der Drossel­ klappe verbunden ist und andererseits im Bereich eines Ein­ spritzventils in den Raum unmittelbar vor dem Einlaßventil der Brennkraftmaschine mündet. Bei annähernd geschlossener Drosselklappe, d. h., im Leerlauf oder im Teillastbereich Brennkraftmaschine ist der Druck stromaufwärts der Drossel­ klappe größer als der Druck stromabwärts. In diesem Fall strömt Hilfsluft über den Bypaß in den Raum vor dem Einlaß­ ventil und sorgt für eine bessere Verwirbelung des Kraft­ stoffs. Wird die Brennkraftmaschine dagegen bei hoher Last betrieben, d. h., die Drosselklappe ist geöffnet oder ziemlich weit offen, besteht praktisch kein großes Druckgefälle vor und hinter der Drosselklappe, so daß der Bypaß wirkungslos ist und die Verwirbelung des eingespritzten Kraftstoffs durch die durch das Ansaugrohr strömende Ansaugluft vorgenommen wird.

Die Entwicklung von verbrauchs- und emissionsoptimierten Brennkraftmaschinen führte dazu, daß je Zylinder mehrere Ein- und Auslaßventile vorgesehen werden, die je nach Motorlast angesteuert werden. Werden beispielsweise zwei Einlaßventile pro Zylinder vorgesehen, so sind zum optimalen Betrieb der Brennkraftmaschine entweder auch zwei Einspritzventile pro Zylinder vorzusehen, oder es sind Klappen erforderlich, die den gerade nicht verwendeten Kanal zum entsprechenden Ein­ spritzventil verschließen, damit sich das Luft-Kraftstoffge­ misch nicht vor dem nicht betriebenen Einspritzventil staut, um eine Ablagerung des Gemisches davor zu vermeiden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannte Einrichtung so weiterzubilden, daß unter Vermeidung eines zweiten Einspritz­ ventils oder von Klappen eine betriebssichere Beeinflussung des eingespritzten Kraftstoffs sowie ein konstruktiv einfa­ cher Aufbau erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprü­ chen gekennzeichnet.

Durch die Erfindung kann in einfacher Weise der Kraftstoff­ strahl in Richtung auf das aktive Einspritzventil umgelenkt werden. Bei einer Ausführungsform sorgen weitere Kanäle dafür, daß zusätzlich zur Umlenkung des Kraftstoffstrahls eine effektive Verwirbelung des Kraftstoffs mit Ansaugluft im Leerlauf oder bei niedriger Last der Brennkraftmaschine erzielbar ist.

Im folgenden sei die Erfindung anhand von drei Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine stark vereinfachte schematische Darstellung eines Kraftstoff-Einspritzsystems,

Fig. 2 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 3A eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 3B eine Schnittansicht durch einen Bereich der Ausfüh­ rungsform von Fig. 3A.

In Fig. 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 1 angedeu­ tet, die einen Zylinderkolben 2 aufweist, der in einem Zylin­ der 3 geführt ist. Am Kopf des Zylinders sind zwei Einlaßven­ tile 4, 5 und zwei Auslaßventile 6, 7 angeordnet, die durch eine nicht gezeigte Einrichtung auf- und zugesteuert werden. Die Einlaßventile 4, 5 stehen mit einem Ansaugrohr 8 in Ver­ bindung, über das Luft angesaugt wird, die durch eine Dros­ selklappe 9 gesteuert wird. Stromaufwärts der Drosselklappe 9 mündet eine Bypaßleitung 15 in das Ansaugrohr 8, die eine Zufuhreinrichtung bildet und die stromabwärts der Drossel­ klappe 9 im Bereich eines Einspritzventils 10 in das Ansaug­ rohr vor den Einlaßventilen mündet. Die Auslaßventile 6, 7 stehen mit einem nicht näher beschriebenen Abgastrakt 11 in Verbindung.

Im Ansaugrohr 8 ist stromaufwärts der Drosselklappe 9 ein Luftmassenmesser 12 vorgesehen, der mit einem Motorsteue­ rungsgerät 13 verbunden ist. Das Motorsteuerungsgerät 13 steuert über eine Leitung 14 das Einspritzventil 10.

Im gezeigten Fall ist das Einspritzventil 10 zweistrahlig entsprechend der Anzahl der Einlaßventile ausgebildet. Bei geschlossener oder wenig geöffneter Drosselklappe, d. h., im Leerlauf oder bei Teillast ist lediglich das Einlaßventil 4 wirksam. Die Druckverhältnisse im Ansaugtrakt sind dabei derart, daß stromaufwärts der Drosselklappe ein großer Druck herrscht und stromabwärts der Drosselklappe ein niedriger Druck. Demzufolge strömt Luft unter hohem Druck durch die Bypaßleitung und mündet im Bereich der Einspritzdüse in den Ansaugtrakt. Dabei wird der Kraftstoffstrahl, wie in Fig. 1 angedeutet ist, in Richtung auf das Einlaßventil 4 abgelenkt, so daß der Kraftstoffstrahl nicht auf das bei Teillast unbe­ tätigte Einlaßventil 5 gerichtet wird.

Bei größerer Last oder bei Vollast arbeiten beide Einlaßven­ tile. Da die Drosselklappe in diesem Fall weit geöffnet ist, sind die Druckverhältnisse vor und hinter der Drosselklappe gleich, so daß keine Luft auf den Kraftstoffstrahl strömt und dieser somit auf beide Einlaßventile 4, 5 gelenkt wird.

In Fig. 2 ist ein Einspritzventil 16 angedeutet, das zwei Düsenauslaßöffnungen 17, 18 aufweist, die in entsprechende Kanäle 19, 20 in einem Düsenvorsatzkörper 21 münden und die auf nicht gezeigte Einlaßventile gerichtet sind. Der Düsen­ vorsatzkörper 21, der eine Luftlenkeinrichtung bildet, ist zusammen mit der Einspritzdüse 16 meinem Teil eines Ansaug­ trakts - ähnlich wie Fig. 1 - gelagert.

Wie die Fig. 2 zeigt, mündet im Bereich der Zusammenführung der Kanäle 19, 20 ein Luftzuführungskanal 22, der durch eine Zufuhröffnung gebildet ist. Strömt nun bei geringer Last Luft über den Luftzuführungskanal 22 in Richtung auf den Zusammen­ führungsbereich der Kanäle, so wird der eingespritzte und zerstäubte Kraftstoff in Richtung auf den aktiven Kanal 19 gelenkt.

Die in Fig. 3A und 3B gezeigte Kraftstoff-Einspritzvorrich­ tung besteht wieder aus einem zweistrahligen Einspritzventil 23 mit seinen Düsenöffnungen 24 und 25. Der untere Bereich des Einspritzventils 23 ist von einem Luftumfassungskörper 26 umgeben, wobei zwischen dem unteren Ende des Einspritzventils 23 und dem Luftumfassungskörper 26 ein ringförmiger Zwischen­ raum 27 gebildet ist. Über eine Luftzuführung 28 kann Ansaug­ luft in den Zwischenraum 27 strömen. Zwischen dem Boden 34 des Luftumfassungskörpers 26 und den Düsenöffnungen 24 und 25 ist eine kreisförmige Scheibe 29 angeordnet. Die Scheibe 29 weist eine Zentralbohrung 30 auf, die so ausgelegt ist, daß der aus den Düsenöffnungen 24, 25 austretende Kraftstoff ungehindert durch die Zentralbohrung 30 in Richtung auf nicht gezeigte Einlaßventile gespritzt werden kann.

Zusätzlich zur Zentralbohrung 30 ist die Scheibe 29 mit Ausnehmungen 31, 32, 33 versehen, die radial in die Zentralboh­ rung 30 münden. Im gezeigten Fall weisen die Ausnehmungen 31, 32, 33 eine sektorförmige Form auf, wobei der spitz zulau­ fende Bereich eines jeden Sektors mit der Zentralbohrung 30 in Verbindung steht, um die Wirkung der Ansaugluft zu verbes­ sern. Der Boden des Einspritzventils überdeckt nur einen inneren Teilbereich 36 der Scheibe 29. Damit werden durch die Scheibe 29, das Ende des Einspritzventils 23 und den Boden 34 Kanäle zur Luftzufuhr in Richtung auf die Zentralbohrung 30 (Pfeil 35) gebildet, die mit dem Zwischenraum 27 des Luftum­ fassungskörpers 26 in Verbindung stehen.

Bei dieser Ausführungsform sind in der Scheibe 29 drei Sekto­ ren gebildet. Zwei der Sektoren 31, 33 liegen in etwa einander gegenüber, derart, daß bei Zuführung von Ansaugluft die Einspritzstrahlen in ihrer Richtung zwar unbeeinflußt verlau­ fen, jedoch gut mit Luft verwirbelt werden. Der dritte Sektor 32 ist etwa um 90° beabstandet von den ersten und zweiten Sektoren 31, 33 in der Scheibe angeordnet, so daß bei Einlei­ tung von Luft über diesen Sektor 32 der Kraftstoffstrahl in der Zeichnung nach links, d. h. in Richtung auf ein Einlaßven­ til (nicht gezeigt) abgelenkt wird.

Claims (7)

1. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschi­ ne, mit:
einem Einspritzventil (10, 16, 23) mit mindestens zwei Abspritzdüsen, das im Ansaugtrakt (8) vor dem Einlaßbereich einer Brennkammer der Brennkraftmaschine angeordnet ist, und
einer Zufuhreinrichtung (15) zur Zuführung von An­ saugluft in den Einlaßbereich, der mit mehreren Einlaßventi­ len (4, 5) der Brennkraftmaschine (1) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß
im Einlaßbereich vor dem einspritzseitigen Ende des Einspritzventils (10, 16, 23) eine Luftlenkeinrichtung (21, 29) angeordnet ist,
die Luftlenkeinrichtung (21, 29) eine Zufuhröffnung (22, 32) für die Ansaugluft aufweist, die mit der Zufuhrein­ richtung (15) in Verbindung steht,
die Zufuhröffnung (22, 32) so auf einen der aus dem Einspritzventil (10, 16, 23) austretenden Kraftstoffstrahlen gerichtet ist, daß dieser bei bestimmten Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine durch die Ansaugluft abgelenkt wird.

2. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet,
daß die Luftlenkeinrichtung (21, 29) aus einer am ein­ spritzseitigen Ende des Einspritzventils (10, 16, 23) angeord­ neten Scheibe (29) besteht,
daß die Scheibe (29) im Bereich der Abspritzdüsen (24, 25) eine Zentralöffnung (30) zum Durchlassen des Kraft­ stoffstrahls aufweist,
und daß die Scheibe (29) einen in Richtung auf die Zentralöffnung (30) weisenden und damit in Verbindung stehen­ den als Luftzufuhröffnung ausgebildeten Luftzufuhrkanal (32) aufweist.

3. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Luftzufuhrkanal (32) durch eine Ausnehmung in der Scheibe (29) gebildet ist, die einerseits vom einspritzseitigen Ende des Einspritzventils (10, 16, 23) und andererseits vom Boden (34) eines Luftumfas­ sungskörpers (26) überdeckt wird.

4. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Scheibe (29) weitere Luftzufuhrkanäle (31, 33) vorgesehen sind, die die Richtung des Kraftstoffstrahls nicht beeinflussen.

5. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren Umfang des Luftumfassungskörpers (26) und einem zylinderför­ migen Bereich des Einspritzventils (10, 16, 23) ein Zwischen­ raum (27) gebildet ist, der einerseits mit den Ausnehmungen (31, 32, 33) in der Scheibe (29) und andererseits mit einer Luftzuführung (28) der Zufuhreinrichtung (15) verbunden ist.

6. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (31, 32, 33) sektorförmig ausgebildet sind.

7. Kraftstoff-Einspritzvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet,
daß die Luftlenkeinrichtung aus einem zylinderförmi­ gen Körper (21) besteht, der vor den Einspritzdüsenöffnungen (17, 18) angeordnet ist,
daß der Körper (21) an den Düsenöffnungen (17, 18) des Einspritzventils (10, 16, 23) sich anschließende zu Einlaßven­ tilen führende Kanäle (19, 20) aufweist, und
daß im Bereich der zusammenlaufenden Kanäle vor den Düsenöffnungen (17, 18) ein Luftzuführungskanal (22) mündet.