DE19825826A1 - Einrichtung zum Zumessen von Kraftstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Eine Einrichtung zum Zumessen von Kraftstoff in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine umfaßt ein Einspritzventil (11) und eine Luft-Kraftstoff-Einblasvorrichtung (12), deren Längsachsen (22, 23) gegeneinander geneigt sind und zwischen denen eine Mischkammer (14) angeordnet ist. Das Einspritzventil (11) ist derart ausgebildet, daß die geometrische Schwerpunktlinie (21) des Kraftstoffstrahls (20) mit der Längsachse (23) der Einblasvorrichtung (12) im wesentlichen parallel ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zumessen von Kraftstoff in einem Zylinder einer Brennkraftmaschine. Eine derartige Einrichtung ist in der Veröffentlichung R. Houston, G. Cathcart, "Combustion and Emissions Characteristics of Or­ bital's Combustion Process Applied to Multi-Cylinder Automo­ tive Direct Injected 4-Stroke Engines", Society of Automotive Engineers' SAE Paper 980 153, Band SP 136 beschrieben. Die be­ kannte Einrichtung umfaßt ein Einspritzventil und eine Luft- Kraftstoff-Einblasvorrichtung. Zwischen dem Einspritzventil und der Einblasvorrichtung ist eine Mischkammer angeordnet, in der Druckluft mit Kraftstoff vermischt wird, der von dem Einspritzventil zugemessen wird. Die Einblasvorrichtung bläst das Luft-Kraftstoff-Gemisch gesteuert in den Zylinder der Brennkraftmaschine ein. Die Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie eine präzise Schichtung der Ladung, also des Luft-Kraftstoff-Gemisches, in dem Zylinder ermöglicht. So wird ein hoher Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine erreicht.

Bei der bekannten Einrichtung zum Zumessen von Kraftstoff in den Zylinder sind das Einspritzventil und die Einblasvorrich­ tung koaxial zueinander angeordnet. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sie in axialer Richtung eine große Länge auf­ weist. Gerade bei Brennkraftmaschinen mit mehreren Einlaß- und Auslaßkanälen je Zylinder ragt die bekannte Einrichtung dann in einen Bereich des Bauraums, in dem die Saugrohre, die zu den Einlaßkanälen und Auslaßkanälen führen angeordnet sein müssen. Bei Kraftfahrzeugen, die sehr kompakt ausgebildet sind und bei denen der im Motorraum zur Verfügung stehende Platz sehr gering ist, ist eine Serienfertigung mit der be­ kannten Einrichtung nahezu unmöglich.

Ebenso ist es aus der Veröffentlichung bekannt, das Ein­ spritzventil und die Einblasvorrichtung im wesentlichen senk­ recht zueinander anzuordnen. Dazu ist jedoch eine aufwendige Strahl-Umlenkeinrichtung vorgesehen, die den Kraftstoffstrahl des Einspritzventils in eine Richtung lenkt, die im wesentli­ chen parallel zu der Längsachse der Einblasvorrichtung ist. Diese Strahl-Umlenkeinrichtung benötigt einerseits Platz in dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine, andererseits sind auch Verluste durch Kraftstoffablagerungen an den Wänden der Umlenkeinrichtung gegeben. Ferner ist in das Einspritzventil in dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine angeordnet. Gerade bei Brennkraftmaschinen mit mehreren Einlaß- und Auslaßkanä­ len ist jedoch nicht ausreichend Platz in dem Zylinderkopf vorhanden, da hier Komponenten wie der Ventiltrieb angeordnet werden müssen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung zum Zumes­ sen von Kraftstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine derart weiterzubilden, daß sie kompakt und einfach ist.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patent­ anspruchs 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Er­ findung ist in dem Unteranspruch gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine mit der er­ findungsgemäßen Einrichtung zum Zumessen von Kraft­ stoff,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2, II' von Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein für die Erfindung relevanter Ausschnitt aus einer Brennkraftmaschine dargestellt. Die Brennkraftma­ schine umfaßt eine Ansaugeinrichtung mit einem Sammler 1 von dem ein Saugrohr 2 zu Einzelsaugrohren 3, 4 geführt ist, die ihrerseits zu Einlaßkanälen 4, 5 eines Zylinders 6 geführt sind. Die Brennkraftmaschine umfaßt ferner einen Zylinderkopf 9 in dem die Einlaßkanäle 4, 5 ausgebildet sind und in dem ein Ventiltrieb für die Gaswechselventile des Zylinders 6 an­ geordnet ist.

Eine Einrichtung zum Zumessen von Kraftstoff in den Zylinder 6 ist vorgesehen. Sie umfaßt ein Einspritzventil 11 und eine Luft-Kraftstoff-Einblasvorrichtung 12, die eine Düse hat, die in den Zylinder 6 mündet. Zwischen dem Einspritzventil 11 und der Luft-Kraftstoff-Einblasvorrichtung 12 ist eine Mischkam­ mer 14 angeordnet. Die Mischkammer 14 ist mit einer Druck­ luftversorgung verbunden, die die Mischkammer 14 mit Luft versorgt, die einen Druck von beispielsweise 6,5 Bar hat.

Die Einblasvorrichtung 12 und die Mischkammer 14 sind in dem Zylinderkopf 9 angeordnet. Die Einblasvorrichtung 12 weist einen Steckkontakt 16 auf mit den elektrischen Anschlüssen zum Ansteuern der Einblasvorrichtung 12. Das Einspritzventil 11 ragt nur soweit in den Zylinderkopf 9 hinein, daß es an diesem fixiert ist. Das Einspritzventil 11 ist über ein Kraftstoffverteilungsrohr 18 mit einer Kraftstoffversorgung verbunden. Die Längsachse 22 des Einspritzventils 11 ist ge­ gen die Längsachse 23 der Einblasvorrichtung geneigt. Die geometrische Schwerpunktlinie 21 eines Kraftstoffstrahls 20, der beim Zumessen von Kraftstoff in die Mischkammer 14 aus dem Einspritzventil 11 austritt, ist im wesentlichen parallel zu der Längsachse 23 der Einblasvorrichtung 12. Die Geometrie der Düse des Einspritzventils ist dazu entsprechend ausgebil­ det. Die Geometrie der Düse des Einspritzventils ist also so ausgebildet, daß die Schwerpunktlinie 21 des Kraft­ stoffstrahls 20 einen vorgegebenen Winkel mit der Längsachse 22 des Einspritzventils 11 einschließt. Derartige Einspritz­ ventile werden bereits bei Brennkraftmaschinen mit konventio­ neller Saugrohreinspritzung eingesetzt, demnach sind sie ko­ stengünstig in hohen Stückzahlen verfügbar. Der Winkel, den die Längsachse 22 des Einspritzventils und die geometrische Schwerpunktlinie 21 des Kraftstoffstrahls 20 einschließen, kann durch einfaches Anpassen der Geometrie der Düse des Ein­ spritzventils 11 angepaßt werden. Die Einrichtung hat den Vorteil, daß die Längsachsen 22, 23 des Einspritzventils 11 und der Einblasvorrichtung 12 in einem Bereich von größer 0° und kleiner 90° zueinander geneigt können. Dies ist insbeson­ dere dann ein wichtiger Vorteil, wenn die Einrichtung zum Zu­ messen von Kraftstoff zwischen den Einlaßkanälen 4, 5 ange­ ordnet ist. Die Längsachsen 22 und 23 sind dann vorzugsweise in einem Winkel zwischen 10° und 30° gegeneinander geneigt. Dadurch ist gewährleistet, daß die v-förmig ausgebildeten Einzelsaugrohre 3,4 bereits sehr knapp in das Saugrohr 2 mün­ den können, das dann auch entsprechend kurz ausgebildet ist. Der Ansaugtrakt ist demnach äußerst kompakt ausgebildet und kann auch in Schalentechnik hergestellt sein, die sehr ko­ stengünstig ist, bei der jedoch ca. 10 mm breite Schweißnähte in Kauf genommen werden müssen. Ferner ist dann das der Mischkammer abgewandte Ende des Einspritzventils so weit aus der Einzelsaugrohre 3, 4 herausgeneigt, daß das Kraftstoff­ verteilungsrohr 18 gerade und damit einfach ausgebildet sein kann.

Claims (2)

1. Einrichtung zum Zumessen von Kraftstoff in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine mit einem Einspritzventil (11) und einer Luft-/Kraftstoff-Einblaseinrichtung (12), deren Längs­ achsen (22, 23) gegeneinander geneigt sind und zwischen denen eine Mischkammer (14) angeordnet ist, wobei das Einspritzven­ til (11) derart ausgebildet ist, daß die geometrische Schwer­ punktlinie (21) des Kraftstoffstrahls (20) mit der Längsachse (23) der Einblasvorrichtung (12) im wesentlichen parallel ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen zwischen zehn und dreißig Grad gegeneinander geneigt sind.