DE19959851A1 - Zweistoff-Injektor, insbesondere für Verbrennungsmotoren, und Einspritzverfahren - Google Patents

Zweistoff-Injektor, insbesondere für Verbrennungsmotoren, und Einspritzverfahren

Info

Publication number
DE19959851A1
DE19959851A1 DE19959851A DE19959851A DE19959851A1 DE 19959851 A1 DE19959851 A1 DE 19959851A1 DE 19959851 A DE19959851 A DE 19959851A DE 19959851 A DE19959851 A DE 19959851A DE 19959851 A1 DE19959851 A1 DE 19959851A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
slide
liquid
feed channel
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19959851A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19959851C2 (de
Inventor
Claus Anzinger
Attila Bokodi
Eberhard Holder
Gerhard Kroetz
Wolfgang Legner
Viktor Pfeffer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE19959851A priority Critical patent/DE19959851C2/de
Priority to US09/728,326 priority patent/US6431471B2/en
Publication of DE19959851A1 publication Critical patent/DE19959851A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19959851C2 publication Critical patent/DE19959851C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M43/00Fuel-injection apparatus operating simultaneously on two or more fuels, or on a liquid fuel and another liquid, e.g. the other liquid being an anti-knock additive
    • F02M43/04Injectors peculiar thereto
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M51/00Fuel-injection apparatus characterised by being operated electrically
    • F02M51/06Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle
    • F02M51/061Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means
    • F02M51/0625Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures
    • F02M51/0664Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding
    • F02M51/0671Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto
    • F02M51/0682Injectors peculiar thereto with means directly operating the valve needle using electromagnetic operating means characterised by arrangement of mobile armatures having a cylindrically or partly cylindrically shaped armature, e.g. entering the winding; having a plate-shaped or undulated armature entering the winding the armature having an elongated valve body attached thereto the body being hollow and its interior communicating with the fuel flow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Ein spülbarer Zweistoff-Injektor, insbesondere für Verbrennungsmotoren, hat einen Düsenkörper (1) mit einem Düsenaustritt (11), eine bewegbar gelagerte Ventilnadel (12) zum Öffnen und Schließen des Düsenaustritts (11), einen ersten Zufuhrkanal (13) zur Zufuhr einer ersten Flüssigkeit oder eines ersten Kraftstoffs zum Düsenaustritt (11), und einen zweiten Zufuhrkanal (23) zur Zufuhr einer zweiten Flüssigkeit oder eines zweiten Kraftstoffs oder einer Zusatzflüssigkeit zum Düsenaustritt (11). In einer ringförmigen Kammer (20) innerhalb des Düsenkörpers (1) ist ein ringförmiger Schieber (21) bzw. Ringkolben angeordnet, der hydraulisch über den Differenzdruck zu seinen beiden Seiten bewegbar ist. In Abhängigkeit von seiner Position koppelt der Schieber (21) entweder den ersten Zufuhrkanal (13) oder den zweiten Zufuhrkanal (23) an den Düsenaustritt (11) an. Im Betrieb wird je nach den Betriebserfordernissen entweder eine erste Flüssigkeit bzw. ein erster Kraftstoff oder eine zweite Flüssigkeit, die ein zweiter Kraftstoff oder ein Startkraftstoff sein kann, einem Brennraum einer Brennkraftmaschine zugeführt, wobei die Druckdifferenz zwischen der ersten Flüssigkeit und der zweiten Flüssigkeit eine Umschaltung der Zufuhr in dem erfindungsgemäßen Zweistoff-Injektor bewirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zweistoff-Injektor, insbesondere für Verbrennungsmotoren, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie ein Einspritzverfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 13.
Zweistoff-Injektoren dienen allgemein zur Einspritzung bzw. Zufuhr verschiedener Flüssigkeiten in Vorrichtungen, wie z. B. Brennkraftmaschinen, Klimatisierungsanlagen, Befeuchter oder auch Reformer bzw. Reformatoren von Brennstoffzellen.
Bei Brennkraftmaschinen bzw. Verbrennungsmotoren wird Kraftstoff und eine Zusatzflüssigkeit in die Brennkammer einer Brennkraftmaschine eingespritzt, um den Schadstoffausstoß der Brennkraftmaschine zu vermindern und gegebenenfalls den Wirkungsgrad zu erhöhen. Ein derartiger Zweistoff-Injektor ist beispielsweise aus der DE 197 46 489 A1 bekannt. Dort wird eine Zweistoffdüse zur Einspritzung von Dieselkraftstoff sowie einer Zusatzflüssigkeit, wie z. B. Wasser, in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine beschrieben. Mehrere 2/2-Wegeventile, die außerhalb des eigentlichen Düsenkörpers angeordnet sind, regeln die Zufuhr und Abfuhr von Kraftstoff in einen bzw. aus einem Druckraum. Bei der Abfuhr des Kraftstoffs aus dem Druckraum kann Zusatzflüssigkeit über ein Rückschlagventil in den Druckraum nachströmen und wird so zur Einspritzung bereitgestellt.
Um beispielsweise den Schadstoffausstoß von Verbrennungsmotoren weiter zu reduzieren und strenger werdende Grenzwerte und gesetzliche Normen einzuhalten ist es erforderlich, die Kaltstartemission von Kraftfahrzeugen bzw. PKW's zu berücksichtigen. Desweiteren ist eine Verbesserung des Kaltstartverhaltens und des Betriebs während der Warmlaufphase erstrebenswert.
Ein Ansatz dies zu erreichen ist die Aufteilung des Kraftstoffs in einen Anteil, der beim Kaltstart eingespritzt wird und während der Warmlaufphase optimale Ergebnisse bringt, und in einen Anteil, der bei warmem Motor zugeführt wird.
Bisherige Lösungsansätze gingen dahin, zwei getrennte Einspritzventile vorzusehen, um die verschiedenen Flüssigkeiten oder Kraftstoffanteile bzw. Kraftstoffe den jeweiligen Vorrichtungen, beispielsweise dem Brennraum des Motors, zuzuführen. Dies hat jedoch den Nachteil, daß ein hoher Platzbedarf besteht und z. B. im Ansaugkrümmer nicht ausreichend Platz vorhanden ist, um beide Einspritzventile direkt auf die Einlaßventile des Motors auszurichten. Es wird also nicht die optimale Position erzielt, was zu einem schlechteren Wirkungsgrad führt. Außerdem führt dieser Lösungsansatz zu hohen Kosten. Es wurde daher versucht, beide Flüssigkeiten, insbesondere beide Kraftstoffe bzw. Kraftstoffarten über ein Einspritzventil zuzuführen. Dabei besteht jedoch das Problem, daß für eine aktive Umschaltung im Ventil selbst jedoch kein ausreichender Platz vorhanden ist.
Verlegt man hingegen die Trennung in Absperrventile außerhalb der Einspritzventile, so verhindern große Restvolumina der abzusperrenden Flüssigkeit eine schnelle Umschaltung bzw. im Fall von Verbrennungsmotoren eine effektive Schadstoffreduktion in der Kaltstartphase. D. h., die Volumina der Leitungen und der Einspritzventile bis zu deren Austrittslöchern beinhalten z. B. noch Kraftstoff, der als Startkraftstoff ungeeignet ist. Es sollte aber im Fall von Verbrennungsmotoren bereits beim ersten Einspritztakt reiner Startkraftstoff zur Verfügung stehen, um in der Kaltstartphase eine effektive Schadstoffreduktion zu erreichen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zweistoff-Injektor zu schaffen, der insbesondere für Verbrennungsmotoren geeignet ist und einen schnellen Wechsel bei der Zufuhr unterschiedlicher Flüssigkeiten und/oder Kraftstoff ermöglicht. Beispielsweise soll dadurch im Fall einer Anwendung in Verbrennungsmotoren bzw. Brennkraftmaschinen eine wirksamere Schadstoffreduktion besonders in der Kaltstartphase erzielt werden können. Weiterhin soll ein Einspritzverfahren angegeben werden, mit dem ein schneller Flüssigkeitswechsel erfolgen kann, so daß z. B. eine Schadstoffreduktion insbesondere beim Kaltstart eines Verbrennungsmotors wirksam reduziert werden kann. Gemäß einem weiteren Aspekt soll hohe Zuverlässigkeit gewährleistet sein.
Diese Aufgabe wird gelöst, durch den Zweistoff-Injektor gemäß Patentanspruch 1 und durch das Einspritzverfahren gemäß Patentanspruch 13. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Merkmale und Vorteile der Erfindung, die sich nachfolgend aus der Beschreibung des Zweistoff-Injektors ergeben, gelten ebenso für das erfindungsgemäße Einspritzverfahren. Weiterhin gelten Merkmale und Vorteile, die sich aus der Beschreibung des Einspritzverfahrens ergeben, auch für den Zweistoff-Injektor gemäß der vorliegenden Erfindung. . Der erfindungsgemäße Zweistoff-Injektor, der z. B. für Verbrennungsmotoren geeignet ist, umfaßt einen Düsenkörper, der einen Düsenaustritt hat, eine bewegbar gelagerte Ventilnadel zum Öffnen und Schließen des Düsenaustritts, einen ersten Zufuhrkanal zur Zufuhr einer ersten Flüssigkeit zum Düsenaustritt, einen zweiten Zufuhrkanal zur Zufuhr einer zweiten Flüssigkeit oder einer Zusatzflüssigkeit zum Düsenaustritt, sowie einen Schieber, der in einer Kammer des Düsenkörpers angeordnet und hydraulisch betätigbar ist, und der in Abhängigkeit von seiner Position entweder den ersten Zufuhrkanal oder den zweiten Zufuhrkanal an den Düsenaustritt ankoppelt.
Mit dem Zweistoff-Injektor gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zwei verschiedene Flüssigkeiten und/oder verschiedene Kraftstoffarten über ein einziges Einspritzventil zuzuführen, wobei insbesondere eine effektive Reduktion von Schadstoffen besonders in der Kaltstartphase eines Verbrennungsmotors erreicht werden kann. Es wird ein schneller Wechsel zwischen den Flüssigkeiten ermöglicht, mit einer hohen Zuverlässigkeit. Beim Kaltstart steht beispielsweise schon beim ersten Einspritztakt der reine Startkraftstoff zur Verfügung. Die Volumina im Einspritzventil bis zu den Austrittslöchern sind sehr gering. Weiterhin kann die Einspritzung in einer optimalen Position erfolgen, was z. B. zu einer wirksameren Verbrennung und effektiveren Schadstoffreduktion führt. Kosten werden erheblich reduziert, da zum einen kein zweites Einspritzventil für die zweite Flüssigkeit bzw. den zweiten Kraftstoff notwendig ist, und zum anderen keine aufwendige Steuerung zum Beispiel über zusätzliche Ventile notwendig ist. Der Zweistoff-Injektor ist besonders zuverlässig, da störanfällige Steuerungen oder komplexe Bauteile entfallen bzw. auf ein Mindestmaß reduziert sind.
Vorzugsweise ist der Schieber als ringförmiger Kolben ausgestaltet und die Kammer, in der sich der Schieber befindet, ist z. B. eine Ringkammer. Dadurch wird zusätzlicher Platz gespart und es kann eine preisgünstige Bauweise erfolgen, was insbesondere für die Serienfertigung vorteilhaft ist.
Bevorzugt trennt der Schieber die erste Flüssigkeit von der zweiten Flüssigkeit bzw. den ersten Kraftstoff vom zweiten Kraftstoff bzw. von der Zusatzflüssigkeit. Eine Durchmischung der verschiedenen Flüssigkeiten oder Kraftstoffe wird dadurch vermieden und der Schieber kann z. B. wirksam durch Druckdifferenz zwischen den beiden Flüssigkeiten oder Kraftstoffen, die sich beispielsweise auf gegenüberliegenden Seiten des Schiebers befinden, erfolgen.
Vorteilhaft ist eine gezielte Leckage oder ein Leckspalt zur Rückführung der ersten Flüssigkeit vorgesehen, um den Zweistoff-Injektor beim Betätigen des Schiebers zu spülen. Auch wird erreicht, daß die gewählte Flüssigkeit unmittelbar zur Verfügung steht, so daß beispielsweise beim Kaltstart eines Motors ein Kaltstartkraftstoff von Beginn an eingespritzt wird. Vorzugsweise befindet sich dazu zwischen der Ventilnadel bzw. dem Ventilnadelkopf und der entsprechenden Führung eine Öffnung bzw. ein Zwischenraum, durch den die Flüssigkeit oder der Kraftstoff, der sich zwischen dem Schieber und dem Düsenaustritt befindet, zurück in den ersten Zufuhrkanal strömen kann, wenn der zweite Zufuhrkanal angekoppelt wird.
Bevorzugt ist der Schieber zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschiebbar, wobei in der ersten Position der zweite Zufuhrkanal durch den Schieber verschlossen ist, während der erste Zufuhrkanal geöffnet ist, und in der zweiten Position der erste Zufuhrkanal durch den Schieber verschlossen ist, während der zweite Zufuhrkanal geöffnet ist.
Beispielsweise ist die Kammer, in der sich der Schieber befindet, mit dem ersten Zufuhrkanal durch eine erste Öffnung und mit dem zweiten Zufuhrkanal durch eine zweite Öffnung verbunden, wobei insbesondere eine weitere Öffnung zum Düsenaustritt vorgesehen ist, und wobei der Schieber in Abhängigkeit von seiner Position entweder die erste Öffnung oder die zweite Öffnung verschließt. Dadurch erfolgt eine besonders wirksame und zuverlässige Umschaltung der Flüssigkeits- bzw. Kraftstoffzufuhr im Zweistoff-Injektor bzw. im Einspritzventil, bei einer kostengünstigen Bauweise.
Der Schieber ist z. B. durch den Druck im ersten Zufuhrkanal und/oder durch den Druck im zweiten Zufuhrkanal verschiebbar. Es ist daher keine aktive Umschaltung, z. B. mittels elektromagnetischer Betätigung notwendig. Dadurch wird Platz eingespart und hohe Kosten werden vermieden. Das System kann beispielsweise so ausgelegt sein, daß bei einer Druckerhöhung des zweiten Kraftstoffs- bzw. der zweiten Flüssigkeit oder der Zusatzflüssigkeit eine Betätigung des Schiebers erfolgt, so daß die erste Flüssigkeit bzw. der erste Kraftstoff abgesperrt wird und die zweite Flüssigkeit bzw. der zweite Kraftstoff zur Einspritzung gelangt. Wenn der Druck in der zweiten Flüssigkeit wieder reduziert wird, überwiegt z. B. der Druck in der ersten Flüssigkeit, so daß der Schieber wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegt wird und er dadurch die Zufuhr der zweiten Flüssigkeit blockiert. In dieser Stellung des Schiebers gelangt dann die erste Flüssigkeit bzw. der erste Kraftstoff zur Einspritzung. D. h., der Schieber kann durch die Druckdifferenz zwischen den beiden Flüssigkeiten bewegt werden.
Bevorzugt hat der Schieber einen oder mehrere Dichtringe, so daß eine sehr wirksame Trennung zwischen den beiden Flüssigkeiten oder Kraftstoffarten erfolgen kann. Somit kann beispielsweise kein Kraftstoff zwischen dem Schieber und einer Wandung der Kammer, in der er sich befindet, hindurchdringen.
Besonders vorteilhaft ist es, den Schieber mit anvulkanisierten Dichtlippen zu versehen, da hierdurch die Reibung zwischen dem Schieber und der Wandung der Kammer stark reduziert wird.
Vorteilhafterweise hat die Ventilnadel radiale Öffnungen bzw. Bohrungen zur Zuführung der ersten Flüssigkeit aus dem Inneren der Ventilnadel in die Kammer, die den Schieber enthält. Im Betrieb kann daher die erste Flüssigkeit bzw. der Kraftstoff die Ventilnadel durchströmen und über die radial angeordneten Bohrungen in die Kammer des Schiebers eintreten. Dadurch erfolgt eine besonders gleichmäßige und wirksame Flüssigkeits- bzw. Kraftstoffzufuhr, wobei die Ventilnadel genau und zuverlässig arbeitet.
Bevorzugt ist der Schieber aus einem Material gefertigt und/oder aus einem Stück gefertigt. Er ist vorteilhaft im vorderen Bereich der Ventilnadel angeordnet, so daß das Volumen oder Totvolumen zwischen Schieber und Düsenaustritt klein ist im Vergleich zu den Zufuhrkanälen und daher z. B. nur ein geringes Volumen gespült wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Einspritzverfahren wird je nach den Betriebserfordernissen entweder eine erste Flüssigkeit oder eine zweite Flüssigkeit eingespritzt bzw. einem Brennraum einer Brennkraftmaschine zugeführt, wobei durch eine Druckdifferenz zwischen der ersten Flüssigkeit und der zweiten Flüssigkeit ein Schieber betätigt wird, der eine Umschaltung zwischen zwei Zufuhrkanälen in einem Zweistoff-Injektor bewirkt. Dadurch kann z. B. eine schnelle Umschaltung und auch eine wirksame Reduzierung von Schadstoffen, insbesondere in der Kaltstartphase des Verbrennungsmotors, erfolgen. Durch die Umschaltung der Flüssigkeits- bzw. Kraftstoffzufuhr in dem Zweistoff-Injektor selbst sind nur sehr geringe Schadvolumina enthalten, so daß die jeweils optimale Flüssigkeit bzw. der optimale Kraftstoff unmittelbar nach der Umschaltung eingespritzt wird. Das Verfahren erfordert keine aufwendigen Ventilsteuerungen oder Umschalteinrichtungen außerhalb des Injektors bzw. der Einspritzdüse, so daß als zusätzlicher Vorteil Kosten gespart werden, kein großer Raumbedarf besteht, und eine hohe Zuverlässigkeit erzielt wird.
Bevorzugt ist die zweite Flüssigkeit eine Zusatzflüssigkeit oder ein zweiter Kraftstoff, der beispielsweise beim Start des Verbrennungsmotors bzw. während der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors zugeführt wird. Dadurch wird das Kaltstartverhalten erheblich verbessert und es werden Schadstoffemissionen, die besonders beim Start des Motors vorhanden sind, erheblich reduziert.
Vorteilhafterweise wird beim Umschalten ein abzusperrender Kraftstoff bzw. eine abzusperrende Flüssigkeit entgegen der Zufuhrrichtung zurückgedrängt, so daß ein Rücklauf erfolgt. Dadurch wird das Schadvolumen weiter reduziert. Insbesondere wird der Rücklauf nach einer Vorlaufzeit geschlossen. Weiterhin kann beim Umschalten zwischen Flüssigkeits- oder Kraftstoffzufuhr und Zusatzflüssigkeitszufuhr während einer Vorlaufzeit eine Spülung erfolgen.
Die Vorlaufzeit zur Spülung und/oder zum Rücklauf von abzusperrender Flüssigkeit bzw. Kraftstoff beträgt bevorzugt weniger als eine Sekunde, insbesondere bevorzugt weniger als 0,5 Sekunden, d. h., die Vorlaufzeit dauert z. B. nicht länger an als die Zeit, die zur Betätigung einer Startvorrichtung des Verbrennungsmotors notwendig ist. Dadurch wird erreicht, daß z. B. schon während der Zeit vom Herumdrehen eines Zündschlüssels in die Startstellung und dem Anlaufen eines Anlassers ein Startkraftstoff zur Verfügung steht und ohne Verzögerung von Anfang an eingespritzt werden kann.
Bei dem Einspritzverfahren kann der Schieber durch Druckbeaufschlagung der Flüssigkeit bzw. des Kraftstoffs und/oder der Zusatzflüssigkeit von einer ersten Position in eine zweite Position verschoben werden, wobei der Schieber dabei eine Verbindung zwischen einem Zufuhrkanal und einem Düsenaustritt öffnet, während er eine Verbindung zwischen einem weiteren Zufuhrkanal und dem Düsenaustritt schließt.
Bevorzugt ist die Zusatzflüssigkeit ein zweiter Kraftstoff, der einen niedrigeren Siedepunkt hat als ein erster Kraftstoff, wobei der zweite Kraftstoff beim Kaltstart eingespritzt wird. Vorteilhafterweise wird der Kraftstoff an Bord mittels eines Reaktors in eine niedrig siedende Komponente und eine hoch siedende Komponente aufgespalten. Somit muß nur ein einziger Kraftstoff getankt werden, wobei dennoch eine Einspritzung mit der zum jeweiligen Betriebszustand optimalen Kraftstoffkomponente erfolgen kann.
Schadstoffemissionen, die insbesondere beim Kaltstart auftreten, werden erheblich reduziert.
Der Zweistoff-Injektor, der ein sogenanntes Bi-Fuel-Einspritzventil (BF-EV) bildet, ist von seiner Größe und Bauart so bemessen, daß er ohne Veränderung beispielsweise an Saugrohr oder Motor anstelle eines herkömmlichen Einspritzventils eingesetzt werden kann. Es muß gegebenenfalls lediglich das Kraftstoffsystem angepaßt werden.
Der niedrig siedende Kraftstoffanteil hat eine bessere Zündwilligkeit und wird deshalb beim Kaltstart eingespritzt.
Das erfindungsgemäße Prinzip der Umschaltung ist somit für Injektoren für Brennkraftmaschinen, aber auch für umschaltbare Injektoren anderer Art anwendbar. Beispielsweise kann ein derartiger Zweistoff-Injektor und das Einspritzverfahren bei Brennstoffzellen verwendet werden, um ein Medium einzuspritzen.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Zweistoff-Injektor als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, in einem Betriebszustand, in dem ein erster Kraftstoff als erste Flüssigkeit zugeführt wird;
Fig. 2 einen weiteren Längsschnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Zweistoff- Injektor, jedoch in einem anderen Betriebszustand, indem ein zweiter Kraftstoff als zweite Flüssigkeit zugeführt wird; und
Fig. 3 eine schematische und zum Teil perspektivische Schnittansicht des erfindungsgemäßen Zweistoff-Injektors, der sich in dem in Fig. 1 gezeigten Betriebszustand befindet.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zweistoff-Injektors. Der Zweistoff-lnjektor 10 hat einen Düsenkörper 1, an dessen vorderen Ende ein Düsenaustritt 11 angeordnet ist. Durch den Düsenaustritt 11 wird im Betrieb Kraftstoff in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine bzw. eines Verbrennungsmotors eingespritzt. In dem Düsenkörper 1 befindet sich eine Ventilnadel 12, die beweglich gelagert ist, wobei durch hin- und her­ verschieben der Ventilnadel 12 im Inneren des Düsenkörpers 1 der Düsenaustritt 11 geöffnet und geschlossen werden kann um einen Einspritzvorgang durchzuführen. Im Inneren des Düsenkörpers 1 befindet sich ein Teilbereich eines ersten Zufuhrkanals 13, der zur Zufuhr eines ersten Kraftstoffs zum Düsenaustritt 11 dient. Die Zufuhr des ersten Kraftstoffs ist durch den Pfeil A gekennzeichnet.
Die Ventilnadel 12 hat einen Innenraum 12a, der einen Teil des Zufuhrkanals 13 bildet und durch den im Betrieb der erste Kraftstoff geleitet wird. Im vorderen Bereich der Ventilnadel 12 befinden sich radial angeordnete Bohrungen 14, 15, 16, durch die der erste Kraftstoff aus dem Innenraum 12a der Ventilnadel 12 austreten und im weiteren Verlauf zum Düsenaustritt 11 gelangen kann. Eine Kammer 20 ist so im Düsenkörper 1 angeordnet, daß sie bei der Zufuhr des ersten Kraftstoffs zum Düsenaustritt 11 durchströmt wird. In der Kammer 20 befindet sich ein Schieber 21, der in der Kammer 20 bewegbar gelagert ist bzw. in Längsrichtung des Zweistoff-Injektors hin- und hergeschoben werden kann.
Ein zweiter Zufuhrkanal 23 dient zur Zufuhr eines zweiten Kraftstoffs oder einer Zusatzflüssigkeit zum Düsenaustritt 11. Der zweite Zufuhrkanal 23 öffnet sich ebenfalls zur Kammer 20, so daß bei einer entsprechenden Stellung des Schiebers 21 der zweite Kraftstoff durch die Kammer 20 zum Düsenaustritt 11 gelangt. Dieser Betriebszustand ist in Fig. 2 dargestellt. Dort befindet sich der Schieber 21 am vorderen Ende der Kammer 20, so daß der zweite Kraftstoff in Pfeilrichtung B durch den zweiten Zufuhrkanal 23 über die Kammer 20 zum Düsenaustritt 11 geführt wird.
Der Schieber 21 wird hydraulisch betätigt, d. h. er wird durch die Druckdifferenz zwischen dem ersten Zufuhrkanal 13 und dem zweiten Zufuhrkanal 23 hin- und herbewegt. Es wird also in Abhängigkeit von der Position des Schiebers 21 entweder der erste Zufuhrkanal 13 oder der zweite Zufuhrkanal 23 an den Düsenaustritt 11 angekoppelt.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Schieber 21 als Schiebering bzw. als ringförmiger Kolben ausgestaltet. Die Kammer 20 ist ebenfalls ringförmig, d. h. sie bildet eine Ringkammer, die die Ventilnadel 12 und den ersten Zufuhrkanal 13 umschließt. Am vorderen Ende der Ringkammer 20 befindet sich eine Öffnung 20a zum ersten Zufuhrkanal 13. Am entgegengesetzten Ende der Kammer 20 befindet sich eine Öffnung 20b zum zweiten Zufuhrkanal 23. Zwischen den Öffnungen 20a, 20b, d. h. in der Mitte der Ringkammer 20, befindet sich eine weitere Öffnung 20c, die eine Verbindung zwischen der Kammer 20 und dem Düsenaustritt 11 herstellt.
Die Öffnungen 20a, 20b sind so ausgestaltet, daß Druckkräfte in dem jeweiligen Zufuhrkanal 13, 23 in der Figur seitlich am Schieber 21 angreifen um diesen entsprechend der Druckdifferenz in den Zufuhrkanälen in der Kammer 20 zu verschieben. Der Schieber 20 trennt den ersten Kraftstoff, der sich im ersten Zufuhrkanal 13 befindet, vom zweiten Kraftstoff der sich im zweiten Zufuhrkanal 23 befindet. Um eine möglichst gute Abdichtung zur inneren und äußeren Wandung der Kammer 20 herzustellen, ist am Schieber 21 ein innerer Dichtring 24 und ein äußerer Dichtring 25 angeordnet. In einer anderen Ausführungsform, die hier nicht dargestellt ist, hat der Schieber anvulkanisierte Dichtlippen mit denen die Reibung noch weiter reduziert wird.
Eine innere Wandung 26, die ebenfalls ringförmig ausgestaltet ist, trennt einen zylindrischen Raum 29, in dem die Ventilnadel 12 angeordnet ist, von der ringförmigen Kammer 20, in der der Schieber 21 angeordnet ist. Die Wandung 26 bildet eine Führung für den Ringkolben bzw. Schieber 21.
Im Bereich des zweiten Zufuhrkanals 23 umschließt eine ringförmige Kappe 30 die Kammer 20. In der Kappe 26 ist der zweite Zufuhrkanal 23 ausgestaltet und die Kappe 26 ist ein Teil des Düsenkörpers 1.
Das hintere Ende der Ventilnadel 12 ist von einem Anker 27 umgeben. Das vordere Ende der Ventilnadel 12 ist abgeschrägt bzw. verjüngt ausgebildet und stößt an einen Ventilsitz 28 an, der am vorderen Ende des Düsenkörpers 1 ausgebildet ist. Bei geöffneter Ventilnadel 12 bildet sich zwischen dem Ventilsitz 28 und der Spitze 12c der Ventilnadel ein Spalt oder Zwischenraum, durch die Kraftstoff bzw. Flüssigkeit aus dem Inneren des Zweistoff-Injektors 10 durch den Düsenaustritt 11 austreten kann. Der Düsenaustritt 11 umfaßt eine Vielzahl von durchgehenden Löchern, durch die der Kraftstoff austreten kann. Der Düsenaustritt 11 ist in der bevorzugten Ausführungsform als Lochblende ausgestaltet, bei der die durchgehenden Löcher eine spezielle Geometrie aufweisen um ein optimales Sprühbild bzw. eine optimale Verteilung des ausgespritzten Kraftstoffs zu erreichen.
Die Bohrungen 14, 15, 16 im vorderen Bereich der Ventilnadel 12 erstrecken sich radial nach außen und stellen eine Verbindung zwischen dem Innenraum 12a der Ventilnadel und dem Raum 29, der die Ventilnadel 12 umgibt, her. Es sind jeweils 4 Bohrungen 14, 15, 16 als durchgehende Löcher angeordnet, so daß der erste Kraftstoff bei seiner Zufuhr aus dem Innenraum 12a der Ventilnadel gleichmäßig in verschiedenen radialen Richtungen in den Raum 29 gelangen kann.
Die innere Wandung 26 hat durchgehende Löcher, die die Verbindung zur Öffnung 20a in der Kammer 20 bilden und sich radial durch die innere Wandung 26 erstrecken. Es ist aber genauso möglich, anstatt der Löcher einen Spalt oder Ringspalt vorzusehen, der sich ringförmig um den Raum 29 erstreckt und die Verbindung zur Kammer 20 bildet.
An die mittlere Öffnung 20c der Kammer 20 schließt sich ein Kanal 31 an, durch den der Kraftstoff bzw. die Flüssigkeit von der Kammer 20 zum Düsenaustritt 11 geführt wird. Der Kanal 31 kann z. B. als Spalt oder Ringspalt ausgebildet sein, der sich im Gehäuse des Düsenkörpers 1 erstreckt bzw. in der Kappe 30 ausgestaltet ist.
Fig. 3 zeigt den Zweistoff-Injektor in einer schematischen Schnittansicht mit teilweise perspektivischer Darstellung. Die Fig. 3 dient zur weiteren Verdeutlichung des Aufbaus des in Fig. 1 und 2 gezeigten erfindungsgemäßen Zweistoff-Injektors. Der Schieber 21 befindet sich hier in seiner ersten Position, d. h. am rechten Ende der Kammer 20 in der hier gezeigten Darstellung. In dieser Position ist der zweite Zufuhrkanal 23 verschlossen, so daß kein Kraftstoff aus dem zweiten Zufuhrkanal 23 in die Kammer 20 des Schiebers 21 gelangen kann. D. h., der Schieber 21 versperrt die Öffnung 20b der Kammer 20. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist in dieser ersten Position des Schiebers 21 die entgegengesetzte Öffnung 20a der Kammer 20 geöffnet, so daß der erste Kraftstoff aus dem ersten Zufuhrkanal 13 durch den Innenraum 12a der Ventilnadel 12 in die Kammer 20 gelangt. Gleichzeitig ist die mittlere Öffnung 20c der Kammer 20 geöffnet, so daß der erste Kraftstoff weiter von der Kammer 20 über den Kanal 31 zum Düsenaustritt 11 gelangen kann.
Der Schieber 21 erstreckt sich in Längsrichtung des Zweistoff-Injektors mit einer Länge, die kleiner oder gleich dem Abstand zwischen der mittleren Öffnung 20c und der vorderen Öffnung 20a bzw. der hinteren Öffnung 20b ist. Somit ist in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Schiebers 21 jeweils eine der Öffnungen 20a, 20b geschlossen, während die mittlere Öffnung 20c geöffnet ist und einen Durchfluß durch die Kammer 20 gestattet. Bei einem Einspritzimpuls hebt die Spitze 12c der Ventilnadel 12 vom Ventilsitz 28 ab, so daß sich der Düsenaustritt 11 öffnet und der Kraftstoff aus dem ersten Zufuhrkanal unter dem dort herrschenden Druck in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird.
Der vordere Teil der Ventilnadel 12 ist in einer Führung 32 bewegbar gelagert. Dabei befindet sich zwischen diesem Teil der Ventilnadel 12 und der zylindrischen Führung 32 ein kleiner Spalt 33 oder Zwischenraum, durch den Kraftstoff, der sich in Kanal 31 befindet, durch Druckbeaufschlagung zurück in den Raum 29 der Ventilnadel gedrückt werden kann. Dadurch kann eine Spülung beim Umschalten des Schiebers 21 erreicht werden.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Einspritzverfahren unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 im Einzelnen beschrieben.
Fig. 1 zeigt den Zweistoff-Injektor im Normalbetrieb. Dabei liegt der Kraftstoffdruck am hinteren Railanschluß an, d. h. der erste Kraftstoff bzw. Normalkraftstoff befindet sich im ersten Zufuhrkanal 13 unter einem Druck, der beispielsweise durch einen Common-Rail- Druckspeicher erzeugt wird. Der Schieber 21 ist in der rechten Position in Fig. 1, d. h. er ist in einer ersten Position, in der er den seitlichen Zufuhrkanal 23 dicht abschließt. In dem Zufuhrkanal 23 befindet sich ein zweiter Kraftstoff, der als Startkraftstoff dient und beim Starten des Motors bzw. beim Kaltstart eingespritzt werden soll. Durch den dichten Verschluß des im Bild gezeigten seitlichen Startkraftstoffanschlusses kann kein Durchmischen der beiden Kraftstoffsorten erfolgen.
Der Normalkraftstoff bzw. erste Kraftstoff im ersten Zufuhrkanal 13 durchströmt in Strömungsrichtung A die Ventilnadel 12 und gelangt über die Bohrungen 14,1 5, 16 in den Raum 29, der im Bereich der Bohrungen 14, 15, 16 die Ventilnadel 12 umgibt. Von dort aus tritt der erste Kraftstoff vor der vorderen Führung bzw. inneren Wandung 26 über vier radial angeordnete Bohrungen 26a in die Kammer 20 des Schiebers 21, die als Ringkammer ausgestaltet ist. Von da aus gelangt der erste Kraftstoff über weitere radiale und axiale Bohrungen bzw. Kanäle 31, die in der Kappe 30 ausgebildet sind, nach vorn und schließlich zum bzw. in den Ventilsitz 28 zwischen eine Dichtfläche 12b der Ventilnadel 12 und deren Führung.
Durch einen elektromagnetischen Antrieb wird die Ventilnadel 12 betätigt und dadurch der Düsenaustritt 11 geöffnet. Dabei bewegt sich die Ventilnadelspitze 12c nach hinten, d. h. im Bild nach rechts, so daß sich die Ventilnadelspitze 12c vom Ventilsitz 28 abhebt und der Kraftstoff aus dem ersten Zufuhrkanal 13 aus dem Zweistoff-lnjektor austritt und beispielsweise in ein Saugrohr eines Verbrennungsmotors oder in einen Brennraum gelangt.
Ist ein Kaltstart notwendig wird am zweiten Zufuhrkanal 23 bzw. am seitlichen Startkraftstoffanschluß der Systemdruck des zweiten Kraftstoffs, der ein speziell für den Startvorgang geeigneter Startkraftstoff ist, angelegt. Sobald der Druck des Kraftstoffs im zweiten Zufuhrkanal 23 den Druck des Kraftstoffs im ersten Zufuhrkanal 13 überwiegt, wird der Schieber 2 l durch die wirksamen Druckkräfte in die in Fig. 2 gezeigte, zweite Position verschoben. Dabei wird am Railanschluß bzw. Normalanschluß eine Rücklaufmöglichkeit geöffnet. Bei der Bewegung des Schiebers 21 von der ersten Position (siehe Fig. 1) in die zweite Position (siehe Fig. 2) drängt dieser den in der ringförmigen Kammer 20 befindlichen Normalkraftstoff bzw. ersten Kraftstoff zurück.
Wenn der Schieber 21 in der hier gezeigten Darstellung ganz links angekommen ist, verschließt er die Öffnung 20a, so daß kein Normalkraftstoff aus dem ersten Zufuhrkanal 13 mehr in die Kammer 20 gelangen kann. Gleichzeitig wird die Öffnung 20b der Kammer 20 geöffnet, so daß der Startkraftstoff bzw. zweite Kraftstoff der sich im zweiten Zufuhrkanal 23 befindet, durch die radialen Bohrungen bzw. Öffnungen 20b, 20c in die Kappe 30 und die dort ausgebildeten Kanäle 31 strömen kann. Von da aus gelangt der Startkraftstoff zum Ventilsitz 28.
Aufgrund des oben beschriebenen Spalts 33 wird der erste Kraftstoff, der sich noch im Kanal 31 befindet, zurück in den Raum 29 gedrängt, wenn der Düsenaustritt 1 l noch geschlossen ist. Es findet also zunächst eine Spülung statt, bevor das Einspritzen des Startkraftstoffs erfolgt.
Solange der Rücklauf geöffnet ist, ergibt sich ein Druckunterschied, an der Ventilnadelführung, wodurch der Normalkraftstoff bzw. erste Kraftstoff entgegen der Zufuhrrichtung A durch die Öffnung 20a bzw. den Spalt 33 und die Bohrungen 14, 15, 16 zurückgedrückt wird. Da sich der Spalt 33 direkt vor dem Düsenaustritt 11 befindet, kann das gesamte Totvolumen verdrängt werden, so daß es von der Einspritzung ausgeschlossen wird. D. h., es kann schon zum ersten Einspritztakt der Startkraftstoff, der über den zweiten Zufuhrkanal 23 zugeführt wird, eingespritzt werden. Dies ist insbesondere bei einer ausreichend langen Vorlaufzeit der Fall, in der die Spülung erfolgt. Zu der Vorlaufzeit muß die Lageänderung des Schiebers 21 und die durch die Spülrate ermittelte Spülzeit gezählt werden. Die Bewegung des Schiebers 21 wird zwar etwas durch die Reibung der Dichtringe 24, 25 an den Wandungen der Kammer 20 gebremst, was jedoch keine größeren Probleme mit sich bringt. Ist der Schieber 21 mit anvulkanisierten Dichtlippen versehen, wird die Reibung in hohem Maß reduziert. Die Spülrate hängt wiederum von den Abmessungen des Spalts 33 und der Passungslänge der Führung ab.
Diese Maße sind so bemessen, daß eine ausreichend hohe Spülrate erzielt wird, die ein schnelles Umschalten zwischen den zugeführten Kraftstoffsorten ermöglicht.
Nach der Vorlaufzeit wird der Rücklauf geschlossen, damit der Druckunterschied ausgeglichen wird und keine Kräfte auf die Ventilnadel 12 wirken. Dabei wird berücksichtigt, daß der Vorrat an Startkraftstoff bzw. zweitem Kraftstoff begrenzt ist und deshalb der Verlust durch die Spülrate nicht vernachlässigt werden darf.
Der oder die Spalte 33 sind so bemessen, daß die Vorlaufzeit nicht länger ist als die Zeit vom Herumdrehen eines Zündschlüssels in die Startstellung und dem Anlaufen eines Anlassers. Die Vorlaufzeit liegt demnach im Sekundenbereich und kann weniger als eine Sekunde und sogar weniger als eine halbe Sekunde betragen. Somit kann ohne Verzögerung von Anfang an der Startkraftstoff eingespritzt werden, ohne daß beim Startvorgang zusätzliche Zeit benötigt wird.
Bei der Einspritzung des Startkraftstoffs wird dieser in der in Fig. 2 gezeigten Pfeilrichtung 8 durch den zweiten Zufuhrkanal 23 in die Kammer 20 geführt, von wo aus er über einen oder mehrere Kanäle 31 zum Ventilsitz 28 gelangt. Bei einem Einspritzimpuls bewegt sich die Ventilnadelspitze 12c in der Figur nach rechts, so daß die Ventilnadelspitze 12c vom Ventilsitz 28 abhebt bzw. sich davon entfernt und Kraftstoff aus dem Düsenaustritt 11 in den Brennraum der Brennkraftmaschine bzw. in ein Saugrohr eingespritzt wird.
Sobald die Startphase bzw. Kaltstartphase abgeschlossen ist, wird im Zweistoff-Injektor 10 wiederum eine Umschaltung der Kraftstoffzufuhr bewirkt. Dies geschieht durch Reduzierung des Drucks im zweiten Zufuhrkanal 23. Dadurch entsteht ein Differenzdruck auf beiden Seiten des Schiebers 21, der diesen in Fig. 2 nach rechts bewegt, so daß er sich wieder in seine erste Position bzw. Ausgangsposition begibt (siehe Fig. 1). In dieser Position ist der Weg frei für die Zufuhr des Normalkraftstoffs bzw. des Kraftstoffs für den Normalbetriebszustand, der über den ersten Zufuhrkanal 13 zugeführt wird. Gleichzeitig wird die Zufuhr des Startkraftstoffs, der sich in der zweiten Kanalzufuhr 23 befindet, abgeschlossen.
An Bord des Fahrzeugs befindet sich ein Reaktor, der Kraftstoff in eine niedrig siedende Komponente und in eine hoch siedende Komponente aufteilt. Der niedrig siedende Anteil des Kraftstoffs hat eine bessere Zündwilligkeit und wird deshalb beim Kaltstart eingespritzt. Es ist aber auch möglich, zwei verschiedene Kraftstoffe mitzuführen, die über entsprechende Vorratsbehälter bzw. Tanks dem Zweistoff-Injektor zugeführt werden.
Der hier beschriebene Zweistoff-Injektor 10 bzw. das Einspritzverfahren sind nicht auf die Zufuhr von zwei unterschiedlichen Kraftstoffen oder auf den Betrieb während der Start oder Warmlaufphase des Verbrennungsmotors beschränkt. Allgemein ist es möglich, einen Kraftstoff, wie z. B. Benzin oder Diesel und eine Zusatzflüssigkeit, wie z. B. einen zweiten Kraftstoff oder Wasser, einzuspritzen und während des Betriebs umzuschalten.
Der hier gezeigte Zweistoff-Injektor bildet ein Bi-Fuel-Einspritzventil mit einer integrierten Trennung innerhalb und einer aktiven Umschaltung außerhalb des Ventils. Die externe Umschaltung geschieht durch elektromagnetische Absperrventile. Direkt im Bi-Fuel- Einspritzventil trennt ein abdichtender Kolben die beiden Flüssigkeiten. Der Kolben ist ein ringförmiger Schieberkolben, der durch den Systemdruck bewegt wird und keine eigene Betätigung erfordert. Durch eine gezielte Leckage zwischen Ventilnadel und Ventilnadelführung ist der Zweistoff-Injektor spülbar. Allgemein ist das Prinzip der Umschaltung auch für umschaltbare Injektoren anderer Art anwendbar.
Bezugszeichen
1
Düsenkörper
10
Zweistoff-Injektor
11
Düsenaustritt
12
Ventilnadel
12
a Innenraum der Ventilnadel
12
b Dichtfläche
12
c Ventilnadelspitze
13
erster Zufuhrkanal
14
Bohrung
15
Bohrung
16
Bohrung
20
Kammer
20
a Öffnung in der Kammer
20
b Öffnung in der Kammer
20
c Öffnung in der Kammer
21
Schieber
23
zweiter Zufuhrkanal
24
innere Dichtung
25
äußere Dichtung
26
innere Wandung (Führung)
26
a Bohrung
27
Anker
28
Ventilsitz
29
Raum
30
Kappe
31
Kanal
32
Führung
33
Spalt

Claims (21)

1. Zweistoff-Injektor insbesondere für Verbrennungsmotoren, mit
einem Düsenkörper (1), der einen Düsenaustritt (11) hat;
einer bewegbar gelagerten Ventilnadel (12) zum Öffnen und Schließen des Düsenaustritts (11);
einem ersten Zufuhrkanal (13) zur Zufuhr einer ersten Flüssigkeit zum Düsenaustritt (11);
einem zweiten Zufuhrkanal (23) zur Zufuhr einer zweiten Flüssigkeit zum Düsenaustritt (11),
gekennzeichnet durch
einen Schieber (21), der in einer Kammer (20) des Düsenkörpers (1) angeordnet und hydraulisch betätigbar ist, und der in Abhängigkeit von seiner Position entweder den ersten Zufuhrkanal (13) oder den zweiten Zufuhrkanal (23) an den Düsenaustritt (11) ankoppelt.
2. Zweistoff-Injektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) als ringförmiger Kolben ausgestaltet ist und die Kammer (20) eine Ringkammer ist.
3. Zweistoff-Injektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) die erste Flüssigkeit von der zweiten Flüssigkeit trennt.
4. Zweistoff-Injektor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Öffnung oder einen Spalt (33) zur Rückführung der ersten Flüssigkeit, um den Zweistoff-Injektor beim oder nach Betätigen des Schiebers (21) zu spülen.
5. Zweistoff-Injektor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschiebbar ist, wobei in der ersten Position der zweite Zufuhrkanal (23) durch den Schieber (21) verschlossen ist, während der erste Zufuhrkanal (13) geöffnet ist, und in der zweiten Position der erste Zufuhrkanal (13) durch den Schieber (21) verschlossen ist, während der zweite Zufuhrkanal (23) geöffnet ist.
6. Zweistoff-Injektor nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (20) mit dem ersten Zufuhrkanal (13) durch eine erste Öffnung (20a) und mit dem zweiten Zufuhrkanal (23) durch eine zweite Öffnung (20b) verbunden ist, wobei eine weitere Öffnung (20c) zum Düsenaustritt (11) vorgesehen ist, und wobei der Schieber (21) in Abhängigkeit von seiner Position entweder die erste Öffnung (20a) oder die zweite Öffnung (20b) verschließt.
7. Zweistoff-Injektor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) durch den Druck im ersten Zufuhrkanal (13) und/oder durch den Druck im zweiten Zufuhrkanal (23) verschiebbar ist.
8. Zweistoff-Injektor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) einen oder mehrere Dichtringe (24, 25) aufweist.
9. Zweistoff-Injektor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) anvulkanisierte Dichtlippen aufweist.
10. Zweistoff-Injektor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, / dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (12) radiale Öffnungen oder Bohrungen (14, 15, 16) aufweist, zur Zuführung der ersten Flüssigkeit aus dem Inneren der Ventilnadel (12) in die Kammer (20) des Schiebers (21).
11. Zweistoff-Injektor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) aus einem Material und/oder aus einem Stück gefertigt ist.
12. Zweistoff-Injektor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) im vorderen Bereich der Ventilnadel (12) angeordnet ist.
13. Einspritzverfahren, bei dem je nach Betriebserfordernissen entweder eine erste Flüssigkeit oder eine zweite Flüssigkeit eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Druckdifferenz zwischen der ersten Flüssigkeit und der zweiten Flüssigkeit ein Schieber (21) betätigt wird, der eine Umschaltung zwischen zwei Zufuhrkanälen (13, 23) in einem Zweistoff-Injektor bewirkt.
14. Einspritzverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flüssigkeit ein Kraftstoff ist und die zweite Flüssigkeit eine Zusatzflüssigkeit oder ein zweiter Kraftstoff ist, der beim Start eines Verbrennungsmotors und/oder während seiner Warmlaufphase zugeführt wird.
15. Einspritzverfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten des Schiebers (21) eine abzusperrende Flüssigkeit entgegen der Zufuhrrichtung zurückgedrängt wird, so daß ein Rücklauf erfolgt.
16. Einspritzverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rücklauf nach einer Vorlaufzeit geschlossen wird.
17. Einspritzverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten zwischen der Zufuhr der ersten Flüssigkeit und der Zufuhr der zweiten Flüssigkeit während einer Vorlaufzeit eine Spülung erfolgt.
18. Einspritzverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorlaufzeit zur Spülung und/oder zum Rücklauf von abzusperrender Flüssigkeit weniger als 1 Sekunde beträgt und/oder nicht länger andauert als die Zeit, die zur Betätigung einer Startvorrichtung eines Verbrennungsmotors notwendig ist.
19. Einspritzverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) durch Druckbeaufschlagung der ersten Flüssigkeit und/oder der zweiten Flüssigkeit von einer ersten Position in eine zweite Position verschoben wird und der Schieber (21) dabei eine Verbindung zwischen einem Zufuhrkanal (13, 23) und einem Düsenaustritt (11) öffnet, während er eine Verbindung zwischen einem weiteren Zufuhrkanal (13, 23) und dem Düsenaustritt (11) schließt.
20. Einspritzverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Flüssigkeit ein zweiter Kraftstoff ist, der einen niedrigeren Siedepunkt hat als ein erster Kraftstoff, wobei der zweite Kraftstoff beim Kaltstart eingespritzt wird.
21. Einspritzverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Kraftstoff an Bord mittels eines Reaktors in eine niedrig siedende Komponente und eine hochsiedende Komponente aufgespalten wird.
DE19959851A 1999-12-10 1999-12-10 Zweistoffinjektor, insbesondere für Verbrennungsmotoren, und Einspritzverfahre n Expired - Fee Related DE19959851C2 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19959851A DE19959851C2 (de) 1999-12-10 1999-12-10 Zweistoffinjektor, insbesondere für Verbrennungsmotoren, und Einspritzverfahre n
US09/728,326 US6431471B2 (en) 1999-12-10 2000-12-01 Bi-fuel injector, in particular for combustion engines, and method of injection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19959851A DE19959851C2 (de) 1999-12-10 1999-12-10 Zweistoffinjektor, insbesondere für Verbrennungsmotoren, und Einspritzverfahre n

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19959851A1 true DE19959851A1 (de) 2001-06-21
DE19959851C2 DE19959851C2 (de) 2002-07-11

Family

ID=7932337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19959851A Expired - Fee Related DE19959851C2 (de) 1999-12-10 1999-12-10 Zweistoffinjektor, insbesondere für Verbrennungsmotoren, und Einspritzverfahre n

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6431471B2 (de)
DE (1) DE19959851C2 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004023587A1 (de) * 2002-09-02 2004-03-18 Webasto Thermosysteme Gmbh Reformer für ein brennstoffzellensystem
DE102006022599A1 (de) * 2006-05-15 2007-11-22 Siemens Ag Einspritzvorrichtung, Anordnung der Einspritzvorrichtung in einer Brennkraftmaschine und Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine
DE102010012349A1 (de) 2010-03-22 2011-11-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Einrichtung und Verfahren zur Kraftstoffversorgung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
DE102017005504A1 (de) 2017-06-09 2018-12-13 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6588406B2 (en) * 2000-06-07 2003-07-08 Radu Oprea Dual fuel metering and supply system for internal combustion engines
DE10061035A1 (de) * 2000-12-08 2002-06-13 Fev Motorentech Gmbh Einspritzeinrichtung zum dosierten Einspritzen von zwei Flüssigkeiten in einem Reaktionsraum
DE10157737A1 (de) * 2001-11-24 2003-06-05 Bosch Gmbh Robert Brennstoffzellenanlage
DE10212021A1 (de) * 2002-03-19 2003-10-02 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Abgasbehandlung einer Verbrennungseinrichtung
DE10254842A1 (de) * 2002-11-25 2004-06-03 Robert Bosch Gmbh Brennstoffzellenanlage
US20060060366A1 (en) * 2004-09-17 2006-03-23 Bodine Thomas J Variable speed drill
DE102007044709A1 (de) * 2007-09-18 2009-03-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Einrichtung zur Einbringung von Kraftstoff
CA2635410C (en) * 2008-06-19 2010-08-17 Westport Power Inc. Dual fuel connector
US8166956B2 (en) 2009-07-23 2012-05-01 Ford Global Technologies, Llc Engine with gaseous and/or liquid fuel injector
US9567918B2 (en) 2010-05-10 2017-02-14 Go Natural Cng, Llc Bi-fuel control systems for automotive vehicles and related methods
US8997720B2 (en) 2011-12-23 2015-04-07 Caterpillar Inc. Dual fuel injector with crossover valve
US8839763B2 (en) 2012-11-02 2014-09-23 Caterpillar Inc. Compression ignition dual fuel engine and fuel injector for same
CN108240266B (zh) * 2016-12-23 2020-08-28 联合汽车电子有限公司 甲醇汽车的喷油器故障跛行控制方法
CN108240267B (zh) * 2016-12-23 2021-01-05 联合汽车电子有限公司 甲醇汽车的燃油泵故障跛行控制方法
DE112017007710A5 (de) * 2017-10-04 2020-03-19 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Einspritzventil zur zumessung von zwei brennstoffen

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2908375A1 (de) * 1979-03-03 1980-09-11 Klaus Dipl Ing Starke Dieselmotorisches verfahren mit einer vorrichtung zum betrieb mit zwei fluessigen kraftstoffen unter verwendung zweier einspritzpumpensysteme und einer kraftstoffduese
US4736712A (en) * 1986-12-01 1988-04-12 General Electric Company Self purging dual fuel injector
GB8808986D0 (en) * 1988-04-15 1988-05-18 Archambaud C P D Valve
US4856713A (en) * 1988-08-04 1989-08-15 Energy Conservation Innovations, Inc. Dual-fuel injector
US5450832A (en) * 1994-03-21 1995-09-19 Bruce R. Graf Dual fuel system
DE4422552C1 (de) * 1994-06-28 1995-11-30 Daimler Benz Ag Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine
CA2204983A1 (en) * 1997-05-09 1998-11-09 Westport Research Inc. Hydraulically actuated gaseous or dual fuel injector
US5887799A (en) * 1997-09-11 1999-03-30 Impco Technoligies, Inc. Dual fuel injector
DE19746489A1 (de) * 1997-10-22 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
US6035837A (en) * 1998-11-06 2000-03-14 Siemens Automotive Corporation Bi-fuel liquid injection system for an internal combustion engine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004023587A1 (de) * 2002-09-02 2004-03-18 Webasto Thermosysteme Gmbh Reformer für ein brennstoffzellensystem
DE102006022599A1 (de) * 2006-05-15 2007-11-22 Siemens Ag Einspritzvorrichtung, Anordnung der Einspritzvorrichtung in einer Brennkraftmaschine und Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben der Brennkraftmaschine
DE102006022599B4 (de) * 2006-05-15 2011-02-10 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
DE102010012349A1 (de) 2010-03-22 2011-11-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Einrichtung und Verfahren zur Kraftstoffversorgung einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine
DE102017005504A1 (de) 2017-06-09 2018-12-13 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
US20020003170A1 (en) 2002-01-10
DE19959851C2 (de) 2002-07-11
US6431471B2 (en) 2002-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19959851C2 (de) Zweistoffinjektor, insbesondere für Verbrennungsmotoren, und Einspritzverfahre n
DE2500644C2 (de) Kraftstoffeinspritzventil für Brennkraftmaschinen
DE69704464T2 (de) Einspritzventil
EP0694123A1 (de) Einspritzsystem
DE60107794T2 (de) Kraftstoffeinspritzsystem
WO2001004488A1 (de) Kraftstoffeinspritzsystem für eine brennkraftmaschine
EP1203153B1 (de) Steuerventilanordnung zum einsatz in einem kraftstoffinjektor für verbrennungsmotoren
WO1999018349A1 (de) Direktgesteuertes einspritzventil, insbesondere kraftstoffeinspritzventil
EP1126160B1 (de) Einspritzventil für die Einspritzung von Kraftstoff in eine Verbrennungskraftmaschine
EP0064146A1 (de) Einspritzsystem zum Einspritzen zweier Brennstoffe durch eine Einspritzdüse
EP1088985B1 (de) Injektor für eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung
DE4203343C1 (en) IC engine fuel injection nozzle - has combustion chamber facing openings or spray holes coverable by peripheral closure wall parts
DE10131640A1 (de) Kraftstoffinjektor mit Einspritzverlaufsformung durch schaltbare Drosselelemente
DE19812010C1 (de) Kraftstoffeinspritzventil für eine Brennkraftmaschine
EP3483420B1 (de) Brennstoffeinspritzdüse und brennstoffeinspritzverfahren für einen grossdieselmotor, sowie grossdieselmotor
DE2339529A1 (de) Kraftstoffeinspritzpumpenverstellvorrichtung
DE3009750C2 (de) Brennstoffeinspritzvorrichtung für Brennkraftmaschinen
DE102015226070A1 (de) Kraftstoffinjektor
DE10333427B3 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE10333573B3 (de) Kraftstoffeinspritzvorrichtung
DE102012022498A1 (de) Zweistoff-Injektor
DE69923499T2 (de) Brennstoffeinspritzventil
DE10132248C2 (de) Kraftstoffinjektor mit 2-Wege-Ventilsteuerung
EP0975865B1 (de) Kraftstoffinjektor für eine brennkraftmaschine für kraftstoff-/emulsionsbetrieb
DE102004021538A1 (de) Ventilvorrichtung zum Steuern von Flüssigkeiten

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee