DE202011103592U1

DE202011103592U1 - Device for injecting fuel into a combustion chamber

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Publication number: DE202011103592U1
Application number: DE202011103592U
Authority: DE
Original assignee: KW Technologie GmbH and Co KG
Current assignee: KW Technologie GmbH and Co KG
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-02-28
Anticipated expiration: 2021-04-01
Also published as: EP2650527B1; DE102011015755A1; ES2440966T3; HUE034473T2; EP2390491A1; EP2390491B1; ES2639849T3; EP2650527A1

Abstract

Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum, insbesondere zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors, wobei eine Mehrfachstrahldüse (8) mit wenigstens zwei Strahlkanälen (6, 7) zur Erzeugung wenigstens zweier, in einer Prallzone (S) wenigstens teilweise aufeinander prallender Brennstoffstrahlen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere solcher Mehrfachstrahldüsen (8) vorgesehen sind.Device for injecting fuel into a combustion chamber, in particular for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine, wherein a multiple jet nozzle (8) with at least two jet channels (6, 7) for generating at least two, at least partially colliding in an impact zone (S) Fuel jets are provided, characterized in that two or more such multiple jet nozzles (8) are provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum, insbesondere zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for injecting fuel into a combustion chamber, in particular for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Einspritzvorrichtungen in Verbrennungskraftmaschinen sind seit langer Zeit bekannt. So wird in der Druckschrift DE 369 670 eine Einspritzvorrichtung beschrieben, bei der in einer Einspritzdüse zwei oder mehrere Strahlen erzeugt werden, die sich im Verbrennungsraum kreuzen. Der Sinn dieser Anordnung liegt darin, dass die mit hoher Geschwindigkeit austretenden Brennstoffstrahlen im Verbrennungsraum aufeinanderprallen, wodurch eine äußerst innige Zerstäubung des Brennstoffs herbeigeführt wird.Injection devices in internal combustion engines have been known for a long time. So in the publication DE 369 670 an injection device is described in which two or more jets are generated in an injection nozzle, which intersect in the combustion chamber. The purpose of this arrangement is that the high velocity fuel jets collide in the combustion chamber, causing extremely intense atomization of the fuel.

Diese Art der Einspritzdüse wurde, wie aus der Druckschrift DE 44 07 360 A1 hervorgeht, später weiterentwickelt. In dieser Druckschrift wird eine entsprechende Einspritzdüse mit fächerförmigem Strahl dadurch weitergebildet, dass der Strahl im Brennraum gedreht werden kann, so dass sich die eingespritzte Kraftstoffmenge auf die gewünschte Luftmenge verteilen kann. Zwar ist durch das Verdrehen eines Fächerstrahls eine bessere Verteilung des Kraftstoffs möglich, hierzu wird jedoch eine entsprechende Zeit benötigt. Für einen optimalen Motorbetrieb ist jedoch eine kurze und vollständige Verbrennung von Vorteil, um den dadurch bedingten Druckanstieg möglichst effizient nutzen zu können.This type of injector was, as from the document DE 44 07 360 A1 emerges, later evolved. In this document, a corresponding injection nozzle with fan-shaped jet is further developed in that the jet can be rotated in the combustion chamber, so that the injected fuel amount can be distributed to the desired amount of air. Although a better distribution of the fuel is possible by twisting a fan beam, but this is a corresponding time required. For optimum engine operation, however, a short and complete combustion is advantageous in order to use the resulting increase in pressure as efficiently as possible.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff vorzuschlagen, mittels der eine verbesserte Tropfengrößenverteilung und/oder Brennstoffverteilung im Brennraum möglich ist.The object of the invention is therefore to propose a device for injecting fuel, by means of which an improved droplet size distribution and / or fuel distribution in the combustion chamber is possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.This object is achieved by a device according to the preamble of claim 1 by its characterizing features.

Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, dass zwei oder mehrere Mehrfachstrahldüsen mit jeweils wenigstens zwei Strahlkanälen zur Erzeugung wenigstens zweier aufeinander prallender Brennstoffstrahlen vorgesehen sind.Accordingly, a device according to the invention is characterized in that two or more multi-jet nozzles are provided, each with at least two jet channels for generating at least two fuel jets colliding against each other.

Eine erfindungsgemäße Prallzone liegt dabei bereits dann vor, wenn sich zwei oder mehrere Brennstoffstrahlen nur bereichsweise berühren oder überschneiden, wodurch bereits teilweise der erfinderische Effekt verursacht wird.A baffle zone according to the invention is already present when two or more fuel jets only touch or overlap in some regions, which already partly causes the inventive effect.

Durch die Verwendung einer Multistrahldüse, beispielsweise einer Doppelstrahldüse wird der Vorteil der feinen Zerstäubung derartiger Düsen genutzt. Eine feine Zerstäubung bewirkt eine schnelle Verdampfung des Brennstoffs bei weitgehend homogenem Brennstoff-Luft-Mischungsverhältnis. Die feine Zerstäubung bietet eine große Oberfläche des flüssigen Brennstoffs, die für eine solche Verdampfung vorteilhaft ist. Die große Oberfläche ist auch bei bereits erfolgter Zündung von Vorteil, da auch bei etwaiger noch vorhandener flüssiger Oberfläche von Brennstofftröpfchen die Verbrennung bei einer entsprechend großen Oberfläche erheblich wirkungsvoller abläuft.The use of a multi-jet nozzle, for example a double-jet nozzle, takes advantage of the fine atomization of such nozzles. A fine atomization causes a rapid evaporation of the fuel with a largely homogeneous fuel-air mixture ratio. The fine atomization provides a large surface area of the liquid fuel which is advantageous for such evaporation. The large surface area is also advantageous when the ignition has already taken place, since even with any existing liquid surface of fuel droplets, the combustion proceeds considerably more effectively with a correspondingly large surface area.

Durch die Verwendung mehrerer derartiger Mehrfachstrahldüsen kann der Brennraum räumlich definiert und in kurzer Zeit ausgesprüht werden, so dass in einem entsprechend kleinen Zeitintervall eine gute Brennstoffluftverteilung im Brennraum erreicht wird.By using a plurality of such multiple jet nozzles, the combustion chamber can be spatially defined and sprayed in a short time, so that in a correspondingly small time interval, a good fuel air distribution in the combustion chamber is achieved.

Es hat sich gezeigt, dass derartige Doppelstrahldüsen einen Fächerstrahl ausbilden, der sich im Wesentlichen unter dem Winkel aufspannt, in dem die Teilstrahlen aufeinander prallen. Beim Aufeinanderprallen erfolgt eine feine Zerstäubung, wobei die Ausbreitungsrichtung der Brennstofftröpfchen nahezu vollständig von der Düse weg weist, was für einen Verbrennungsvorgang wiederum von Vorteil ist, da somit eine Belastung der Düsen durch Ruß oder dergleichen Partikel, die bei der Verbrennung entstehen können, vermieden wird. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass durch eine Doppelstrahldüse ein sehr flacher Fächerstrahl ausgeprägt werden kann, dessen Ausdehnung, z. B. als winkelförmige Ausdehnung, in der durch die beiden Brennstoffstrahlen definierten Fächerebene deutlich größer ist als in Querrichtung zu dieser Fächerebene.It has been found that such double-jet nozzles form a fan beam which spans substantially at the angle at which the partial beams impinge on one another. When colliding occurs a fine atomization, wherein the propagation direction of the fuel droplets almost completely away from the nozzle, which in turn is advantageous for a combustion process, since thus a load on the nozzles by soot or the like particles that may arise during combustion, is avoided , It has also been shown that a very flat fan beam can be pronounced by a double jet, the expansion, z. B. as an angular expansion, in which the two fuel jets defined fan level is significantly larger than in the transverse direction to this fan level.

Dieser Umstand kann vorteilhafterweise dazu genutzt werden, um einen flachen Brennraum gezielt mit einem Brennstoffnebel zu füllen. Bei entsprechender Anordnung der Mehrfachstrahldüsen bzw. Doppelstrahldüsen kann gewissermaßen eine nahezu scheibenförmige Brennstoffverteilung bei sehr feiner Zerstäubung erzielt werden. Dies ist insbesondere bei Hubkolbenmotoren von Vorteil, die im oberen Totpunkt der Hubbewegung einen solchen scheibenförmigen Brennraum aufweisen.This circumstance can be advantageously used to selectively fill a shallow combustion chamber with a fuel mist. With an appropriate arrangement of the multi-jet nozzles or double jet nozzles can be achieved in a sense a nearly disc-shaped fuel distribution with very fine atomization. This is particularly advantageous in reciprocating engines, which have such a disc-shaped combustion chamber at the top dead center of the lifting movement.

Eine solche quasi scheibenförmige Brennstoffverteilung wird bevorzugt mit Mehrfachstrahldüsen erzielt, deren Fächerebenen im Wesentlichen scheibenparallel ausgerichtet sind.Such a quasi disk-shaped fuel distribution is preferably achieved with multiple jet nozzles, the fan levels are aligned substantially parallel to the disk.

Durch erfindungsgemäße Mehrfachstrahldüsen kann jedoch auch jede andere Brennstoffverteilung durch entsprechende Anordnung der Fächerebenen erzielt werden. So kann eine Fächerebene durchaus auch parallel zur Zylinderachse oder zu einer Mittelachse eines Injektors ausgerichtet sein. Auch geneigte Fächerebenen in schrägen Winkelanordnungen sind möglich.By means of multi-jet nozzles according to the invention, however, any other fuel distribution can also be achieved by appropriate arrangement of the fan levels. Thus, a fan level may well be aligned parallel to the cylinder axis or to a center axis of an injector. Even inclined fan levels in oblique angle arrangements are possible.

Durch unterschiedliche Düsenöffnungen kann auch die Eindringtiefe des Brennstoffs in den Brennraum beeinflusst werden. Dabei können verschiedene Mehrfachstrahldüsen mit unterschiedlichen Düsenöffnungen ebenso Verwendung finden, wie Mehrfachstrahldüsen, die strahlabhängig unterschiedliche Düsenöffnungen aufweisen.By different nozzle openings and the penetration depth of the fuel can be influenced in the combustion chamber. In this case, different multi-jet nozzles with different nozzle openings can also be used, as are multiple jet nozzles which have jet-dependent different nozzle openings.

Vorteilhafterweise wird eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung mit einer für zwei oder mehrere Mehrfachstrahldüsen gemeinsamen Düsenkammer versehen, von dem die Strahlkanäle der zwei oder mehreren Mehrfachstrahldüsen ausgehen. Dies ermöglicht eine kompakte Bauform unter Beibehaltung von zwei oder mehreren Mehrfachstrahldüsen oder Doppelstrahldüsen, mit den damit verbundenen Vorteilen einer verbesserten räumlichen Verteilung des Sprühbereichs.Advantageously, an injection device according to the invention is provided with a nozzle chamber common to two or more multiple jet nozzles from which the jet channels of the two or more multiple jet nozzles emanate. This allows a compact design while maintaining two or more multiple jet nozzles or double jet nozzles, with the associated advantages of improved spatial distribution of the spray area.

Vorzugsweise wird bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Verschluss für die Trennung der Strahlkanäle von der Brennstoffzufuhr vorgesehen. Dies ermöglicht einen getakteten Betrieb der Einspritzvorrichtung bei kompakter Bauweise.Preferably, in a device according to the invention a closure for the separation of the jet channels of the fuel supply is provided. This allows clocked operation of the injector in a compact design.

In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird ein gemeinsamer Verschluss für die Brennstoffzufuhr von zwei oder mehreren Mehrfachstrahldüsen vorgesehen. Hierdurch wird der konstruktive Aufwand verringert und wiederum die Möglichkeit einer kompakten Bauweise bei gemeinsamer Taktung der Mehrfachstrahldüsen geschaffen.In a further development of this embodiment, a common closure for the fuel supply of two or more multi-jet nozzles is provided. As a result, the design effort is reduced and in turn created the possibility of a compact design with common timing of the multi-jet nozzles.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Düsenkammer mit einem Verschlusselement als verschließbares Sackloch ausgebildet, wobei die Strahlkanäle in Strömungsrichtung hinter dem Verschlusselement die Wandung der Düsenkammer durchsetzen.In a particular embodiment of the invention, the nozzle chamber is formed with a closure element as a closable blind hole, wherein the jet channels in the flow direction behind the closure element pass through the wall of the nozzle chamber.

Durch diese Bauweise ist es möglich, eine Vielzahl von Strahlkanälen in der Wandung der Düsenkammer anzubringen, wobei die Brennstoffzufuhr zugleich mit nur einem Verschlusselement taktbar ist.By this construction, it is possible to install a plurality of jet channels in the wall of the nozzle chamber, wherein the fuel supply is simultaneously clocked with only one closure element.

In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung werden die Strahlkanäle über die Umfangsfläche der Düsenkammer verteilt angeordnet, um eine entsprechende gute räumliche Verteilung des Sprühbereichs des Brennstoffs zu erzielen.In a particular embodiment of the invention, the jet channels are distributed over the peripheral surface of the nozzle chamber in order to achieve a corresponding good spatial distribution of the spray region of the fuel.

Vorteilhafterweise werden wenigstens zwei Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen mit zueinander parallelen Fächerebenen quer zu den Fächerebenen versetzt angeordnet. Durch die Maßnahme können benachbarte Mehrfachstrahldüsen oder Doppelstrahldüsen sehr nahe zueinander benachbart ausgebildet werden. Im Extremfall ist eine Ausgestaltung möglich, bei der sich Strahlkanäle zweier Doppelstrahldüsen in der Wandung der Einspritzvorrichtung kreuzen, die sich kreuzenden Strömungskanäle jedoch durch diesen Versatz voneinander getrennt sind.Advantageously, at least two multi-jet or double-jet nozzles with mutually parallel fan planes are arranged offset transversely to the fan planes. By the measure adjacent multi-jet nozzles or double jet nozzles can be formed very close to each other. In an extreme case, an embodiment is possible in which jet channels of two double-jet nozzles intersect in the wall of the injection device, but the intersecting flow channels are separated from one another by this offset.

Grundsätzlich ist es durch die Brennstoffversorgung aus einem gemeinsamen Brennstoffdruckraum zwar ohne Weiteres denkbar, dass sich Strahlkanäle in der Wandung der Düse tatsächlich treffen, d. h. miteinander in Verbindung stehen, da alle von der gleichen Düsenkammer abgehenden Strahlkanäle mit dem gleichen Druck beaufschlagt werden. Für eine definierte Strahlcharakteristik ist jedoch eine entsprechende Führungslänge der Flüssigkeit im Strahlkanal von Vorteil. Insbesondere bei geringen Wandstärken empfiehlt es sich daher, jeden Strahlkanal separat von den anderen Strahlkanälen auszubilden. Dies ist auch unter dem Gesichtspunkt von Vorteil, dass zur Erzeugung der gewünschten Strahlcharakteristik eine hohe Präzision und Güte bei der Fertigung der Strahlkanäle erforderlich ist, die bei separater Herstellung jedes Strahlkanals, beispielsweise durch mechanisches Bohren, aber auch durch andere Fertigungsverfahren besser zu gewährleisten ist.Basically, it is by the fuel supply from a common fuel pressure chamber, although conceivable that jet channels actually meet in the wall of the nozzle, d. H. communicate with each other, since all outgoing from the same nozzle chamber jet channels are subjected to the same pressure. For a defined beam characteristic, however, a corresponding guide length of the liquid in the jet channel is advantageous. In particular, with low wall thicknesses, it is therefore advisable to form each beam channel separately from the other beam channels. This is also advantageous from the viewpoint that to produce the desired beam characteristic high precision and quality in the production of the beam channels is required, which is to ensure better in separate production of each beam channel, for example by mechanical drilling, but also by other manufacturing processes.

Grundsätzlich sind zwar auch schlitzförmige Strahlkanäle denkbar, die ein eher dreidimensionales Sprühbild erzeugen, für die Erzeugung eines flachen Sprühbildes empfiehlt sich jedoch die Verwendung von Rundstrahlen, die durch Strahlkanäle mit rundem Querschnitt zu erzeugen sind.In principle, although slit-shaped jet channels are conceivable, which produce a more three-dimensional spray pattern, for the production of a flat spray pattern, however, the use of round beams, which are to be produced by beam channels with a round cross section, is recommended.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden die Fächerebenen aller Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen parallel angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein nahezu scheibenförmiger Sprühbereich mit den oben angedeuteten Vorteilen. Der leichte Versatz zwischen einzelnen Fächerebenen quer zu den Fächerebenen bringt zwar eine gewisse Höhenausdehnung des Sprühbereichs mit sich, es ist jedoch nach wie vor ein im Wesentlichen flach ausgeprägter Sprühbereich mehrerer Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen in unterschiedliche Winkelrichtungen durch eine solche Ausgestaltung möglich.In a particular embodiment of the invention, the fan levels of all multi-jet or double-jet nozzles are arranged in parallel. This results in a nearly disc-shaped spray area with the advantages indicated above. Although the slight offset between individual fan levels transversely to the fan levels entails a certain height extent of the spray area, it is still a substantially flat pronounced spray area of multiple multi-jet or double jet nozzles in different angular directions possible by such a configuration.

Bevorzugt werden die Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen so angeordnet, dass sie über einen Winkel von 360° im Wesentlichen gleichförmig verteilt liegen. Hierdurch kann beispielsweise ein flacher zylinderförmiger Brennraum gut ausgesprüht werden.Preferably, the multi-jet or double-jet nozzles are arranged so that they are distributed substantially uniformly over an angle of 360 °. As a result, for example, a flat cylindrical combustion chamber can be sprayed out well.

Wie bereits oben angeführt, können jedoch auch andere Orientierungen der Fächerebene vorgesehen werden, z. B. um eine großvolumigere Brennstoffverteilung in der Tiefe zu erzielen.As already mentioned above, however, other orientations of the subject level can be provided, for. B. to achieve a larger volume fuel distribution in depth.

Dabei können auch unterschiedliche Fächerorientierungen, z. B. kombiniert in vertikaler und horizontaler Richtung, bezogen auf die Injektor- oder die Zylinderachse, vorgesehen werden. Auch Zwischenstellungen mit geneigter, schräger Fächerebene, bezogen auf die Injektor- oder Zylinderachse, sind denkbar. It can also different fan orientations, z. B. combined in the vertical and horizontal directions, based on the injector or the cylinder axis, are provided. Also intermediate positions with inclined, oblique fan level, based on the injector or cylinder axis, are conceivable.

Vorzugsweise werden zudem vorbestimmte Freiräume aus dem Sprühbereich der Mehrfachstrahldüsen ausgespart. Dies kann beispielsweise im Bereich von Ein- oder Auslassventilen oder aber auch im Bereich einer Zündkerze von Vorteil sein, um diese Bauelemente vor Verunreinigung, insbesondere vor Verkokung oder Verrußen zu schützen. Die Aussparung aus dem Sprühbereich kann durch entsprechende räumliche Anordnung der Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen erzielt werden. Auch durch unterschiedliche Winkel der Strahlkanäle einer Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüse kann ein bestimmter Bereich aus dem Sprühbereich ausgeklammert werden.Preferably also predetermined free spaces are recessed from the spray area of the multi-jet nozzles. This can be advantageous, for example, in the area of inlet or outlet valves or also in the region of a spark plug in order to protect these components against contamination, in particular against coking or sooting. The recess from the spray area can be achieved by appropriate spatial arrangement of the multi-jet or double jet nozzles. Even by different angles of the jet channels of a multi-jet or double jet nozzle, a certain area can be excluded from the spray area.

Der Winkel zwischen den Strömungskanälen einer Mehrfachstrahldüse, der zugleich den Prallwinkel (z. B. als Winkel zwischen zwei Strahlen) bildet, unter dem die dadurch erzeugten Brennstoffstrahlen aufeinander prallen, wird bevorzugt größer als 10° oder 20° gewählt. Dies hat sich für die Ausprägung einer fächerförmigen Brennstoffverteilung unter den in Verbrennungsmotoren, insbesondere Hubkolbenmotoren herrschenden Drücken und der entsprechenden Kurzzeitdynamik des Einspritzvorgangs als vorteilhaft erwiesen. Ein besonders gutes Sprühbild hat sich bei Prallwinkeln zwischen 30° und 50°, z. B. 40° ergeben. Der Prallwinkel kann an die gewünschte Brennstoffverteilung angepasst werden. Wird beispielsweise eine größere Eindringtiefe in den Brennraum gewünscht, so können kleinere Prallwinkel gewählt werden. Andererseits ergibt ein größerer Prallwinkel einen breiteren Fächerstrahl.The angle between the flow channels of a multi-jet nozzle, which at the same time forms the impact angle (for example as an angle between two jets) under which the fuel jets produced thereby collide, is preferably chosen to be greater than 10 ° or 20 °. This has proven to be advantageous for the expression of a fan-shaped fuel distribution among the pressures prevailing in internal combustion engines, in particular reciprocating piston engines, and the corresponding short-term dynamics of the injection process. A particularly good spray pattern has at impact angles between 30 ° and 50 °, z. B. 40 °. The impact angle can be adapted to the desired fuel distribution. If, for example, a greater penetration depth is desired in the combustion chamber, smaller impact angles can be selected. On the other hand, a larger impact angle gives a wider fan beam.

Über den Abstand der Strahlen zueinander und durch den Prallwinkel kann darüber hinaus auch der Abstand der Prallzone, d. h. des Ortes, an dem die Strahlen unter dem Prallwinkel aufeinanderprallen, zum Düsenkörper festgelegt werden.In addition, the distance between the beams to each other and the impact angle, the distance of the baffle zone, d. H. of the place where the rays collide at the impact angle, are set to the nozzle body.

Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung eignet sich beispielsweise gut für Betriebsdruckdifferenzen zwischen der Hochdruckseite im Innern der Düsenkammer und der Niederdruckseite außerhalb größer 100 bar vorzugsweise größer 150 bar. Oberhalb dieser Druckdifferenzen bildet sich der gewünschte Sprühbereich mit einer Dynamik und Zerstäubung, die für den Betrieb in einem Verbrennungsmotor gut geeignet ist. Für den Einsatz in anderen Verbrennungsvorrichtungen können auch bei kleineren Druckdifferenzen die Verteilung und die Feinheit der Brennstoffzerstäubung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung genutzt werden.For example, the injection device according to the invention is well suited for operating pressure differences between the high-pressure side in the interior of the nozzle chamber and the low-pressure side outside greater than 100 bar, preferably greater than 150 bar. Above these pressure differences, the desired spray range is formed with a dynamics and atomization that is well suited for operation in an internal combustion engine. For use in other combustion devices, the distribution and the fineness of the fuel atomization of a device according to the invention can be used even with smaller pressure differences.

Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung wird in vorteilhafter Weise in einen sogenannten Injektor integriert, der als Baueinheit an Verbrennungsvorrichtungen montierbar ist. Solche Injektoren können beispielsweise in den Zylinderkopf von Hubkolbenmotoren montiert werden. Sie sind bevorzugt elektronisch ansteuerbar, um die Kraftstoffdosierung in der gewünschten Menge im erforderlichen zeitlichen Ablauf vorzunehmen.The injection device according to the invention is integrated in an advantageous manner in a so-called injector, which can be mounted as a unit to combustion devices. Such injectors can be mounted, for example, in the cylinder head of reciprocating engines. They are preferably electronically controllable in order to carry out the fuel metering in the desired amount in the required time sequence.

In der Regel werden derartige Injektoren an eine gemeinsame Druckleitung (common rail) angeschlossen. Grundsätzlich können sie jedoch auch einzeln mit einem entsprechenden Druckgenerator (Pumpe/Düse) versehen werden.As a rule, such injectors are connected to a common pressure line (common rail). In principle, however, they can also be provided individually with a corresponding pressure generator (pump / nozzle).

Die Erfindung ist grundsätzlich bei einer Vielzahl von Verbrennungsvorgängen verwendbar. Diese können kontinuierliche oder diskontinuierliche Verbrennung erfordern. Eine kontinuierliche Verbrennung wäre beispielsweise beim Einsatz in Turbinen oder Heizungsbrenner denkbar.The invention is basically usable in a variety of combustion processes. These may require continuous or discontinuous combustion. Continuous combustion would be conceivable, for example, when used in turbines or heating burners.

Je nach Anwendungsfall und Form des Brennraums kann die Anordnung und Orientierung der Mehrfachstrahldüsen variieren. So können z. B. mehrere Mehrfachstrahldüsen in Bezug auf eine geometrische Achse des Düsenkörpers in axialer Richtung versetzt und/oder umfangsseitig verteilt angeordnet sein und/oder die Fächerebenen der Mehrfachdüsen quer und/oder parallel und/oder geneigt zur Achse des Düsenkörpers ausgerichtet sein. Die Fächerebenen zweier oder mehrerer Mehrfachstrahldüsen können auch zueinander geneigt ausgerichtet sein.Depending on the application and the shape of the combustion chamber, the arrangement and orientation of the multi-jet nozzles can vary. So z. B. multiple multi-jet nozzles offset with respect to a geometric axis of the nozzle body in the axial direction and / or arranged distributed circumferentially and / or the fan levels of the multiple nozzles transversely and / or parallel and / or inclined to the axis of the nozzle body. The fan levels of two or more multiple jet nozzles can also be aligned with each other inclined.

Bevorzugt wird die Erfindung in getakteten Verbrennungsvorrichtungen eingesetzt, in denen die gute, räumlich definierte und schnell aufzubauende Brennstoffverteilung bei hohem Zerstäubungsgrad von besonderem Nutzen ist.Preferably, the invention is used in clocked combustion devices, in which the good, spatially defined and quickly established fuel distribution at a high Zerstäubungsgrad is of particular use.

Insbesondere bei Hubkolbenmotoren ist in der Regel eine scheibenförmige Brennstoffverteilung im flachen Brennraum beim oberen Totpunkt des Hubkolbens wünschenswert. Für diese Anwendung werden mehrere Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen vorteilhafterweise so angeordnet, dass sie im montierten Zustand der Einspritzdüsen parallel zur Hauptebene des Brennraums absprühen. Bei einem zum Hubkolben oder zur Zylinderachse parallelen Einbau eines solchen Injektors bedeutet dies, dass die Strahlkanäle der Mehrfachstrahl- bzw. Doppelstrahldüsen quer zur Längsachse des Injektors abgehen. Bei schräger Einbaulage des Injektors bzw. der Düsenkammer, von der die Strahlkanäle abgehen, können die Strahlkanäle bezogen auf die Achse des Injektors bzw. des Brennstoffdruckraums auch geneigt angebracht werden, so dass die Abstrahlcharakteristik im Brennraum wiederum weitgehend parallel zur Hauptebene des Brennraums erfolgt.In particular, in reciprocating engines, a disc-shaped fuel distribution in the flat combustion chamber at the top dead center of the reciprocating piston is usually desirable. For this application, a plurality of multi-jet or double-jet nozzles are advantageously arranged so that they spray parallel to the main plane of the combustion chamber in the assembled state of the injection nozzles. In the case of an installation of such an injector parallel to the reciprocating piston or to the cylinder axis, this means that the jet channels of the multi-jet or double-jet nozzles exit transversely to the longitudinal axis of the injector. In an inclined mounting position of the injector or the nozzle chamber, from which depart the jet channels, the jet channels with respect to the Axis of the injector and the fuel pressure chamber are also mounted inclined, so that the emission in the combustion chamber again takes place largely parallel to the main plane of the combustion chamber.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail with reference to FIGS.

Im Einzelnen zeigenShow in detail

1 eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung, 1 a side view of an injection device according to the invention,

2 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß 1, 2 a plan view of a device according to 1 .

3 eine Schnittdarstellung entlang Schnittlinie III in 2, 3 a sectional view along section line III in 2 .

4 eine Detaildarstellung aus 1, 4 a detailed view 1 .

5 eine Schnittdarstellung entlang Schnittlinie V in 4, 5 a sectional view along section line V in 4 .

6 eine Schnittdarstellung entlang Schnittlinie VI in 4, 6 a sectional view along section line VI in 4 .

7 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung mit Verschlussnadel, 7 a sectional view through an injection device according to the invention with a needle valve,

8a und 8b Vergleichsdarstellungen zum grundsätzlichen Aufbau zwischen Sacklochdüse und Sitzlochdüse, 8a and 8b Comparative views of the basic structure between blind-hole nozzle and seat hole nozzle,

9 eine schematische Darstellung des Sprühbildes einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung in perspektivischer Darstellung und 9 a schematic representation of the spray pattern of an injection device according to the invention in a perspective view and

10 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung beim Einsatz in einem Verbrennungsmotor. 10 a schematic representation of an injection device according to the invention when used in an internal combustion engine.

Die Einspritzvorrichtung 1 gemäß 1 umfasst einen im Wesentlichen zylinderförmigen Injektorkopf 2 mit einem Kegelstumpf 3 zur Querschnittsverjüngung an dem Austrittsende der Einspritzvorrichtung 1, an den sich ein kuppelförmiger Düsenkörper 4 anschließt, der in seinem Innenraum eine Düsenkammer ausbildet. Der Düsenkörper 4 ist hierzu hohlförmig und umfasst Strahlkanäle, die nachfolgend näher beschrieben werden. Die Einspritzvorrichtung 1 ist zudem rund und zentrisch einer Hauptachse H ausgebildet.The injector 1 according to 1 includes a substantially cylindrical injector head 2 with a truncated cone 3 for cross-sectional tapering at the exit end of the injector 1 , to which a dome-shaped nozzle body 4 connects, which forms a nozzle chamber in its interior. The nozzle body 4 is hollow and includes jet channels, which are described in more detail below. The injector 1 is also round and centric a major axis H formed.

In der Detailvergrößerung gemäß 4 sind winkelförmige Aussparungen 5 im Düsenkörper 4 erkennbar, in denen Strahlkanäle 6 ausmünden. Wie in der Schnittdarstellung gemäß den 5 und 6 erkennbar ist, dienen die winkelförmigen Aussparungen 5 dazu, eine zur jeweiligen Austrittsfläche rechtwinklig angeordnete Fläche zur Bohrung von runden Strahlenkanälen 6, 7 bereitzustellen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Strahlkanäle 6, 7 mechanisch gebohrt werden. Die Durchmesser der Bohrungen für die Strahlkanäle 6, 7 werden bevorzugt deutlich < 500 μm gewählt, beispielsweise < 150 μm, vorzugsweise im Bereich von 100 μm. Derartige Strahlkanäle bieten unter den in Verbrennungsmotoren herrschenden Betriebsbedingungen eine gute Verteilung und Zerstäubung des Brennstoffs.In the detail enlargement according to 4 are angular recesses 5 in the nozzle body 4 recognizable, in which jet channels 6 open out. As in the sectional view according to the 5 and 6 is recognizable serve the angular recesses 5 in addition, a surface arranged at right angles to the respective exit surface for drilling round beam channels 6 . 7 provide. This is particularly advantageous when the beam channels 6 . 7 be drilled mechanically. The diameters of the holes for the jet channels 6 . 7 are preferably chosen clearly <500 .mu.m, for example <150 .mu.m, preferably in the range of 100 .mu.m. Such jet channels offer a good distribution and atomization of the fuel under the operating conditions prevailing in internal combustion engines.

Wie in den 5 und 6 erkennbar ist, sind jeweils paarweise zwei Strahlkanäle 6, 7 unter einem Winkel α zueinander angeordnet. Der Scheitelpunkt S dieses Winkels α definiert die Prallzone einer aus jeweils zwei Strahlkanälen 6, 7 gebildeten Doppelstrahldüse 8. Durch eine derartige Ausgestaltung von Strahlkanälen 6, 7 ergibt sich in Strahlrichtung hinter dem Scheitelpunkt S bzw. hinter der Prallzone S ein Fächerstrahl 9, dessen Geometrie im Wesentlichen durch die geradlinige Verlängerung der Strahlkanäle 6, 7 vorgegeben ist.As in the 5 and 6 is recognizable, in pairs are two beam channels 6 . 7 arranged at an angle α to each other. The vertex S of this angle α defines the impact zone of one of two beam channels 6 . 7 formed double jet nozzle 8th , By such a configuration of beam channels 6 . 7 results in the beam direction behind the apex S and behind the baffle zone S a fan beam 9 whose geometry is essentially due to the rectilinear extension of the beam channels 6 . 7 is predetermined.

Grundsätzlich könnte auch an Stelle einer Doppelstrahldüse 8 als Mehrfachstrahldüse eine Düse mit mehr als zwei Strahlen, beispielsweise eine Dreifachstrahldüse, verwendet werden, bei der drei oder mehrere Strahlen in einem gemeinsamen Scheitelpunkt S zusammenlaufen. So könnte beispielsweise in der Mitte der Strahlen 6, 7 ein dritter Strahl auf den Scheitelpunkt S gerichtet sein. Durch derartige Mehrfachstrahldüsen kann beispielsweise gegenüber einer Doppelstrahldüse die Geschwindigkeitsverteilung im Fächerstrahl beeinflusst werden.In principle, instead of a double-jet nozzle could 8th a nozzle with more than two jets, for example a triple-jet nozzle, in which three or more jets converge at a common vertex S can be used as a multi-jet nozzle. For example, in the middle of the rays 6 . 7 a third beam to be directed to the vertex S. By means of such multiple jet nozzles, for example, the velocity distribution in the fan jet can be influenced compared to a double jet nozzle.

Die Querschnitte der Strahlkanäle (6, 7) sind im dargestellten Ausführungsbeispiel für alle Mehrfachstrahldüsen 8 gleich gewählt. Dies kann jedoch auch variiert werden. Die Querschnitte verschiedener Strömungskanäle 6, 7 einer Mehrfachstrahldüse 8 können ebenso verschieden gewählt werden, wie die Querschnitte von Strahlkanälen 6, 7 verschiedener Mehrfachstrahldüsen 8.The cross sections of the beam channels ( 6 . 7 ) are in the illustrated embodiment for all multi-jet nozzles 8th the same. However, this can also be varied. The cross sections of different flow channels 6 . 7 a multi-jet nozzle 8th can be chosen as different as the cross sections of beam channels 6 . 7 different multi-jet nozzles 8th ,

Es hat sich jedoch im Versuch gezeigt, dass mit der Verwendung von Doppelstrahldüsen gemäß dem Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäßen Vorteile gut realisierbar sind.However, it has been shown in the experiment that with the use of double jet nozzles according to the embodiment, the advantages of the invention are well feasible.

Der Prallwinkel α, der zugleich den Winkel zwischen den beiden Strahlen 6, 7 einer Doppelstrahldüse bildet und die Ebene des Fächerstrahls 9 definiert, sollte dabei möglichst nicht zu klein gewählt werden. Versuche haben mit Winkeln > 10° oder > 20°, bevorzugt > 30° und idealerweise um die 40° gute Ergebnisse erbracht.The impact angle α, which is at the same time the angle between the two beams 6 . 7 a double jet nozzle forms and the plane of the fan beam 9 defined, should not be too small. Experiments have yielded good results with angles> 10 ° or> 20 °, preferably> 30 ° and ideally around 40 °.

Wie aus den 1 bis 6 hervorgeht, können die Fächerstrahlen 9 mit zueinander parallelen Fächerebenen erzeugt werden. In 5 liegen beispielsweise vier Doppelstrahldüsen 8 in einer Ebene, die der Schnittebene V gemäß 4 entspricht. Weitere vier Doppelstrahldüsen 8 sind in einer Ebene angeordnet, die der Schnittebene VI in 4 entspricht. Alle diese Doppelstrahldüsen sind derart angeordnet, dass ihre Fächerebenen parallel und im dargestellten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Hauptachse H der Einspritzvorrichtung 1 stehen. Like from the 1 to 6 As can be seen, the fan beams 9 be generated with each other parallel fan levels. In 5 For example, there are four double jet nozzles 8th in a plane corresponding to the section plane V according to 4 equivalent. Another four double jet nozzles 8th are arranged in a plane corresponding to the section plane VI in 4 equivalent. All of these double jet nozzles are arranged such that their fan planes parallel and in the illustrated embodiment perpendicular to the main axis H of the injection device 1 stand.

Grundsätzlich können jedoch die Fächerebenen auch unter einem Winkel β (siehe 4) zur Hauptachse H mit Einspritzvorrichtung 1 angeordnet werden, so dass die Fächerebene bzw. das flache Sprühbild, das durch die Doppelstrahldüsen 8 erzeugt wird, ebenfalls zur Hauptachse H geneigt ist. Die genaue geometrische Ausgestaltung hängt u. a. von der Einbaulage eines Injektorkopfs 2 in dem jeweiligen Brennraum ab. Auch die Verwendung unterschiedlicher β-Winkel ist denkbar, wie dies beispielsweise anhand der Winkel β₁ und β₂ in 8a dargestellt ist.In principle, however, the fan levels can also be at an angle β (see 4 ) to the main axis H with injection device 1 be arranged so that the fan level or the flat spray pattern, by the double jet nozzles 8th is generated, is also inclined to the main axis H. The exact geometric configuration depends, inter alia, on the installation position of an injector head 2 in the respective combustion chamber. The use of different β-angle is conceivable, as for example, based on the angle β ₁ and β ₂ in 8a is shown.

Wie in 4 erkennbar ist, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel Doppelstrahldüsen 8 in zwei verschiedenen, um den Versatz oder Abstand A versetzten Ebenen V, VI angebracht, d. h. sie sind quer zur Fächerebene der Fächerstrahlen 9 angeordnet. Durch diese Anordnung lässt sich eine größere Anzahl von Doppelstrahldüsen umfangseitig verteilt anbringen, ohne dass sich die Strahlkanäle 6, 7 in der Wandung des Düsenkörpers 4 treffen. Trotz des geringen Versatzes A wird dennoch ein im Wesentlichen flaches Sprühbild durch die Gesamtheit aller Doppelstrahldüsen 8 erzeugt. Bei Bedarf kann aber durch mehrere solcher Ebenen und/oder durch einen größeren Versatz A auch ein in axialer Richtung ausgedehnteres, z. B. säulenartiges Sprühbild erzeugt werden.As in 4 can be seen, are in the illustrated embodiment, double jet nozzles 8th in two different, offset by the offset or distance A planes V, VI attached, ie they are transverse to the fan plane of the fan beams 9 arranged. By this arrangement, a larger number of double jet nozzles can be distributed circumferentially, without the jet channels 6 . 7 in the wall of the nozzle body 4 to meet. Despite the small offset A nevertheless a substantially flat spray pattern through the entirety of all double jet nozzles 8th generated. If necessary, but by a plurality of such levels and / or by a larger offset A and a more extensive in the axial direction, z. B. columnar spray pattern can be generated.

7 zeigt eine der 3 entsprechende Darstellung der Vorrichtung 1, wobei zusätzlich eine Injektornadel 10 als Verschlusselement vorgesehen ist. Die Injektornadel 10 sitzt auf einem Ventilsitz 11, der im Übergang des Düsenkörpers 4 zum Kegelstumpf 3 angebracht ist. Die Injektornadel 10 dichtet somit den Düsenkörper 4 gegenüber dem Injektorkopf 2 ab. 7 shows one of the 3 corresponding representation of the device 1 , where additionally an injector needle 10 is provided as a closure element. The injector needle 10 sits on a valve seat 11 that in the transition of the nozzle body 4 to the truncated cone 3 is appropriate. The injector needle 10 thus seals the nozzle body 4 opposite the injector head 2 from.

In dieser Ausführungsform spricht man von einer sogenannten Sacklochdüse, wie sie in anderer Ausprägung in 8a dargestellt ist. Bei einer Sacklochdüse wird ein Sackloch durch ein Verschlusselement 12 verschlossen, wobei die Strahlkanäle 13 gegenüber dem Innenraum 14 des Düsenkörpers offen bleiben. Der Innenraum 14 des Düsenkörpers bildet dabei ein gewisses Totvolumen.In this embodiment, one speaks of a so-called blind hole nozzle, as in other expression in 8a is shown. In a blind hole, a blind hole through a closure element 12 closed, with the jet channels 13 opposite the interior 14 the nozzle body remain open. The interior 14 the nozzle body forms a certain dead volume.

Grundsätzlich kann eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung 1 auch als sogenannte Sitzlochdüse ausgebildet werden, wie sie in 8b dargestellt. In diesem Fall verschließt das Verschlusselement 12 unmittelbar die Strahlkanäle 13, die dementsprechend im Bereich des Ventilsitzes 15 ausmünden.In principle, an injection device according to the invention 1 also be designed as a so-called Sitzlochdüse, as in 8b shown. In this case, the closure element closes 12 directly the jet channels 13 , which accordingly in the area of the valve seat 15 open out.

Es hat sich gezeigt, dass sich in der Ausprägung als Sacklochdüse ein gleichmäßigeres Einspritzverhalten realisierbar ist, was besonders wichtig ist für die Kleinstmengendosierung bei den Vor- und Nacheinspritzungen von Verbrennungsmotoren. Bei einer Sitzlochdüse kann bei Kleinsthüben ein ungleiches Spraybild entstehen, was auf fertigungsbedingte Toleranzen zurückzuführen ist. Mit einem erhöhten Aufwand im Bereich dieser Toleranzen kann jedoch auch eine Sitzlochdüse gute Ergebnisse liefern. Die Sitzlochdüse bietet gegenüber der Sacklochdüse den Vorteil eines kleineren Totvolumens.It has been found that a more uniform injection behavior can be realized in the embodiment as a blind-hole nozzle, which is particularly important for the micro-quantity metering in the pre- and post-injections of internal combustion engines. In the case of a seat-hole nozzle, an uneven spray pattern can occur with small strokes, which is due to production-related tolerances. However, with an increased expenditure in the range of these tolerances, a seat hole nozzle can also provide good results. The seat hole nozzle offers the advantage over the blind hole nozzle of a smaller dead volume.

Im Falle einer Sacklochdüse kann das Totvolumen durch die Anordnung und Form des Verschlusselementes, z. B. der Injektornadel 10 beeinflusst werden. Vorteilhafterweise wird die Injektornadel 10 so gestaltet, dass sie das Totvolumen im Bereich des Düsenkörpers im geschlossenen Zustand minimiert.In the case of a blind hole nozzle, the dead volume by the arrangement and shape of the closure element, for. B. the Injektornadel 10 to be influenced. Advantageously, the Injektornadel 10 designed so that it minimizes the dead volume in the region of the nozzle body in the closed state.

Die Führung der Strahlkanäle 13 in den Ausführungsvarianten gemäß 8a und 8b ist derart, dass diese gegenüber der Hauptachse H leicht unter einem Winkel stehen. Dies hat zur Folge, dass die durch Fächerdüsen erzeugte Sprühzone nicht mehr eben, sondern leicht pyramidenförmig ausgestaltet ist. Dies kann je nach Anwendungsfall beabsichtigt sein.The guidance of the jet channels 13 in the embodiments according to 8a and 8b is such that they are slightly opposite to the main axis H at an angle. This has the consequence that the spray zone generated by fan nozzles is no longer flat, but slightly pyramidal designed. This may be intended depending on the application.

Bei einem Hubkolbenmotor wird in der Regel ein ebenes Sprühbild anzustreben sein, wie es beispielsweise in 9 dargestellt ist. Bei einer Einspritzvorrichtung 1 gemäß 9 mit regelmäßig umfangseitig verteilten Doppelstrahldüsen 8 ergibt sich eine gleichmäßige ebene Verteilung von Fächerstrahlen 9, die jeweils schmale Freizonen 15 begrenzen, in denen kein oder nur wenig Brennstoff versprüht wird. Wie anhand von 9 gut erkennbar ist, kann durch Anordnung und Ausgestaltung der Doppelstrahldüsen 8 die Geometrie des Sprühbildes definiert gestaltet werden. Durch einen kleineren Prallwinkel bei einer Doppelstrahldüse kann beispielsweise eine bestimmte Freizone 15 vergrößert werden. Durch Wegfall oder andere Positionierung einer Doppelstrahldüse kann die Freizone 15 ebenfalls gestaltet werden. Beispielsweise kann ein gesamter Fächerstrahl 9 ausgespart werden, um an dieser Stelle beispielsweise ein Ein- oder Auslassventil oder aber eine Zündkerze aus dem Sprühbereich auszusparen.In a reciprocating engine will usually be strive for a flat spray pattern, as for example in 9 is shown. At an injection device 1 according to 9 with regularly circumferentially distributed double jet nozzles 8th results in a uniform even distribution of fan beams 9 , each narrow free zones 15 limit, in which no or little fuel is sprayed. As based on 9 can be clearly seen, can by arrangement and design of the double jet nozzles 8th the geometry of the spray pattern can be designed defined. By a smaller impact angle in a double jet, for example, a certain free zone 15 be enlarged. By omission or other positioning of a double jet nozzle, the free zone 15 also be designed. For example, an entire fan beam 9 be spared to save at this point, for example, an inlet or outlet valve or a spark plug from the spray area.

Das in 9 dargestellte Sprühbild eignet sich besonders für die Verwendung in einem Hubkolbenmotor. Zur Veranschaulichung hierzu ist in 10 ein Zylinder 16 sowie der zugehörige Kolben 17 eines Hubkolbenmotors schematisch dargestellt. Der Kolben 17 befindet sich im oberen Totpunkt. Der Zylinderkopf ist nicht dargestellt, um den Blick in den aufgeschnittenen Zylinder 16 freizugeben. Der Zylinderkopf würde den Brennraum 18 auf Höhe der Dichtfläche 19 verschließen, so dass der Injektor 20 durch den Zylinderkopf hindurch in den Brennraum 18 ragt. Dies entspricht einer üblichen Geometrie in Hubkolbenmotoren, die einen flachen scheibenförmigen Brennraum 18 ergibt. This in 9 spray pattern shown is particularly suitable for use in a reciprocating engine. To illustrate this is in 10 a cylinder 16 and the associated piston 17 a reciprocating motor shown schematically. The piston 17 is at top dead center. The cylinder head is not shown to look into the cut cylinder 16 release. The cylinder head would be the combustion chamber 18 at the height of the sealing surface 19 close so that the injector 20 through the cylinder head into the combustion chamber 18 protrudes. This corresponds to a conventional geometry in reciprocating engines, which has a flat disc-shaped combustion chamber 18 results.

In diesem Fall ist eine entsprechend flache Ausgestaltung des Sprühbilds des Injektors 20 von Vorteil. Das in 10 dargestellte Sprühbild entspricht dem Sprühbild gemäß 9, wie es beispielsweise von einer Einspritzvorrichtung gemäß den 1 bis 6 erzielbar ist. In der Ausführung gemäß 10 ragt der Injektor 20 zentral in den Zylinder 16 parallel und konzentrisch hinein. In diesem Fall ist es von Vorteil, die Doppelstrahldüsen 8 in der Tat quer zur Hauptachse H des Injektors anzuordnen, wie es in 4 mit dem Winkel β angedeutet ist. Falls erwünscht, kann der Injektor 20 jedoch auch zur Hauptachse des Zylinders 16 geneigt in den Brennraum eingebracht werden, wobei zur Erzeugung eines quer zur Hauptachse des Zylinders 16 verlaufenden Sprühbilds eine entsprechende Neigung der Fächerebenen der Doppelstrahldüsen 8 möglich ist. In diesem Fall wäre der Winkel β, wie er in 4 eingezeichnet ist, abweichend von dem rechten Winkel zu wählen.In this case, a correspondingly flat configuration of the spray pattern of the injector 20 advantageous. This in 10 spray pattern shown corresponds to the spray pattern according to 9 , as for example, by an injection device according to the 1 to 6 is achievable. In the execution according to 10 the injector protrudes 20 centrally in the cylinder 16 parallel and concentric into it. In this case it is an advantage, the double jet nozzles 8th to arrange in fact transversely to the main axis H of the injector, as in 4 is indicated by the angle β. If desired, the injector 20 but also to the main axis of the cylinder 16 inclined to be introduced into the combustion chamber, wherein for generating a transversely to the main axis of the cylinder 16 extending spray pattern a corresponding inclination of the fan levels of the double jet nozzles 8th is possible. In this case, the angle would be β, as in 4 is drawn, deviating from the right angle to choose.

Wie bereits mehrfach angedeutet, kann durch entsprechende Anordnung und Ausgestaltung der Mehrfachstrahldüsen das Sprühbild dem jeweiligen Brennraum der Verbrennungsvorrichtung angepasst werden. Wesentlich für die Erfindung ist der Umstand, dass mit mehreren, gleichzeitig beaufschlagten Mehrfachstrahldüsen, insbesondere Doppelstrahldüsen zum einen eine hervorragende Zerstäubung mit kleinsten Tröpfchen und der damit verbundenen großen Oberfläche des Brennstoffs erzielbar ist, wobei zugleich eine ausgezeichnete Anpassung an die Geometrie des Brennraums und somit eine sehr gleichmäßige und schnelle Verteilung des Brennstoffs im Brennraum möglich ist.As already indicated several times, by appropriate arrangement and design of the multi-jet nozzles, the spray pattern can be adapted to the respective combustion chamber of the combustion device. Essential for the invention is the fact that with multiple, simultaneously acted multi-jet nozzles, in particular double jet nozzles on the one hand excellent atomization with the smallest droplets and the associated large surface area of the fuel can be achieved, at the same time an excellent adaptation to the geometry of the combustion chamber and thus a very uniform and fast distribution of the fuel in the combustion chamber is possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: EinspritzvorrichtungInjector
22: Injektorkopfinjector
33: Kegelstumpftruncated cone
44: Düsenkörpernozzle body
55: Aussparungrecess
66: Strahlkanalbeam channel
77: Strahlkanalbeam channel
88th: DoppelstrahldüseDoppelstrahldüse
99: Fächerstrahlfan beam
1010: Injektornadelinjector needle
1111: Ventilsitzvalve seat
1212: Verschlusselementclosure element
1313: Strahlkanalbeam channel
1414: Innenrauminner space
1515: Freizonefree zone
1616: Zylindercylinder
1717: Kolbenpiston
1818: Brennraumcombustion chamber
1919: Dichtflächesealing surface
2020: Injektorinjector

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 369670 [0002]
DE 4407360 A1 [0003]

Claims

Device for injecting fuel into a combustion chamber, in particular for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine, wherein a multi-jet nozzle ( 8th ) with at least two beam channels ( 6 . 7 ) is provided for generating at least two, in a baffle zone (S) at least partially colliding fuel jets, characterized in that two or more such multi-jet nozzles ( 8th ) are provided.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the multi-jet nozzles ( 8th ) through the at least two beam channels ( 6 . 7 ) a fan nozzle for generating a fan beam ( 9 ) whose extension is greater in a fan plane than in the transverse direction to this fan plane.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a common nozzle chamber ( 4 ) is provided, from which the beam channels ( 6 . 7 ) of two or more multiple jet nozzles ( 8th ) go out.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a closure element ( 10 ) is provided for the closure of the fuel supply.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a common closure element ( 10 ) for the closure of the fuel supply for two or more, in particular for all multi-jet nozzles ( 8th ) is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle chamber with a closure element ( 10 ) forms a closable blind hole, wherein the jet channels ( 6 . 7 ) in the flow direction behind the closure element ( 10 ) penetrate the wall of the nozzle chamber.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the jet channels ( 6 . 7 ) over the peripheral surface of a nozzle body ( 4 ) are arranged distributed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the jet channels ( 6 . 7 ) are designed as round channels.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least two multi-jet nozzles ( 8th ) are arranged with mutually parallel fan planes.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least two multi-jet nozzles ( 8th ) are arranged with non-parallel fan levels.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least two multi-jet nozzles ( 8th ) are arranged offset with each other parallel fan levels transversely to the fan planes.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the fan levels of all multi-jet nozzles ( 8th ) are parallel to each other.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that predetermined free spaces ( 15 ) from the spray area of the multi-jet nozzles ( 8th ) are omitted.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the impact angle of two colliding rays> 10 ° or> 20 °, preferably between 30 ° and 50 ° is formed.

Injector for a combustion device for injecting fuel into a combustion chamber, in particular of an internal combustion engine, characterized in that it comprises an injection device ( 1 ) according to one of the preceding claims.

Internal combustion engine with a device for injecting fuel into a combustion chamber, characterized in that a device ( 1 ) is provided according to one of the preceding claims for injecting fuel into the combustion chamber.