DE2030577A1

DE2030577A1 - · Brennstoffeinspritzdusenanordnung fur eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2030577A1
Application number: DE19702030577
Authority: DE
Inventors: Harold Ernest Plympton St. Mary Devon Jackson (Großbritannien)
Original assignee: Petrol Injection Ltd., Plymouth; Jackson, Harold Ernest, Plympton St. Mary; Devon (Großbritannien)
Priority date: 1969-06-27
Filing date: 1970-06-20
Publication date: 1971-01-07
Also published as: BE752615A; FR2051385A5; AR203981A1; GB1286851A; US3683870A; FR2051386A5; US3685742A; SE362116B; DE2030458A1; BE752616A

Description

Beschreibung zum Patentgesuch

Petrol Injection Limited Valley Road, Plympton, Plymouth, Devon/England und '. ' Harold Ernest Jackson {

"Panorama¹¹, Vicarage Road, Plympton St. ,Mary, Devon/England

betreffend:

"Brennstoffeinspritzdüsenanordnung für eine Brennkraftmaschine"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennstoffeinspritzdüsenanordnung für Brennstoffeinspritzsysteme von Verbrennungskraftmaschinen und insbesondere auf Düsen, die für die intermittierende Abgabe von Brennstoff ausgebildet sind.

Die Einspritzdüsen sind gewöhnlich so angeordnet, daß sie Brennstoff in den Hauptluftansaugkrümmer der Brennkraftmaschine stromabwärts vom Drosselventil abgeben, ffede Düse kann beispielsweise so angeordnet sein, daß sie den Brennstoff in eine zugeordnete Zweigleitung spritzt, der vom Einlaßhauptkrümmer zu einem Maschinenzylinder führt. Alternativ kann auch jede Düse so angeordnet sein, daß sie den Brennstoff direkt in einen zugeordneten Maschinenzylinder stromabwärts vom ^yLinderainLaßventil üprLtat, .

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In manchen Systemen sind die Einspritzdüsen vom sogenannten "offenen" Typ und führen im Betrieb den Brennstoff kontinuierlich zu. Andere Systeme wieder arbeiten mit intermittierender Brennstoffabgabe, und zu diesem Zweck kann jede Einspritzdüse ein Brennstoffsteuerventil aufweisen, das in Abhängigkeit von elektrischen Signalen arbeitet. Diese Signale werden erzeugt durch eine Steuereinheit, die einen Teil des Einspritzsystems bildet. Die Steuereinheit bestimmt die Frequenz, mit der die Einspritzdüsen arbeiten, und die Zeitdauer, während der die Düsen den Brennstoff abgeben, und in einigen Systemen stellt die Steuereinheit diese Betriebscharakteristiken in Abhängigkeit von Änderungen der Maschinenbetriebsparameter ein. Alternativ oder zusätzlich kann das System so betrieben werden, daß die Brennstoffzufuhr zu den Düsen abhängig gemacht wird von Änderungen der Maschinenbetriebsparameter.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Brennstoffeinspritzdüsenanordnung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch ein in einer Außenschale angeordnetes Brennstoffrohr mit einem Brennstoffauslas in Ausf!nichtung mit einer Düsenmündung in der Außenschale und durch ein elektromagnetisch betätie/bares Absperrventil mit einem zwischen einer offenen und eines¹ geschlossenen Stellung beweglichen Ventilglied für äi& Steuerung des Brennstoffflusses durch das Brennstoffrohr , wobei die Außenschale mindestens eine Belüftungsöffnung aufweist, durch die Luft in die Außenschale während der Brennstoff Strömung durch die Düsenmündung einsaugbar ist«,

Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen* daß das Brennstoffrohr ain Rohr mit einer Bohrung gleichbleibenden

rss ist, das als Brennstoff strömungsdrossel aufjgeist, Dabei ist es bevorzugt, das Brennstoff rohr von

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der Düsenanordnung abnehmbar auszubilden, und zwar so, daß dabei kein Eingriff am Unterbrecherventil vorgenommen zu werden braucht.

Die Außenschale kann mindestens, eine Belüftungsöffnung aufweisen, die so angeordnet ist, daß Luft an einem Punkt zwischen den Enden des Brennstoffrohre eintreten kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Außenschale auch mindestens eine Belüftungsöffnung so angeordnet aufweisen, daß der Luftzutritt an einem Punkt stromabwärts vom Brennstoffauslaß möglich ist: Dieser Punkt kann auch stromabwärts von der Düsenmündung vorgesehen werden.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Düse,

Fig. 2 zeigt eine Ansicht nach Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 ist eine Längsschnittdarstellung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Düse, und

Fig. 4 'zeigt in Blockbilddarstellung die Anwendung der erfindungsgemäßen Düsen für ein Brennkrafteinspritzsystem.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Düse weist ein Außengehäuse 130 auf, in dessen eines Ende ein Stopfenteil 131 eingesetzt ist, das sich in die Hittelöffnung eines Spulenteils innerhalb des Außengehäuses erstreckt. Ein Brennst©ffeinlaß

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ist in dem Stopfenteil 131 ausgebildet und kommuniziert über einen Durchlaß 141 im Stopfenteil mit dem Inneren eines rohrförmigen Ventilglieds 142, das ebenfalls teilweise in dem Mitteldurchlaß des Spulenteils 132 angeordnet ist. Das Ventilteil 142 oder mindestens ein Teil des Ventilteils innerhalb des . Spulenteils 132 besteht aus magnetisierbarem Material, und eine Erregerspule 151 ist auf das Spulenteil gewickelt und mit elektrischen /vnschlußklemmen 133 auf dem Außengehäuse 130 verbunden. Eine der Anschlußklemmen 133 ist gemeinsam mit eine:vi dor elektrischen Leiter 134 zu der Spule 151 in Fig. 2 erkennbar.

Das Innere des Ventilteils 142 kommuniziert über Öffnungen 143 in der Ventilteilwandung mit einer Kammer 144 im Außengehäuse 130. Line Feder 145 befindet sich innerhalb des Ventilteils 142 und stützt sich gegen aas Stopfenteil 131 ab, wobei das Ventilteil gegen seinen Sitz 146 gedrückt wird, in welcher Stellung die Kommunikation zwischen der Kammer 144 una einem Brennstoffrohr 147 durch das Ventilteil unterbrochen ist. Das Brennstoffrohr 147 erstreckt sich innerhalb einer Außenschale 149_f die ein Fortsatz des Außengehäuses 130 ist. Die Schale 149 ist an ihren freien Enden durch eine Spitze 135 verschlossen, in der eine Auslaßluündung 148 in Ausfluchtung mit dem Ende des Brennstoffrohrs 147 eingebracht ist, wie in Fig. 1 erkennbar. Das Brennstoffrohr 147 besteht aus korrosionsfestem Stahlrohr mit einem kleinen Bohrungsdurchmesser beispielsweise in der Größenordnung von einigen Zehntel liil lime tern. Das Innere der Schale 149 ist gegen die Atmosphäre durch öffnungen 150 in der Schalenwandung belüftet.

Im Betrieb der Düse ist der Erennstoffeinlaß 140 an die Brennstoffleitung eines Brennstoffeinspritzsystems angeschlossen, und die Auslaßmündung 148 ist so angeordnet, daß sie sich in den Einlaßansatzkrümmer einer Brennkraftmaschine öffnet. Die Spule

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ist über die Anschlußklemmen 133 und Leitungen 134 an eine elektrische Impulsgeneratoreinheit angeschlossen.

Wenn die Spule 151 nicht erregt ist, wird das Ventilteil 141 durch die Feder 145 gegen seinen Sitz 146 unter Vorspannung gedrückt, wie in Fig. 1 erkennbar, und verhindert den Brennstoff durchfluß vom Brennstoffeinlaß 140 zum Brennstoffrohr 147. Wenn jedoch die Erregerspule 151 durch einen elektrischen Impuls erregt wird, wirken magnetische Kräfte auf den magnetisierbaren Abschnitt des Ventilteils 142 ein und heben das Ventilteil von seinem Sitz 146 ab. Der Brennstoff strömt dann vom Einlaß 140 durch den Durchlaß 141, die öffnungen 143 in die Ventilkammer und die Kammer 144 in das Brennstoffrohr 147, von wo er durch die Auslaßraündung 148 abgegeben wird. Gleichzeitig wird Luft aus der Atmosphäre in die Schale 149 durch die öffnungen 150 gesogen und dient zum Vernebeln des Brennstoffstromes, der aus dem Brennstoffrohr 147 austritt und durch die Äuslaßmündng 148 gelangt. Die Belüftung des Inneren der Schale 149 gegen die Atmosphäre dient zusätzlich der Aufgabe sicherzustellen, daß der Unterdruck in dem Ansaugkrümmer, in welchem sich die Düsenmündung 148 befindet, nicht die Brennstoffströmung durch das Rohr 147 beeinflußt.

Das mit einer feinen Boh runter sehene Brennstoff rohr 147 wirkt als Strömungsdrossel und 1st im wesentlichen die einzige υrosseisteile für den Brennstoffstrom durch die Düse, wenn sich das Ventilteil 142 in der offenen Stellung befindet, Der Durchsatz durch das Rohr 147 wird während des Zusammenbaus der Düse eingestellt und wann das System eino iiahraahl von Düsen, welche von einer 'jeme infamem Quelle gespeist werden, umfaßt, werden 'Brennstoffrohre vergleichbarer Durchs iit se gemeinsam verwendet,

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wodurch sichergestellt wird, daß der Brennstoffstrom gleichförmig zwischen den Düsen aufgeteilt wird. Es ist ferner festzuhalten, daß der Brennstoffdrosselabschnitt der Düse (d.h. das Brennstoffrohr 147) vollständig getrennt ist und unabhängig von dem Brennstoffstromsteuerabschnitt (d.h. dem Ventilteil 142 und seinem Sitz 146).

Die in Fig. 3 dargestellte Düse hat einen Hauptkörper ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten, jedocn einen modifizierten Düsenabschnitt. Wie bei der in Fig. 1 dargestellten Düse umfaßt der Hauptkörper einen Brennstoffeinlaß 140, ein rohrförmiges Ventilglied 142 unter Vorspannung einer Feder 145, welche das Ventilteil gegen seinen Sitz 146 drückt, sowie eine Erregerspule 141. Das Ventilteil 142 steuert den Brennstoffstrom vom Einlaß 140 zu einem Brennstoffrohr 147, das im Düsenabschnitt des Injektors angeordnet ist zum Abgeben von Brennstoff durch eine Auslaßmündung 148 in die Düsenspitze 135.

Wie bei der in Fig. 1 gezeigten Düse erstreckt sich das Brennstoffrohr 147 innerhalb einer äußeren Schale 149, deren Innenraum gegen die Atmosphäre durch Öffnungen 150 belüftet ist. In diesem Fall ist jedoch die Schale 149 nicht ein bloßer Fortsatz den Äußengeriäuses 130 der Düse, sondern auf aas Außengehäuse, wie bsi 152 angecisutet, aufgeschraubt. Dies ermöglicht, daß die Sein La 1-19 und aie zugeordnete Düsenspitae 135 abgenommen werden können, um das Brennstoffrohr 147 freizulegen. Das Brennstoffrohr 147 befindet sich in einer Hittelbohrung eines Blocks 153, der ein Fortsati; das Ventilsitzes 146 ist, jedoch getrennt von άίΐ:ϋί-.-:Λ I'lEigebilcii-.t ist. Der Block 153 ist gegen das Ventilsitzylita Lid durch aIna Feder 154 gehalten, die, via in Fig. 3 angidnufc^t, zwischen einer Stufe dar Außenschale 149 und einem

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Fortsatz des Blocks 153 sitzt. Das Abnehmen'der äußeren Schale 149 läßt somit den Bloc]; 153 und das Brennstoff rohr 147 freikouraen, so aaß das Brennstoffrohr .147, falls erforderlich, ersetzt werden kann. Dies ermöglicht, daß die Düsencharakteristik ohne weiteres an verschiedene Systeme angepaßt werden kann, da es nur erforderlich ist, das Brennstoff rohr 147 durch ein anderes zu ersetzen mit einer abweichenden Durchsatzcharakteristik. Da das Brennstoffrohr 147 von dexo, Düsenventil 14 2,146 vollkommen getrennt ist, so erkennt man, daß das letztere durch einen Austausch des Brenn-stoffrohres unbeeinflußt bleibt.

Die'-in Pig. 3 dargestellte Düse v/eist ferner zusätzliche Belüftungsöffnungen 154 in der Düsenspitze 135 auf. Während des Betriebs der Düse wird atmosphärische Luft durch beide Sätze von Belüftungsöffnungen 150,154 gesogen: Der erste Satz von Belüftungsöffnungen 150 dient der Zerstäubung des Brennstoff-Stroms, der aus dem Brennstoffrohr 147 austritt, während der zweite Satz von■Belüftungsöffnungen 154 einen Luftstrom einführt, oer auf den durch die Auslaßraündung 148 tretenden Brennstoffstrom trifft und eine weitere Vernebelung bewirkt. Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung von zwei Sätzen von Belüftungsöffnungen 150,154 in der Anordnung nach Fig. 3 zu einer besonders wirksamen Zerstäubung des durch die Düse abgegebenen Brennstoffs führt.

Fig. 4 illustriert die Anwendung von Düsen 200, die gemäß der Erfindung aufgebaut sind in einem Brennstoffeinspritzsystem. Die Düsen 200 können beispielsweise vom Typ sein, wie er in Fig. 1 oder Fig_c 3 dargestellt ist. Das System umfaßt

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einen Brennstofftank 201, aus dem Brennstoff durch irgendeine Pumpe 202 abgesaugt und einer druckerhöhenden Einrichtung 203 zugeführt wird. Die Einrichtung 203 setzt den Brennstoff unter Druck in Abhängigkeit von dem Brennkraftmaschinen-Lufteinlaß, wie durch die gestrichelte Linienverbindung angedeutet, welche zu dem Brennkraftmaschinen-Lufteinlaß 205 führt. Der Brennstoff wird dann den Einspritzeinrichtungen oder Düsen 200 zugeführt, überschüssiger Brennstoff von der druckerhöhenden Einrichtung wird dem Brennstofftank 201 über ein Rückschlagventil 206 wieder zugeführt, und überschüssiger Brennstoff von den Düsen 200 wird ebenfalls dem Brennstofftank über eine Leitung 207 wieder zugeführt. Das System umfaßt ferner eine Einspritzsteuereinrichtung 208, welche auf den Brennkraftmaschinen-Lufteinlaß anspricht, wie durch die gestrichelte Linienverbindung 209 zum Brennkraftmaschinen-Lufteinlaß 205 angedeutet ist, und erzeugt elektrische Impulse in regelmäßigen Zeitintervallen, justiert jedoch die Länge dieser Pulse mit der änderung der Maschinenluftzufuhr. Diese Impulse werden den Einspritzdüsen 200 so zugeführt, daß die letzteren intermittierend den Brennstoff einspritzen, indem sie iniregelmäßigen Zeitintervallen geöffnet v/erden und offen bleiben für eine Zeitdauer, die abhängt von dem Lufteinlaß der Maschine.

Systeme von dem in Fig. 4 illustrierten Typ sind in Einzelheiten in den britischen Patentanmeldungen 32531/69 und 45806/69 beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß die Einspritzeinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung in Systemen dieser Art beschränkt sind, sondern in anderen Systemen anwendbar sind, bei denen die Einspritzeinrichtungen betätigbar sind im Ansprechen auf elektrische Steuersignale.

Patentansprüche :

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Claims

Patentansprüche

Brennstoffeinspritzdüsenanordnung für.eine.Brennkraft-. ^■■Htas chine, gekennzeichnet durch ein in einer Außenschale angeordnetes Brennstoffrohr mit einem Brennstoffauslaß in Ausflchtung mit einer Düsenmündung in der Außenschale und durch ein elektromagnetisch betätigbares Absperrventil mit einem zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung beweglichen Ventilglied für die Steuerung des Brennstoffflusses durch das Brennstoffrohr, wobei die Aüßenschale mindestens eine Belüftungsöffnung aufweist, durch die Luft in die Außenschale während der Brennstoffströmung durch die Düsenmündung einsaugbar ist.
2) Brennstoffeinspritzdüsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffrohr ein Rohr mit einer Bohrung gleichbleibenden Durchmessers ist, das als Brennstoffströmungsdrossel ausgebildet ist.
3} Brennstoffeinspritzdüsenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied als langgestrecktes in eine Erregerspule hinein- und aus dieser hinausbewegliches Glied ausgebildet ist. -*
4) Brennstoffeinspritzdüsenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil stromaufwärts von dem Brennstoffrohr angeordnet ist.
5) Brennstoffeinspritzdüsenanordnung nach einem der voran-

^Λ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffrohr von der Einspritz anordnung ohne Eingriff in das tfadbeaskseobö?" ventil abnehmbar ist. Absperr-

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6) Brennstoffeinspritzdüsenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale von der Einspritzanordnung abnehmbar ist.
7) Brennstoffeinspritzdüsenanordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale auf den Hauptkörper der Düsenanordnung aufgeschraubt ist.
8) Brennstoffeinspritzdüsenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale mindestens eine Belüftungsöffnung aufweist für den Zutritt von Luft an einem Punkt zwischen den Enden des Brennstoffrohrs.
9) Brennstoffeinspritzdüsenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschale mindestens eine Belüftungsöffnung aufweist für den Luftzutritt an einem Punkt stromabwärts vom Brennetoffauslaß.
10) Brennstoffeinspritzdüsenanordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsöffnung stromabwärts vom Brennstoffauslaß für den Luftzutritt an einem Punkt stromabwärts von der Düsenmündung angeordnet ist.

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