DE2904098A1

DE2904098A1 - Kraftstoffeinspritzsystem

Info

Publication number: DE2904098A1
Application number: DE19792904098
Authority: DE
Inventors: Gary Lee Casey; William B Claxton; Joseph Charles Cromas; Angelo Raymond Melotti
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1978-02-07
Filing date: 1979-02-03
Publication date: 1979-08-09
Also published as: GB2013778B; JPH0121176Y2; IT7919919A0; JPS6434465U; FR2485099A1; FR2416351A1; GB2013778A; JPS6124544B2; FR2485100A1; IT1110973B; JPS54114642A

Description

Case 5662/63/64

THE BENDIX CORPORATION, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan, 48076, V.St.A.

Kraftstoffeinspritz system

Die Erfindung betrifft Kraftstoffeinspritz systeme, insbesondere eine Vorrichtung zur Dosierung der Kraftstoffliefermenge für derartige Systeme.

Die meisten zur Zeit gebauten Fahrzeuge haben Kraftstoffsysteme, die entweder durch einen Vergaser oder ein Kraftstoffeinspritzsystem gesteuert werden. Das im vorliegenden beschriebene System ist so ausgelegt, dass es die Vorteile beider Systeme miteinander verbindet und viele der diesen beiden Systemen eigene Probleme löst oder verbessert.

Ein Vergaser hat Vorteile bezüglich niedriger Kosten und eines niedrigen Kraftstoffbetriebsdrucks, hat aber viele mit dem Vergaserbetrieb verbundene unerwünschte Eigenschaften. Der Vergaserbetrieb erfordert zum Beispiel einen ununterbrochenen Kraftstoffstrom, wobei die Kraftstoffmenge durch die Stellung einer Drossel bestimmt wird. Es wurde gefunden, dass der Kraftstoff im durch die Venturi-Düse des Vergasers strömenden Luftstrom nicht richtig zerstäubt und mitgenommen wird. Ohne richtige Zerstäubung ist die Kraftstoffverteilung auf die verschiedenen Zylinder ungleichmässig, wodurch von einem Zylinder zum anderen ein reiches oder armes Gemisch hergestellt wird. Diese Situation erhöht die unzulässigen Emissionen aus dem einzelnen Zylinder, das bezüglich des stöchiometrischen Punkts zu reich oder zu arm ist. Auch ist das Vergasersystem gegenüber dem Kraftstoffeinspricztsystem in ihm eigener Weise in seiner Kraftstoff steuerung ungenau, wodurch alle Zylinder bei einem vom

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Optimum abweichenden Punkt arbeiten.

Die Vergasersysterne werden ferner in zyklischer Weise in einem Betrieb mit offenem Regelkreis betrieben. Bei dieser Betriebsart wird der Ausstoss des Auspuffssystems der Brennkraftmaschine nicht zur Ermittlung der Qualität der in der Brennkraftmaschine stattfindenden Verbrennung gemessen. Unter diesen Umständen wird das optimale Luft-Kraftstoffverhältnis nicht erzielt und ergeben sich wiederum höhere Emissionsniveaus.

Die Nachteile eines Vergasersystems werden durch auf dem Markt befindliche gewisse Kraftstoffeinspritz systeme etwas beseitigt. Bei einem Kraftstoffeinspritzsystem erfolgt die Kraftstoffhandhabung mit einer ziemlich genauen Steuerung des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffs, was folgendes ergibt: einen verbesserten Fährbetrieb ohne unerwünschte Leistungsschwankung, niedrigere Emissionsniveaus, zweckmässige Änderungen der Kalibrierung des Systems, das System kann in einem geschlossenen Regelkreis betrieben werden.

Da die Bedeutung der elektronischen Kraftstoffeinspritzsysteme auf Grund ihrer Anpassungsfähigkeit an die Kraftstoffersparnis, Kraftstoffdosierung und Emissionskontrolle weiterhin zunimmt, werden als begrenzende Betriebsfaktoren die,gegenwärtigen Ventilvorrichtungen oder Kraftstoffeinspritzdüsen dieser Systeme bezüglich des Betriebs dieser Systeme immer kritischer.

Die bevorzugte Ventilvorrichtung für das moderne Einspritzsystem für Brennkraftmaschinen ist das elektromagnetisch betätigte Magnetventil. Das Magnetventil arbeitet verhältnismässig schnell und genau und ist mit modernen Steuerungen des Luft-/Kraftstoffverhältnisses verträglich und hiermit leicht kombinierbar. Die Steuerung der Öffnungs- und Schliesszeiten der Einspritzdüsen liefert auf elektronischer Weise eine leistungsfähige Technik zur Anpassung des Luft- Kraftstoffverhältnisses an ein Programm oder vorgespeichertes Schema zur Emissionssteuerung. Die elektromagnetischen Einspritzdüsen

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sind normalerweise entweder speziell auf den Einpunktbetrieb oder den Mehrpunktbetrieb ausgelegt.

Beim Einpunktbetrieb liefert für gewöhnlich eine Einspritzdüse Kraftstoff an einer allgemeinen Verteilungsstelle. Diese ist üblicherweise der Lufteinlasskanal eines Drosselgehäuses, der mit einer Ebene einer Saugrohranordnung in Verbindung steht. Bei dieser Anordnung ist ein schnell arbeitendes Hochleistungsmagnetventil erforderlich, da die Einspritzdüse doppelt so schnell wie bei einer Wehrpunktanordnung arbeiten muss, während sie den doppelten Kraftstoff zu einem Achtzylindermotor liefert. Ein an eine Saugrohranordnung mit zwei Ebenen speziell angepasstes vorteilhaftes Einpunktsystem ist in der US-Patentanmeldung Serial No. 778 806 angegeben.

Bei einem Mehrpunktbetrieb wird an einer Vielzahl von Stellen örtlich eingespritzt, z. B. an jedem einzelnen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Zur Speisung dieser Systeme bei verhältnismässig hohen Drücken ist eine Kraftstoffschiene oder ein Kraftstoff-Mehrfachrohr erforderlich. Der unter hohem Druck stehende Kraftstoff tritt an einem Ende in die Einspritzdüse ein und durchströmt einen Drosselkanal, wo er aus einer Auslassöffnung in die Nähe des Einlassventils eines Zylinders dosiert wird. Ein Hehrpunkt-Kraftstoffeinspritz system dieser Art ist in der US-PS 3 788 287 erläutert.

Bei einem Mehrpunktsystem ergeben sich Probleme beim Heissstart des Kraftfahrzeugs und der Handhabung des heissen Kraftstoffs dadurch, dass die Einspritzdüsen sehr nahe an den hochheissen Bereichen der Brennkraftmaschine angeordnet sind» was auch auf die die Einspritzdüsen speisenden Kraftstoffleitungen zutrifft. Dies erzeugt eine Verdampfung des Kraftstoffs mit dem Ergebnis_t dass eine niedrige Kraftstoff menge Je Takt eingespritzt und ein armes Luft-Kraftstoffverhältnis erzeugt wird. Ferner erfordert das Mehrpunkt-Kraft stoff ein spritz system ein Hochdruck-Kraftstoffsystera

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mit den eigenen Dichtungsproblemen und den Kosten einer Hochdruckpumpe.

Es ist daher die Schaffung einer Einspritzdüse erwünscht, die bei Einpunkt- oder Mehrpunktsystemen austauschbar verwendet werden kann. Auch wäre eine schnell ersetzbare Einspritzdüse für beide Systeme ein sehr grosser Vorteil eines derartigen Ventils.

Gegenstand der Erfindung ist ein Kraftstoffeinspritz system mit einem mit dem Saugrohr einer Brennkraftmaschine verbundenen Drosselgehäuse mit einem oder mehreren Lufteinlasskanälen, von denen jeder mit einer unterschiedlichen Saugrohrebene verbunden ist zur Lieferung einer Luft-Kraftstoffladung zu wenigstens einem der Zylinder der Brennkraftmaschine, und mit einer Drosselanordnung einschliesslich einer drehbaren Drosselklappe zur Steuerung der durch die Einlassbohrung strömenden Luftmenge, gekennzeichnet durch eine Kraftstοff-Einspritζduse mit einem Düsenmantel einschliesslich eines darin angeordneten Kraftstoff-Sammelraums und eines im Düsenmantel befestigten Kraftstoff-Einspritzventils zur Dosierung von Kraftstoff aus der Sammelkammer in die durch den Lufteinlasskanal strömende Luft, wobei der Düsenmantel stromauf der Drosselklappe aufgehängt ist und das Einspritzventil eine hohle kegelförmige Strahlform erzeugt, wodurch bei gedrehter Drosselklappe im wesentlichen der gesamte eingespritzte Kraftstoff auf die Öffnung zwischen der Drosselklappe und der Wand des Lufteinlasskanals gerichtet ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:

Pig. 1 eine Draufsicht auf ein Einpunkt-Kraftstoffeinspritzsystem für ein Saugrohr mit zwei Ebenen für mehrere Zylinder nach der Erfindung mit schnell ersetzbaren Einspritzdüsen;

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Fig. 2 eine Rückansieht des Einpunkt-Einspritz systems von Fig. 1;

Fig. 3 eine Vorderansicht des Einpunkt-Einspritzsystems von Fig. 1;

Fig. 4 ein Schnitt 4-4 des Einpunkt-Einspritz systems von Fig. 1;

Fig. 5 ein Schnitt 5-5 des Einpunkt-Einspritzsystems von ' Fig. 1;

Fig. 6 ein Teilschnitt mit einer Ansicht von hinten des Einpunkt-Einspritzsystems von Fig. 1;

Fig. 7 einen Längsschnitt eines schnell ersetzbaren Einspritzventil s nach der Erfindung;

Fig. 8 bis 11 Teilschnitte von Abänderungen der in Fig. gezeigten Düsenspitze;

Fig.12 einen Längsschnitt eines Düsenmantels für ein Mehrpunktsystem einschliesslich der BefestigungsanordnunG für eine schnell austauschbare Einspritzdüse nach der Erfindung;

Fig.13 einen Schnitte 13-13 des Ventilgehäuses von Fig. 12;

Fig.14 einen Querschnitt einer Abänderung des in Fig. 13 gezeigten Ventilgehäuses;

Fig.15 eine vergrösserte teilweise Seitenansicht einer weiteren Abänderung des in Fig. 12 gezeigten Ventilgehäuses;

Fig.16 einen Schnitt 16-16 des in Fig. 15 gezeigten Ventilgehäuses;

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Fig.17 einen Querschnitt einer Abänderung des in Fig. 15 gezeigten Ventilgehäuses;

Fig. 18 eine vergrösserte teilweise Seitenansicht einer weiteren Abänderung des in Fig. 12 gezeigten Ventilgehäuses für die Einspritzdüse;

Fig.19 einen Schnitt 19-19 des in Fig. 18 gezeigten Ventilgehäuses;

Fig.20 eine vergrösserte teilweise Seitenansicht einer weiteren Abänderung des in Fig. 12 gezeigten Ventilgehäuses für die Einspritzdüse;

Fig.21 einen Schnitt 21-21 des in Fig. 20 gezeigten Ventilgehäuses·

Fig. 1 zeigt in einer Draufsicht die Befestigung von schnell ersetzbaren Einspritzdüsen 8, ΛΟ in einem Einpunkt-Drosselgehäuse 12. Jede Einspritzdüse 8, 10 dosiert Kraftstoff in einen Lufteinlasskanal 14- bzw. 16. Der Luftstrom durch die Lufteinlasskanäle wird für gewöhnlich durch zwei mechanisch gekuppelte Drosselklappen 18 und 20 gesteuert, die sich in Abhängigkeit von der Betätigung eines Drosselgestänges 22 drehen und dem Luftstrom einen zunehmenden Durchtritt ö ffnen.

Der Kraftstoff tritt von einem gestrichelt dargestellten Kraftstoff einlasskanal 24 in das Drosselgehäuse des Systems ein. Der Kraftstoffeiniasskanal 24- kommt von einer mit einer nicht gezeigten Quelle für Druckkraftstoff verbundenen KraftStoffeinlassöffnung 26. Eine bevorzugte Wahl als Kraftstoff quelle ist eine nockenbetätigte Kraftstoffpumpe, die an eine Kraftstoffleitung eines Kraftstoffbehälters angeschlossen ist. Die Kraftstoffquelle muss nur einen Druck von 0,6-1 kg/cm liefern, da das System eine bei niedrigem Kraftstoffdruck arbeitende Liefervorrichtung ist. Die übliche Hochdruck-Kraft stoff quelle für elektronische Kraftstoff- ^

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systeme wird beim vorliegenden System nicht benötigt, woraus sich eine Ersparnis in den gesamten Kraftstofflieferkosten ergibt.

Der Einlasskanal 24 gabelt sich in zwei Kraftstofflieferkanäle 26' , 28, die in gestrichelt dargestellte Sammelräume 30 bzw. J2 münden. Der Kraftstoff setzt seine Strömung von den Sammelräumen 30, 32 durch die Kraftstofflieferkanäle 26' , 28 zu einem Sammelraura 3**· für einen Druckregler 37 fort

Vom Sammelraum 34 aus strömt der Kraftstoff durch eine Druckregelöffnung 36, die mit einem Kraftstoffauslasskanal 38 in Verbindung steht. Der Kraftstoffauslasskanal 38 endet in einer Kraftstoffauslassöffnung AO, wo der Kraftstoff durch eine übliche Rohrleitung oder dgl. zum Kraftstoffbehälter zurückgeführt wird.

Der Druckregler 37 steuert das öffnen und Schliessen der Druckregelöffnung 36 zur Herstellung eines gleichmässig rezirkulierten Kraftstoffstroms und eines im wesentlichen konstanten Drucks in den Sammelräumen 30, 32. Die Einspritzdüsen 8, 10 dosieren- dann den aus den Saramelräumen 30, 32 stammenden Kraftstoff in die Lufteinlasskanäle 14- bzw. 16 in Abhängigkeit von elektrischen Steuersignalen aus durch eine Gummitülle 46 hindurchtretenderi Steuerleitungen 42, Masseleitungen 41, 43 der Einspritzdüsen 8, 10 sind zweckmässig bei einer Polstütze 45 am Drosselgehäuse 12 angeschlossen.

Das elektrische Steuersignal wird in einer elektronischen Steuereinheit erzeugt und liefert Signale zur zeitlichen Steuerung des Öffnens und Schliessens der einzelnen Einspritzbentile 8, 10. Wenn auch zur Erzeugung von in der Impulsbreite modulierten Steuersignalen für die Einspritzventile viele elektronische Steuereinheiten verwendet werden könnten, so ist die bevorzugte Takt- und Steuereinheit für das dargestellte Einpunktsystem diejenige der US-Patentanmeldung

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Serial No. 778 806.

Wie in Fig. 2 besser dargestellt, befindet sich die Kraft— Stoffeinlassöffnung 26 unter, der Kraftstoffauslassöffnung und kann zur Rezirkulierung des Kraftstoffs zweckmässig über herkömmliche Anschlüsse 23 bzw. 35 an Kraftstoffleitungen angeschlossen werden. Zur Befestigung eines Luftfilters sind längs des Umfangs des Drosselgehäuses 12 abstehende Ansätze 11, 13, 15, 17 vorgesehen, was allgemein bekannt ist.

Fig. 2, 3 und 4 zeigen die Befestigung und Halterung einer der schnell ersetzbaren Einspritzdüsen, z. B. der Einspritzdüse 10. Der Sammelraura 32 ist als Innenbohrung oder -wand eines im wesentlichen becherförmigen Düsenmantels 48 gebildet. Jeder Düsenmantel 48 ist koaxial zu seinem zugehörigen Lufteinlasskanal durch eine Brückenkonstruktion 53 gehalten, die einen unteren und einen oberen Flügel 52 bzw. 54· aufweist, die im Schnitt dargestellt sind. Der Kraftstofflieferkanal 28 ist durch eine durch den unteren Flügel 52 und den oberen Flügel 54 verlaufende innere Bohrung gebildet. Die Brückenkonstruktion 53 ist gemäss Fig. 3 stromlinienförmig ausgebildet und hängt den Düsenmantel 48 über der Drosselklappe des Lufteinlasskanals auf. Die- langgestreckte Form der Einspritzdüse 10 und des Düsenmantels ermöglicht es dem in den Lufteinlasskanal eintretenden Luftstrom, frei um sie herum zu strömen und bietet wenige Vorsprünge zur Erzeugung von Turbulenzen.

Die Drosselklappe jedes Lufteinlasskanals wird durch das Gestänge 22 von Fig. 3 gesteuert und reht sich in Abhängigkeit von den an Zapfen 29, 31 ausgeübten Kräften auf oder zu. Am Zapfen 31 kann beispielsweise eine Feder angeschlossen werden, der auf eine Befestigungsstange 33 für die Drosselklappe ein Schi ie s smo ment ausübt, wenn die Kraft ..An der Zeichnung nach rechts wirkt. Ein an den Zapfen 29 angeschlossenes, vom Fahrer betätigtes Seil übt auf die Befe-

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stigungsstange 33 ein Öffnungsmoment aus, wenn die ausgeübte Kraft ebenfalls nach rechts gerichtet ist.

Getnäss Fig. 4 ist der Kraftstoff lief erkanal 28 um einen aufwärts gerichteten Winkel von beispielsweise 15-20° schräg gestellt, da dieser Bohrungswinkel einen Kanal ergibt, in dem Dampf- und Luftblasen zum Sammelraum 24 weiterströ'men, anstatt im Sammelraum 30 bzw. 32 oder im Kraftstofflieferkanal 28 zu bleiben. Als wichtiges Merkmal wurde gemäss einem der Aspekte der Erfindung gefunden, dass auch beim Parken eines Kraftfahrzeugs an einem Berg dieser Winkel eine ausreichende aufwärtsgerichtete Vorbe- lastung für den Dampf vorsieht, damit dieser im Sammelraum 34 gesammelt und verteilt werden kann, anstatt in den Kanälen oder dem Sammelraum 34 zu einer Dampfsperre zu werden.

Der Düsenmantel· 48 hat obere und untere Befestigungsöffnungen 56 bzw. 58, in die die Einspritzdüse 10 unmittelbar befestigt werden kann. Der Düsenmantel 48 ist ferner mit einer tragenden Schulter 60 versehen, deren Durchmesser geringfügig grosser als der Gehäusedurchmesser der Einspritzdüse 10 ist und die ,einen auf die Einspritzdüse 10 aufgepressten Tragring 62 trägt. Ein O-Ring 64 dichtet die Auflage des Rings 62 und der Schulter 60 flüssigkeitsdicht ab.

Dies erzeugt eine sehr dichte Flüssigkeitsdichtung ohne das Erfordernis eines grossen abwärtsgerichteten Drucks an der Einspritzdüse zur Bildung eines leckdichten Sitzes. Ein einfacher federähnlicher Halter 65 wird von einer Schraube 66 gehalten und hält seinerseits die Einspritzdüse im Düsenmantel 48.

Die untere Befestigungsöffnung 58 nimmt in ähnlicher Weise einen geringfügig kleineren radialen Flansch 57 an einer Endkappe 59 der Einspritzdüse auf. Die Endkappe ist ferner mit einem grösseren radialen Plansch 63 versehen, der in

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Anlage gebracht wird, wenn die Einspritzdüse in den Diisenmantel 48 eingesetzt ist. Ein geeignet ausgelegter O-Ring 68 befindet sich in der Ausnehmung der Endkappe 59 zwischen den radialen Flanschen 57 und 63 und dichtet somit die Auflage der Befestigungsschulter 61 und des Flansches 63 ab.

Die Einspritzdüse 10 kann offensichtlich verhältnismässig leicht im Düsenmantel 48 befestigt oder davon entfernt werden. Die Einspritzdüse ist frei von jeglicher harten Kraftstoffverbindung von der Druckquelle und ist funktionell als elektronisch gesteuertes Ventil ausgebildet, das Kraftstoff aus dem Sammelraum 32 dosiert. Wenn eine Einspritzdüse im System unwirksam wird, kann sie ohne Lösen und erneutes Anschliessen von Kraftstoffzufuhrleitungen ausgetauscht werden. Ferner bleiben die Kraftstofflieferkanäle unversehrt, wenn die Einspritzdüse ausgetauscht wird, und müssen nicht mehr erneut eingestellt werden.

Die Form des abgedichteten Samraelraums 32 hat den ,Vorteil, dass sie einen im wesentlichen gleichbleibenden Kraftstoffdruck für die Einspritzdüse 10 liefert und selbst bei häufigen schnellen Öffnen keinen wesentlichen Druckabfall erzeugt. In Verbindung mit dem höher gelegenen Kraftstofflieferkanal 28 unterstützt der Sammelraum 32 auch den Umgang mit heissera Kraftstoff. Der Samraelräum 32 ergibt ein Volumen, in dem Dampf- und Luftblasen gefördert werden und zum Kraftstofflieferkanal 28 ansteigen können, und zwar weg von der Dosierspitze der Einspritzdüse. Für diese Wirkung befindet sich die Einlassöffnungen zum Einspritzventil unterhalb des Kraft sto f f lie ferkanal s 28. Es ist wichtig, dass dies dem Dampf nicht ermöglicht, im Einspritzventil eingeschlossen zu werden, wo er noch schwieriger zu beseitigen ist. Das im Einspritzventil enthaltene Kraftstoffvolumen ist aus diesem Grund auch verhältnisraässig klein.

Fig. 4 zeigt ferner, dass die Einspritzdüse 10 für diese Einpunktausbildung einen Einspritz strahl mit grossem Winkel

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hat. Die im Schnitt einen grossen Winkel oder hohlen Kegel aufweisende Strahlverteilung ist vorteilhafter als eine gerade Strahlverteilung, wenn die Einspritzdüse 10 konzentrisch zum Lufteinlasskanal 16 und über der Drosselklappe angeordnet ist, vgl. Fig. 4. Im allgemeinen wird die Luft für das System bei sich drehender Drosselklappe durch immer grosser werdende Querschnitte eingeführt. Diese Öffnungen werden durch die Wand des Lufteinlasskanals und den Umfang der Drosselklappe gebildet. Bei Einspritzung des Kraftstoffs als hohler, kegelförmiger und auf diese Öffnungen hin gerichteter Strahl bewirkt die Turbulenz eine gute Verdampfung und KraftStoffverteilung. Diese Turbulenz wird durch die Luft erzeugt, die durch die Drosselstelle zwischen der Drosselklappe und der Wand des Lufteinlasskanals beschleunigt wird.

Der Winkel des Strahls kann nicht zu gross sein, oder er trifft dann die Wände des Lufteinlasskanals, und kann nicht zu klein sein, oder er wird dann auf die Drosselklappe gespritzt und kondensiert. Daher ist unter Beachtung des Abstands der Einspritzdüse von der Drosselklappe und des öffnungsdurchmessers der Bohrung ein Kompromiss zu treffen. Bei der dargestellten Ausführungsform soll im allgemeinen ein Scheitelwinkel des Strahls von 60 bis 80° bezüglich der Verdampfung und der Mischung mit der eingeführten Luft ein optimales Ergebnis liefern. Die Drosselgehäuse mit unterschiedlich bemessenen Lufteinlasskanälen müssen entsprechend eingestellte Befestigungsabstände haben. Die Verfahren zur Erzielung einer offenen hohlen kegelförmigen Strahlverteilung werden im folgenden im Hinblick auf die detaillierte Beschreibung der Einspritzdüse, des Ventilgehäuses und der Ventilspitze eingehender beschrieben.

Das Drosselgehäüse ist ferner mit einer Vakuummessöffnung 74-versehen, cLie in Nähe der Schliesstellung der Drossel mit dem Lüfteinlasskanal 16 in Verbindung steht. Wenn die Luft zwischen der Drosselklappe 20 und der Innenwand des Luftein-

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lasskanals gedrosselt wird, entsteht ein Vakuum oder Druckabfall. Dieses Vakuum baut sich in einer abgedichteten Messkammer 76 auf und wird über einen Rohranschluss 78 zu einem Sensor geleitet. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann aus dem vom Bohranschluss 78 gelieferten Vakuum und aus dem, etwa über einen ähnlichen Rohranschluss 80 und eine gemeinsame Leitung 81, gelieferten Vakuum des anderen Lufteinlasskanals 14- ein Durchschnittswert gebildet werden zur Lieferung eines Gesamtvakuumssignals aus dem gesamten Drosselgehäuse über einen Drucksensor 83.

Fig. 5 zeigt die Befestigung der Einspritzdüsen 8, 10 in den Düsenmänteln 48 bzw. 50 und einen Querschnitt der Lufteinlasskanäle 14, 16. Die Düsenmäntel sind stromlinienförmig ausgebildet und so verjüngt, dass sie einen glatten Luftstrom an den umrissen der konzentrisch eingebauten Einspritzdüsen ergeben. Die Luft führt in die Lufteinlasskanäle durch nach aussen konische Erweiterungen 82, 84 geleitet, die die Luft stufenlos in die Lufteinlasskanäle beschleunigen. Die Borhungen sind in diesem Bereich weit genug, so dass sie mit den eingebauten Einspritzdüsen einen Ringquerschnitt bilden, der den Luftstrom in das Drosselgehäuse nicht merklich drosselt. Die Erweiterungen 82, 84 enden in geringfügigen Senkbohrungen 86 bzw. 88, die den Übergang der unregelmässigen Querschnitte der Erweiterungen zu den im allgemeinen kreisförmigen Drosselquerschnitten der Luftknaäle herstellen.

Die nach aussen konischen Erweiterungen 82, 84 schneiden einen trennenden Mittelsteg 90, der sich wie die Erweiterungen allmählich verjüngt. Der Mittelsteg endet aber in einer Spitze, die etwa der Oberseite der Düsenmäntel entspricht. Der Mittelsteg 90 soll den Luftstrom glätten und dient ferner zur Trennung der Einlassluft in zwei Ströme, die dann durch die gesonderten Drosselklappen in den Lufteinlasskanälen 14, 16 gesteuert werden können. Diese Trennung des Luftstroms und der Lufteinlasskanäle an dieser Stelle

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verhindert ein Spritzen von Kraftstoff aus den über den Drosselklappen angebrachten Einspritzdüsen und eine ungleichmassige Kraftstoffverteilung. Dies ist erforderlich, da die Einspritzdüsen 8, 10 unabhängig voneinander zu unterschiedlichen Zeiten betätigt werden können.

Es wird nun in Verbindung mit Fig. 6 der Druckregler 37 im einzelnen erläutert. Der Druckregler 37 enthält eine Ventilanordnung, die die Druckregelöffnung 36 in Abhängigkeit von Druckänderungen im Sammelraum 34 öffnet und schliesst. Ein Auslassrohr 92 steht flach mit der abgeflachten Seite eines halbkugelförmigen Ventils 91 im Eingriff. Der kugelförmige Teil des Ventils 91 passt in eine ähnlich geformte Ausnehmung in einer Ventilplatte 94 und wird durch eine Umbördelung 96 in der Ventilplatte gehalten. Die Form des Ventils und die Ausnehmung in der Ventilplatte ermöglichen dieser eine Bewegung bei sich ändernden Druckbedingungen, ermöglichen aber stets einen flachen Sitz des Ventils auf dem Rand des Auslassrohres 92 in Schliessstellung.

Die Ventilplatte 94 ist an einer Membran 98 befestigt, die nicht nur als biegsamer Druckregler, sondern auch als Abdichtung für den Sammelraum 34 wirkt und von einem mit dem Drosselgehäuse 12 verschraubten Reglerdeckel 100 gehalten werden kann. Auf der anderen Seite der Membran ist an der Ventilplatte eine Halteplatte 104 angeschraubt, die zum Halten einer Druckfeder 102 einen aufwärtsgerichteten Rand hat. Die Druckfeder 102 wird durch eine Federhalteschale 108 zusammengedrückt, die über eine Einstellschraube 110 eingestellt wird, die in einen abstehenden Vorsprung 112 am Reglerdeckel eingeschraubt ist . Durch Einstellung der Einstellschraube 110 liefert die Druckfeder eine veränderliche Kraft an der Membran 98 und setzt das Ventil 91 mit einem Anfangsdruck auf.

Wenn der Kraftstoffdruck im Sammelraum 34 grosser als dieser Anfangsdruck wird, wird das Ventil aus seinem Eingriff mit

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dem Auslassrohr 92 angehoben und wird Kraftstoff durch den Kraftstoffauslasskanal 38 zur Absenkung des Drucks geleitet, bis die Druckfeder 102 das Ventil 91 schliesst.

Je höher die Druckkraft der Druckfeder ist, umso höher ist der im System erzeugbare Druck. Wie oben beschrieben, wird aber normalerweise mit einer herkömmlichen Kraftstoffpumpe im Sammelraum 34 ein Niederdrucksystem aufrechterhalten. Der den Druck für das System regelnde gesonderte Sammelraum ΊΆ wird den Druck in den S-Tmmelräumen 30, 32 nicht wesentlich ändern. Die Sammelräurae 30 ■> 32 werden daher gemäss einem der Ziele der Erfindung im wesentlichen auf konstantem Druck bleiben.

Das Drosselgehäuse ist insbesondere von Nutzen, wenn es auf einem Saugrohr mit ζ v/ei Ebenen befestigt ist. Bei .Befestigung beispielsweise auf einem V8-Motor, dessen erste Saugrohrebene mit den Zylindern 1, 4, 6, 7 und dessen zweite Saugrohrebene mit den Zylindern 2, 3* 5, 8 verbunden ist, liefert der Einlasskanal 14 ein Luft-Kraftstoffgemisch in die erste Saugrohrebene, während der Lufteinlasskanal 16 in ähnlicher Weise die zweite Saugrohrebene beliefert.

Die Takt folge der Steuersignalimpulse für die Einspritzventile 8, 10 kann wie folgt erläutert werden: Bei einem V8-Motor muss während zwei Umdrehungen der Kurbelwelle jeder der acht Zylinder in der i'olge 1, 2, 4, 3, 6, 5, 7, 8 beliefert werden, wenn sich die Kurbelwelle unter einem Winkel von 45 befindet, bevor der Kolben des betrachteten Zylinders den oberen Totpunkt passiert hat. Mit anderen Worten, wenn die Kurbelwelle ursprünglich unter einem Winkel von 135° vor dem oberen Totpunkt des Zylinders 1 positioniert ist, wird die Einspritzdüse bei 90°, 270°, 450°, 630° der Kurbelwelle betätigt. In ähnlicher Weise wird die Einspritzdüse 10 bei 180°, 360°, 540°, 720° der Kurbelwelle betätigt.

Ausserdem wird die Dauer oder Breite jedes Impulses durch eine elektronische Steuereinheit berechnet zur Speisung

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BADORIQINAL

jedes Zylinders mit einer geeigneten Menge an Luft-Kraftstoff gemisch entsprechend den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine: Drosselöffnung, Lufttemperatur, Höhe über dem Meeresspiegel, Emissionskontrolle usw.

In Verbindung mit der obigen Beschreibung wird auf das in der US-Patentanmeldung oerial üio. 778 806 angegebene System zum vollständigen Verständnis hingewiesen.

Das in I¹Xg. 7 gezeigte schnell ersetzbare, elektromagnetische Ventil 10 besteht vorteilhaft aus einem Düsengehäuse 210 mit einer Einbaubohrung 213 für eine grosse Wicklungsanordnung. In die Einbaubohrung 213 ist eine Elektromagnet-Wicklungsanordnung verschiebbar eingebaut. Die Wicklungsanordnung enthält eine mit einer Wicklung 214 bewickelte, aus'Kunststoff bestehende oder gegossene Spule 212. Ein im wesentlichen zylindrischer Spulenkern 224 ist in einer Spulenbohrung 215 aufgenommen und legt die Spule in der Einbaurohung 213 durch einen radialen Flansch 223 fest, der auf einer Schulter 221 ruht. Der Flansch ist durch Endstücke 225? 227 umbördelt, wodurch die Wicklungsanordnungen fest in der Einbaubohrung 213 gehalten werden.

Ein Kern 224 erstreckt sich über beinahe die gesamte Länge der Wicklung 214 in der ßpulenbohrung und ist vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das den Magnetfluss der Wicklung in ein koaxiales Magnetfeld mit einem konzentrierten Pol an beiden Enden der Wicklung konzentriert. Somit kann der Kern 224 zur Festigkeit und Dauerhaftigkeit aus Weicheisen oder einem anderen nicht remanenten Material hergestellt sein. Die Wicklung ist ferner mit einem Satz von Anschlusstiften verbunden, von denen einer als Klemme 226 gezeigt ist, die durch den Flansch 223 des Kerns 224 hindurchtritt und in ein Gussteil 228 aus Hartkunststoff eingegossen wird. Die Anschlusstifte werden vor dem Giessen gebogen zur Bildung eines im wesentlichen rechten Winkels mit der Längsachse der Einspritzdüse und somit zur Bildung eines niedrigen Profils für die Einspritzdüse. Geeignete

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O-Ringe 217, 219 dichten die Spulenbohrung 215 bzw. die Befestigungsbohrung 213 ab.

Am anderen Ende der Einspritzdüse befindet sich eine Ventilanordnung mit einer Ventilnadel 242 und einem Anker 230. Der aus magnetisch anziehenden Material hergestellte Anker 230 bewegt sich in ^a iner Ankerbohrung 231 hin und her und nimmt die Ventilnadel 242 mit. Die Ventilnadel 242 wird in einer Ventilbohrung 241 eines Ventilgehäuses 240 durch bearbeitete Flächen 245, 246 positioniert, die durch bearbeitung von kreisförmigen Bunden an der Ventilnadel 242 und durch anschliessendes Abschneiden von Abflachungen 245, 247 von den Bunden hergestellt sind. Das Badelventil 242 enthält zusätzlich eine Ventilspitze 244, die auf einem Ventilsitz 251 sitzt, der sich kegelförmig in eine Dosieröffnung 253 verjüngt.

Die Ventilbohrung 241 ist als die zentrale koaxiale Bohrung im Ventilgehäuse 240 vorgesehen, die in eine Ventilanordnungsbohrung-243 innerhalb des Ventilgehäuses 210 ansteigt. Das Ventilgehäuse befindet sich im Abstand, von einer Schulter am Einspritzventilgehäuse durch ein C-förmiges Abstandsstück 234, das auf eine genaue Dicke bearbeitet ist. Der Abstand zwischen dem Ende der Bohrung 241 und dem Ventilgehäuse 240 ist ebenfalls von genauer Länge zur Bildung eines genauen Spalts zwischen einem Ventilbund 254 und dem Hand des Abstandsstücks 234. Auf diese Weise kann eine genaue Hublänge für das Ventil eingehalten werden, ohne dass der Anker speziell bearbeitet werden muss, der mittels eines Gewindeendes 232 auf das Ende der Ventilnadel 242 aufgeschraubt ist.

Die Ventilnadelspitze wird durch die Kraft der Schliessfeder 216 auf den Ventilsitz 251 gedruckt. Die Schliessfeder 216 liegt an einem Druckring 218 an, der an einem Endstift 217 einer Einstell stange 220 angebracht ist. Die Einstell stange 220 drückt die Schliessfeder in Berührung mit dem Anker. Die Schliessfeder liefert entsprechend der Zusammendrückungsstrecke eine unterschiedliche konstante

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Federkraft für den dagegenarbeitenden Anker.

isei der bevorzugten Ausführung sf or ni wird die Schliessfeder bis zur Erzielung eines hervorragenden Sitzes ohne Ausübung .eines grossen Drucks vorgespannt, um die schnell wirkenden Eigenschaften der Einspritzdüse zu erhalten. Ist einmal die Vorschriftsraässige Spannung auf die Schliessfeder ausgeübt, so kann das Gehäuse zusammengepresst werden, um die Einstellstange in der Vorschriftsmässigen Stellung zu halten. Ist die Kalibrierung erfolgt, so wird zur Abdichtung der Einstellstange ein Stopfen 257 verwendet. Die vom Elektromagneten abhängige Öffnungszeit der Einspritzdüse sollte vorzugsweise etwa gleich der Schliesszeit sein. Im allgemeinen gilt, je grosser die Zusamraendrückung der Schliessfeder ist, umso sehne]ler schliesst das Einspritzventil.

Wenn im Betrieb an die Anschlusstifte 226 eine Spannung angelegt wird, beginnt der Magnetfluss in der Wicklung 214 anzusteigen und im Kern 224 konzentriert zu werden. Das durch diese Magnetflusskonzentration aufgebaute Magnetfeld zieht den Ankter 230 gegen die abwärtsgerichtete Kraft der Schliessfeder 216 an. Wird diese Kraft überwunden, so beginnt der Anker sich aufwärts zu bewegen, vgl. Fig. 7- Der Anker bewegt sich durch den Luftspalt D geraäss dem eingestellten Abstand d, das ist der Abstand zwischen dem Bund 254 und dem Abstandsstück 234. Wenn der Bund die Fläche des Abstandsstücks 234 berührt, so unterbricht ei· eine weitere Bewegung der Ventiinadel, wodurch am Sitz 251 eine ganz geöffnete · Ventiloffnung erzeugt wird. Der in die Einlassöffnungen 250, 252 eindringende Kraftstoff strömt in die Ventilbohrung 241, an der Nadelspitze 244 vorbei und aus der Dosieröffnung heraus.

Am Ende des Ventilgehäuses 240 ist eine zu dessen Einbau dienende Endkappe 59 befestigt« Die Endkappe weist eine .Ringnut auf, die einen O-Ring 68 aufnimmt, der an der Innenfläche einer Ei nbauöf fnung abdichtet. Das Einspritzventil A p.t

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ferner mit einem Ring 62 versehen, an dem ein O-Ring 62 angeordnet sein kann, der diesen Teil des Einspritzventils und eine Bammelraumöffnung abdichtet. Diese Elemente sind oben mit ihren Funktionen in Verbindung mit dem iXisenmantel beschrieben und werden nicht weiter erläutert.

In der US-Patentanmeldung üerial No. 778 806 ist angegeben, dass eine Mehrpunkt-Einspritzdüse für gewöhnlich zweimal je Wo tortakt betätigt und mit einem Achtel der Kraftstoffradung beschickt wird. Eine Einpunkt-Einspritzdüse muss aber, wie beschrieben, viermal je Motorzyklus spritzen und übernimmt den gesaraten Kraftstofflieferbedarf. Somit muss jede Einspritzdüse bei einem Einpunkt system in der halben Zeit die doppelte Kraftstoffmenge liefern. Bei einer Einpunkt-Anwendung der beschriebenen Art ist ein schnell betätigtes Hochleistungseinspritzventil eine Notwendigkeit. Es ist offensichtlich, dass für die Austauschbarkeit des Einspritzventils in jedem System der begrenzende Vorgang auf Grund der Einpunkt-Anwendung gegeben ist.

Die Nadelspitze 244 fördert die schnelle Betätigung des in Fig. 7 dargestellten Einspritzventils. Die Nadelspitze 244 weist zwei kegelstumpfföx'mige Flächen 260, 261 auf. Me Fläche 260 dichtet am Ventilsitz 251 ab, ist geringer als die Fläche 261 geneigt und erzeugt verhältnismässig weit oben am Ventilsitz 251 eine sehr schmale Abdichtung. Wenn das Ventil offen ist, ist zur Herstellung einer maximalen Querschnittsfläche für den Kraftstoffstrom nur eine sehr geringe Öffnungsstrecke erforderlich.

Da sich die Einlassöffnungen 250, 252 in der Nähe der Nadelspitze befinden, wird der Kraftstoffstrom im wesentlichen nicht gedrosselt. Bei Niederdrucksystemen mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten verliert diese Einspritzdüse nicht viel Leistung auf Grund eines durch einen drosselnden Kanal bedingten Druckabfalls.

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Bisher wurde die schnell austauschbare Einspritzdüse 10 in einer Umgebung mit einer Einpunkt-Kraftstoffeinspritzung erläutert. Die Einspritzdüse ist aber in gleicher Weise vorteilhaft in Mehrpunkt-Anwendungen, was durch die in Fig. 12 dargestellte Ausführung erläutert ist.

Die dargestellte Einspritzdüse ist in einem Düsenmantel 300 eingebaut, ähnlich dem Düsenraantel für die Einpunkt-Anwendung, mit einer oberen Einbauöffnung 302 und einer unteren Einbauöffnung 304. Die Einspritzdüse 10 kann in die Einbauoffnungen eingesetzt werden, und ruht, wie oben beschrieben, auf Schultern 306, 308 und dichtet die Einbauoffnungen hydraulisch gegen Lechverluste ab. Der Düsenmantel ist ferner mit Haltern 310, 312 versehen, die in üblicher Weise an den Seiten des Düsenmantels befestigt werden können und Hakenenden 314-* 316 haben, die über einen Rand des Einspritzdüsengehäuses schnappen und hiermit im Eingriff stehen.

Bei einer Mehrpunkt-Anwendung ist der Düsenmantel 300 mit einem Gewinde 315 versehen, das in eine geeignete Gewindebohrung eines Vorsprungs oder in eine in Nähe des Einlassventils eines Zylinders ausgebildete öffnung eingeschraubt werden kann. Einem Sammelraum 317 des Düsenmantels wird Kraftstoff in üblicher Weise über eine Leitung 318 zugeführt, die auf einen Anschlussnippel 320 passt, der in einen gebohrten und mit Gewindeversehenen Teil des Sammelraumgehäuses eingeschraubt ist. Der unter niedrigem Druck stehende Kraftstoff wird in Abhängigkeit von der Betätigung der Ventilnadel durch die Einlassöffnungen 322, 324 und 326 in die Nähe des Einlassventils und durch die Dosieröffnung in den Zylinder dosiert. Bei Mehrzylindermotoren hat Jeder Zylinder einen mit einer Druckkraftstoffquelle verbundenen Düsenmantel, in dem zur Bildung eines betriebsfähigen Systems eine schnell ersetzbare Einspritzdüse eingesetzt wird. Der Druckkraftstoff strömt von der Kraftstoffquelle über den Einlasskanal zum Sammelraura und wird dann über einen Auslass-

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kanal zur nächsten Einspritzdüse geleitet. Ein Druckregler rezirkuliert den Kraftstoff nach Art einer Reihenschaltung von Einspritzdüse zu Einspritzdüse. Ferner kann jeder Auslasskanal gegenüber seinem Einlasskanal erhöht angeordnet werden. Es ist somit ersichtlich, dass gemäss einem der wichtigen Ziele der Erfindung eine einzige Einspritzdüsenkonstruktion für Einpunkt- oder Mehrpunkt-Anwendungen verwendet werden kann. Da die Mehrpunkt-Einspritzdüse bezüglich der zeitlichen Steuerung und der Ansprechgeschwindigkeit im allgemeinen weniger kritisch ist, als die Einpunkt-Anwendung ist eine neue Konstruktion der Hub- und Wicklungsbauteile des Ankers nicht erforderlich.

Fip;. 13 ist ein Schnitt längs der Linie 13-13 iⁿ -tig· 12 und zeigt, dass alle Einlassöffnungen 322, 324, 326 und 328 im gleichen Abstand verteilte Kreisöffnungen sind, die zwischen dem Sammelraura und der Dosieröffnung 330 einen niedrigen Druckabfall ergeben. Eine Abänderung des Ventilgehäuses und der Einlassöffnungen ist in Fig. 14 gezeigt, wo Einlassöffnungen 332, 334, 336 und 338 versetzt gebohrt sind. Diese Anordnung übt auf den in das Ventilgehäuse eintretenden Kraftstoff.zwischen einer Ventilnadel und einer Dosieröffnung 340 eine Wirbel- und Turbulenzwirkung aus. Eine derartige Wirbelwirkung ergibt auf Grund der Abänderung ' des Gehäuses einen hohlen kegelförmigen Strahl für Einpunkt-Anwendungen, was als eines der Ziele der Erfindung angegeben ist.

Pig. 20 zeigt eine weitere Abänderung der Ausführungsform mit versetzten Einlassöffnungen, bei der Einlassöffnungen 342, 344, 346 und 348 gegenüber jeder gegenüberliegenden Öffnung tangential versetzt sind und sich auch in unterschiedlicher Höhe befinden, vgl. Fig. 21.

Fig. 21 ist ein Querschnitt entlang der Linie 21-21 von Fig. 20 und zeigt die verschiedenen Höhen der Einlassöffnungen 342, ⁷A'*, 346 und 348. Die Versetzung der Höhe der

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Öffnungen im Ventilgehäuse erzeugt ein zusätzliches Drehmoment durch die Schwerkraft und eine Verbesserung der Wirbel wirkung für einen hohlen kegelförmigen Kraftstoffstrahl aus der Dosieröffnung

Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform des Einspritzdüsengehäuses, dessen Einlassöffnungen als keilförmige Einschnitte ausgebildet sind, die in das Gehäuse eingeschnitten sind, um den -Kraftstoffstrom nur wenig zu drosseln und eine Turbulenz zum Aufbrechen des Kraftstoffstroms zu erzeugen, wenn dieser auf Grund der Einschnittstege 350, 352 in die Dosieröffnuug 35^ strömt, Fig. 16 ist ein Querschnitt entlang der Linie 16-16 in Fig. 15 und zeigt, dass die Einschnittstege 350, 352 um den Durchmesser des Einspritzdüsengehäuses gleichmässig verteilt sind.

Fig. 17 ist eine weitere Abänderung der in Fig. 16 gezeigten Ausführungsform, bei der zum Beispiel Einschnittstege 356, 3571 358 becherförmig ausgebildet und abgerundet sind, um ein Drehmoment oder eine Wirbelwirkung auszuüben und die Sichtung des in den Raum zwischen einer Düsennadel und einer Dosieröffnung 360 strömenden Kraftstoffs zu ändern. Diese Ausführungsform erzeugt einen hohlen kegelförmigen Strahlverlauf für Einpunkt-Anwendungen.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 18 gezeigt, wo ein breiter Einschnitt 362 über die Seite des Ventilgehäuses bearbeitet ist und Stege 364, 366 übrig lässt, die mit dem die Endkappe 368 der Einspritzdüse tragenden Teil des Ventilgehäuses verbunden sind. Wie in Fig. 19 besser zu sehen, die ein Querschnitt entlang den Linien 19-19 in Fig· 18 ist, ermöglicht der Einschnitt 362 eine maximale Querschnittsfläche für den Kraftstoffstrom in den Bereich zwischen einer Düsennadel und einer Dosieröffnung 370» Dies ist eines der einfachsten zu bearbeitenden Ventilgehäuse, da ein einfacher Schnitt die erforderliche Öffnung herstellt. Auch liegt für den Kraftstoff strom keine bedeutende Drosselung vor mit /Vu s-

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nähme der Dosieröffnung bei geöffnetem Einspritzventil.

I'ig. 8 bis 11 zeigen verschiedene Abänderungen und Ausführungsformen der Nadelspitze und der Endkappe zur Erzeugung eines einen hohlen Kegel oder einen weiten Winkel aufweisenden Strahl verlauf für die Einspritzventil.

Fig. 8 zeigt ein Ventilgehäuse 372, in dem eine Ventilnadel 374- mit einer austauschbaren Nadelspitze 376 hin- und hergleitet. Eine Endkappe 378 steht mit dem Ende des Ventilgehäuses 37? im Eingriff und enthält eine Auslassöffnung 3öO. Die Nadelspitze 376 ist austauschbar und an einem Zapfen 382 befestigt. Auf Grund von Verschleiss und Toleranzbeziehungen kann die Nadelspitze 376 aus einem unterschiedlichen Material hergestellt sein zur Bildung einer zweckmässigeren Eingriffsfläche 384- am Ventilsitz 386, als es möglich wäre, wenn die gesamte Ventilnadel 374- aus einem Material bestehen würde. Der Ventilsitz 386 weist eine kegelförmige Verjüngung unter einem gewissen Winkel auf, der im wesentlichen demjenigen einer Senkbohrung 388 ähnlich ist. Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Dosieröffnung 390 so klein wie möglich gehalten zur Erzeugung einer gleichmässigen Beschleunigung durch die Dosieröffnung und einer Auslasströmung zur Lieferstelle.

9 zeigt eine weitere Abänderung der in Pig. 8 gezeigten Ausführungsform, bei der eine breite gewundene Nut 392 schraubenförmig um die Nadelspitze 376 gewunden ist. Wenn die Ventilnadel 374- angehoben ist und Kraftstoff durch Einlassöffnungen 394-, 396 eindringt, erzeugt diese Ausführungsform im Betrieb eine Wirbelbewegung und in Verbindung mit der Ansenkbohrung 388 und der engen Dosieröffnung 390, wie oben beschrieben, einen hohlen kegelförmigen Strahlverlauf.

Fig. 10 ist eine weitere Abänderung der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform, bei der Einlassöffnungen 398, 4-00 im Winkel gegenüber der Dosieröffnung gebohrt sind. Wenn die Ventil—

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nadel 374· die Nadelspitze vom Ventilsitz 386 abhebt, erzeugt diese Ausführungsform im Betrieb, wie oben beschrieben, einen hohlen kegelförmigen Strahlverlauf. Bei der vorteilhaftesten Anwendung dieser Ausführungsform sollte den Öffnungen 398, ein Winkel gegeben werden, der im wesentlichen gleich der kegelförmigen Erweiterung des Ventilsitzes 386 ist.

Fig. 11 ist eine weitere Abänderung der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsforra, bei der an der Nadelspitze 376 ein Ablenkzapfen befestigt ist. Wenn die Ventilnadel 374 angehoben ist und die Nadelspitze 376 vom Ventilsitz 386 abhebt, strömt Kraftstoff in die Dosieröffnung 390 und trifft eine ringförmige Öffnung zwischen den Wänden der Dosieröffnung und der Ablenkzapfens 402 an. Der Kraftstoffstrom wird längs der Kurven des Ablenkzapfens 402 nach aussen gerichtet zur Bildung eines gleichmässiger verteilten hohlen kegelförmigen Strahlverlaufs.

Bei dieser Ausführungsform ist der Ablenkzapfen 402_: im Vergleich zu den oben beschriebenen Wirbelausführungen besonders vorteilhaft, da für sehr kurze Impulsbreiten das Drehmoment des Kraftstoffs keine. Wirbelwirkung oder Kegelstrahlwirkung ergibt, bis die Einspritzdüse für eine kurze Zeit geöffnet hat. Somit ist diese Ausführungsform besonders vorteilhaft nicht nur für allgemeine hohle kegelförmige Strahlverlaufe, die für Mehrpunkt- oder Einpunkt-Anwendungen benötigt werden, sondern auch besonders vorteilhaft für die oben beschriebene Drosse1-Einpunkt-Anwendung auf Grund der Einspritzdüsentakterwägungen erforderlichen kurzen Öffnungezeiten.

Sämtliche in. der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschliesslich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

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D-8023 München-Pullach. Wiener Sir. 2; Tel- (089) 7 93 30 71. Telex ^r-2l?M/ bros d. Cables: •H'ate.itibus.· München

Diplom Ingenieure

Ihr Zeichen:
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Case 5662/63/64 JJ* ² · Februar 1979

TPIE BENDIX COßPORATIO-N, Executive Offices, Bendix Center, Southfield, Michigan, 480?6, V-St.A.

Patentansprüche

Kraftstoffeinspritzsystem mit einem mit dem Saugrohr einer Brennkraftmaschine verbundenen Drosselgehäuse mit einem oder mehreren Lufteinlasskanälen, von denen jeder mit einer unterschiedlichen Saugrohrebene verbunden ist zur Lieferung einer Luft-Kraftstoffladung zu wenigstens einem der Zylinder der Brennkraftmaschine, und mit einer Drosselanordnung einschliesslich einer drehbaren Drosselklappe zur Steuerung der durch die -Einlassbohrung strömenden Luftmenge, gekennzeichnet durch eine Kraftstoff-Üinspritzdüse (8; 10) mit einem Diisenmantel (48; 50) einschliesslich eines darin angeordneten Kraftstoff-Sammelraums (30; 32) und eines im Diisenmantel (48; 50) befestigten Kraftstoff-Einspritzventils zur Dosierung von Kraft-

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stoff aus der Sammelkammer (30; 32) in die durch den Lufteinlasskanal (14; 16) strömende Luft, wobei der Düsenmantel (48; 50) stromauf der Drosselklappe (18; 20) aufgehängt ist und das Einspritzventil eine hohle kegelförmige Strahlform erzeugt, wodurch bei gedrehter Drosselklappe (18; 20) im wesentlichen der gesamte eingespritze Kraftstoff auf die Öffnung zwischen der Drosselklappe (18, 20) und der Wand des Lufteinlasskanals (14; 16) gerichtet ist (Fig. 1-6).
2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil folgendes enthält: einen Elektromagneten (240) und einen Anker (242), die auf Grund von zum Elektromagneten geleiteten elektrischen Steuersignalen eine gegenseitige Bewegung ausführen, eine in einer Bohrung (241) des Ventilgehäuses (240) gleitend hin und her verschiebbare Ventilnadel (272) mit einer Nadelspitze (244), die eine an einem Ende des Ventilgehäuses (240) angeordnete Dosieröffnung (253) abdichtet, wobei die Ventilnadel (242) so am Anker (224) befestigt ist, dass die Steuersignale die Dosieröffnung (253) öffnen und schliessen, und eine Vielzahl von im Ventilgehäuse (240) in der Nähe der Nadelspitze (250) ausgebildeten Einlassöffnungen (250, 252), wodurch die Einlassöffnungen (250, 252) für einen zur Dosieröffnung (253) strömenden dosierten Kraftstoffstrom im wesentlichen kein Hindernis darstellen, wobei die Einlassöffnungen (250 252) mit der Sammelkammer (30; 32) und die Dosieröffnung (253) nri-t dem Lufteinlasskanal (14, 16) in Verbindung stehen (Fig. 2).
3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelspitze (276) eine Einrichtung (392; 402) aufweist, die dem Kraftstoffstrom einen hohlen kegelförmigen Strahlverlauf erteilt (Fig.9, 11).

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4. Kraftstoffeinspritz system nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Nadelspitze (376) eine schraubenförmige Nut (392) ausgebildet ist, die dem Kraftstoffstrom ein Drehmoment erteilt (Fig. 9)·
5- Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Nadelspitze (376) ein sich durch die Dosieröffnung (390) erstreckender Zapfen (402) mit einer Krümmung ausgebildet ist, die dem Kraftstoffstrom ein nach aussen gerichtetes Drehmoment erteilt,(Fig. 11).
6. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse eine Einrichtung enthält, die dem Kraftstoffstrom einen hohlen kegelförmigen Strahlverlauf erteilt (Fig. 14; 20, 21; 10).
7· Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen (332, 334» 336, 338) bezüglich der Einspritzrichtung tangential verlaufen, wodurch dem hindurchtretenden Kraftstoffstrom ein Drehmoment erteilt wird (Fig. 14).
&. Kraftstoffeinspritz system nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen (34-2, 344-, 346-, 348) in unterschiedlichen Ebenen verlaufen und dem Kraftstoffstrom ein erhöhtes Drehmoment erteilen (Fig. 20, 21).
9· Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnungen (398, 400) bezüglich der Einspritzrichtung im Winkel verlaufen, wodurch dem Kraftstoffstrom ein nach aussen gerichtetes Drehmoment erteilt wird (Fig. 10).
10. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hohle

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kegelförmige Strahlverlauf an seiner Basis einen Winkel von 60 bis 80 einschliesst.
11. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche

2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (240) in zwei im Düsenmantel (48; 50) ausgebildete Einbauöffnung en (56,58) in. der V/eise eingesetzt ist, dass die Einlassöffnungen (250, 252) des Ventilgehäuses (240) mit dem Saramelraum (30; 32) in Verbindung stehen und sich die Dosieröffnung (352) ausserhalb des Sammelrauras (30; 32) erstreckt, und dass zwischen dem Ventilgehäuse (240) und dem Düsenmantel (48; 50) eine flüssigkeitsdichte Einrichtung (64, 68) angeordnet ist, die den Kraftstoff am Austreten aus dem Samraelraum (30; 32) hindert, wodurch das Kraftstoff einspritzventil leicht und schnell ersetzbar ist (Fig. 4, 7)-
12. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenmantel (48; 50) folgendes enthält: einen Einlasskanal (24) für Kraftstoff zur Aufnahme von Kraftstoff von einer Druckquelle und zur Weiterleitung des Kraftstoffs zum Sammelraum (30; 32) und zu einem Druckregler (37) > der mit der Druckquelle einen Rezirkulationsweg bildet zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Bewegung des Kraftstoffs vom Einlasskanal (24) durch den Sammelraum (30; 32) und aus einem Auslasskanal )38) heraus, wobei die Rezirkulation bewirkt, dass sich mitgenommener Dampf und Luftblasen zum Auslasskanal (38) bewegen, der bei Einbau des Kraftstoffeinspritz systems an der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs im oberen Teil des Sammelrauras (30; 32) mündet zur Verbesserung des Stroms aus mitgenommenem Dampf und Luftblasen zum Auslasskanal (38) (Fig. 4>.

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