DE3808635A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum direkten einspritzen von kraftstoff in zylinder eines benzinmotors - Google Patents
Kraftstoffeinspritzvorrichtung zum direkten einspritzen von kraftstoff in zylinder eines benzinmotorsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Niederdruck-Kraft
stoffeinspritzvorrichtung zum direkten Einspritzen von
Kraftstoff in die Zylinder eines Verbrennungsmotors, ins
besondere eines Benzinmotors.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Nieder
druck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die vorzugsweise bei
einem Zweitaktmotor als Ersatz für den herkömmlichen Ver
gaser verwendbar ist, um die Nachteile einer hohen Abgas
belastung und eines hohen Kraftstoffverbrauchs des her
kömmlichen Zweitakt-Benzinmotors zu beseitigen.
Das Hauptproblem bei der Verursachung eines hohen Kraft
stoffverbrauchs und hoher Luftverschmutzung tritt während
des Absaugprozesses auf, wobei ein Teil des frisch in den
Zylinder angesaugten Gemisches zusammen mit dem Abgas
nach außen entweicht, das heißt der sogenannte Kurz
schluß von Kraftstoff; wobei der entweichende Teil übli
cherweise im Bereich von 25 bis 40% liegt. Um die vor
stehenden Probleme zu lösen, ist die Anwendung einer Zy
lindereinspritzung als Ersatz für einen herkömmlichen
Brennstoff und Luftvermischenden Vergaser ein wirksames
Verfahren, und der Drosselkörper wird nur dazu verwendet,
den eingehenden Luftdruck zu steuern, ohne den Kraftstoff
zu bemessen, so daß während des Absaugprozesses oder Spülhubs nur
reine Luft in den Zylinder eingesaugt wird. Nachdem der Absaug
prozeß beendet ist, spritzt die Einspritzvorrichtung für
die Verbrennung Brennstoff in den Zylinder. Durch dieses
Zylinder- Einspritzsystem kann der Nachteil des Kraftstoff-
Kurzschlusses beseitigt werden; bei den bekannten Einrich
tungen gibt es jedoch technische Schwierigkeiten, die zu
beseitigen sind.
Gemäß der herkömmlichen Einspritztechnik für Zweitaktdie
selmotoren ist die Einspritzdüse am Zylinderkopf vorge
sehen. Nach dem Ende des Absaugprozesses schließt der Kol
ben die Absaugöffnung und durch die Einspritzdüse wird
Dieselkraftstoff eingespritzt, um den Kraftstoff- Kurz
schluß zu verhindern. Um zu verhindern, daß der Kraftstoff
innerhalb der Einspritzdüse infolge der Wärmeübertragung
bedingt durch die hohe Temperatur des Zylinderkopfes,
verdampft wird, muß der Druck des Kraftstoffes extrem
angehoben sein, um höher als der "Reid-Dampfdruck" des
Kraftstoffes bei der im Zylinder herrschenden, höchsten Tem
peratur, zu sein. Ein solches System wird eine Hochdruck
einspritzung genannt, die Bauteile hoher Präzision, wie
beispielsweise eine Einspritzpumpe, Düsen, Rohrleitungen
etc. braucht. Daher ist eine derartige Einspritzung aus
Kostengründen bei einem Zweitakt- Benzinmotor niemals
kommerziell geworden.
Die bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die üblicher
weise bei einem Viertakt-Benzinmotor verwendet wird, ist
eine Niederdruckeinrichtung, bei der der Kraftstoffdruck
im Bereich vom 1 kg/cm2 bis 3 kg/cm2 liegt, wobei der
Kraftstoff in die Eingangsleitung oder das Drosselventil
eingespritzt wird, das heißt das sogenannte Zylinder
außenverfahren. Die Umgebungsbedingungen der vorstehend
beschriebenen Einspritzposition sind einfach. Für den
Fall, daß ein derartiges Niederdruck- Einspritzverfahren
in einem Zylinder verwendet wird, ist die Düse der Ein
spritzvorrichtung anfällig für eine Verschmutzung ihrer
Spitze, und der Kraftstoff innerhalb der Düse ist eben
falls anfällig für ein Verdampfen infolge der Wärmeüber
tragung vom Zylinder; was dazu führt, das die Düse ihre
Meßgenauigkeit nicht beibehalten kann, da ihre Spitze ver
schmutzt ist und der Kraftstoff in ihrem Inneren ver
dampft. Die Hauptfaktoren für die Düsenspitzenver
schmutzung liegen an dem Abgasstrom und der Carboni
sierung von restlichen Kraftstofftropfen nach dem Ein
spritzen und bei einem solch niedrigen Druck ist es
für den Kraftstoffstrom schwierig, den abgeschiedenen
Kohlenstoff zu entfernen. Ungeachtet der verwendeten
Bohrungsart oder der Nadelart des bekannten Injektors
bestimmt die Querschnittsfläche seiner Düse die Strö
mungsgeschwindigkeit des eingespritzten Kraftstoffes,
d. h. eine Düse mit Kohlenstoffabscheidungen würde die
gewünschte Kraftstoff- Strömungsgeschwindigkeit beein
flussen.
Darüber hinaus könnte die elektromagnetische Ventilan
ordnung im Injektor als Ergebnis der Langzeit-Ab
nutzungs-Rißbildung und der Materialermüdung (wie bei
spielsweise der Federteile) ihre üblichen dynamischen
Eigenschaften verlieren. Fast alle bekannten Benzin-Ein
spritzvorrichtungen haben einen feststehenden Aufbau und
immer, wenn ihre dynamischen Eigenschaften in Unordnung
sind, können sie nicht mehr repariert und korrigiert
werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraft
stoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, bei der die vor
stehenden Probleme, wie Dampfbildung im Düseninneren
infolge Überhitzung bei niedrigem Kraftstoffdruck, Ab
scheiden von Kohlenstoff an der Düse und Störung des
elektromagnetischen Ventils, gelöst sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine spezielle
Konstruktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und der
Einspritzposition der Einspritzvorrichtung am Zylinder
gelöst. Die vorliegende Erfindung wird insbesondere bei
einem Zweitakt- Benzinmotor verwendet, um Kraftstoff bei
niedrigem Druck von beispielsweise 3 kg/cm2 in den Zy
linder einzuspritzen, einen Druck, bei dem das vorstehend
Beschriebene Strömungseinspritzsystem arbeitet.
Das erste Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, eine
mit einem Hubmagnet betätigte Einspritzvorrichtung, die
an der Zylinderwand unterhalb des Zylinderkopfes (anstatt
am Zylinderkopf) befestigt ist, zu schaffen, damit der
zerstäubte Kraftstoff sich vor dem Zünden durch die Zünd
kerze mit der Luft im Zylinder vermischen kann. Die Ein
spritzvorrichtung hat eine elektromagnetische Anordnung,
deren Magnetkraft erzeugt wird, um eine Einspritzventil
anordnung so zu steuern, daß die Einspritzventilanordnung
bestehend aus einem Nadelventil und einem Ventilkörper,
öffnet und schließt, wobei das vordere Ende der Ventil
nadel ein runder Stift mit mehreren spiralförmigen Nuten
an seiner Umfangsfläche als Kraftstoffkanäle, ist. Die
Querschnittsfläche der Ausgangsöffnung an der Stirnseite
des Ventilkörpers ist größer als die Summe der Quer
schnittsflächen dieser Spiralnuten, so daß diese spiral
förmigen Kraftstoffkanäle, die zwischen der Innenfläche
des Ventilkörpers und diesen Nuten gebildet sind, nicht
nur dazu dienen, dem Kraftstoff einen Drall zu geben,
sondern auch dazu, die Kraftstoff-Strömungsge
schwindigkeit zu steuern.
Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es,
eine Einspritzvorrichtung zu schaffen, die an der Zylin
derwand eines Zweitakt- Benzinmotors befestigt ist, und
der Auslaßt dieser Einspritzvorrichtung oberhalb der Ab
saugöffnung, d. h. entgegengesetzt zur Absaugöffnung an
geordnet ist, wobei der Kraftstoff auf den Mittelpunkt des
Zylinderkopfes zu eingespritzt wird.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine
Einspritzventilanordnung, bei der der Winkel der vorderen
konischen Fläche der Ventilnadel etwas größer, und
zwar um 2 bis 4 Grad größer, als der innere Konussitz des
Ventilkörpers ist.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine
Einspritzvorrichtung, bei der das Verhältnis von Länge zu
Durchmesser des runden Stößels der Ventilnadel im Bereich
von 1 bis 1,5 liegt.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist
eine Einspritzvorrichtung, die mit einer Einstellein
richtung versehen ist. Der magnetische, rohrför
mige Stator ist in der Mitte einer magnetischen Schul
ter mittels Schrauben und zum Einstellen verschiebbar
befestigt, um den Spalt zwischen dem magnetischen, rohr
förmigen Stator und der Armatur einzustellen, und um auch
die Federbelastung zwischen dem federbelasteten Rohr und
der Armatur einzustellen.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird an
hand der folgenden Figuren im einzelnen beschrieben. Es
zeigt
Fig. 1 ein Niederdruck- Einspritzsystem, bei einem
Zweitakt- Benzinmotor gemäß der vorliegenden
Erfindung im Schnitt;
Fig. 2 die Einspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung im Schnitt;
Fig. 3 eine Einzelheit des Düsenkörpers und der Dü
sennadel der Einspritzdüsenanordnung an der
Vorderseite der Einspritzvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine deteilierte Ansicht des vorderen Endes
der Düsennadel gemäß der vorliegenden Erfin
dung;
Fig. 4A eine Draufsicht entlang der Linie A-A gemäß
Fig. 4;
Fig. 4B ein Schnitt entlang der Schnittlinie B-B in
Fig. 4.
Fig. 1 zeigt ein Einspritzsystem, zum Einspritzen vom
zerstäubten Kraftstoff unter niedrigem Kraftstoffdruck
direkt in einen Zweitakt- Benzinmotor, mit einer Ein
spritzvorrichtung E, einer Niederdruck- Kraftstoffpumpe
P und einem Druckregler A, wobei die Einspritzvorrichtung
E in der Zylinderwand C befestigt ist; die Ausgangsöff
nung N der Einspritzvorrichtung oberhalb der dritten Ab
saugöffnung S 3 gegenüber der Absaugöffnung K angeordnet
ist, und zum Zylinderkopf H einen geeigneten Abstand von
L aufweist. Der Grund für das Aufrechterhalten eines ge
eigneten Abstandes L zum Zylinderkopf H besteht darin,
daß die Einspritzvorrichtung E vom Bereich mit hoher Tem
peratur und hohem Druck unterhalb des Zylinderkopfes H
weit entfernt befestigt ist, um den Systemdruck abzusenken.
Bei dieser Montageposition mit einem geeigneten Abstand L
zum Zylinderkopf ist der "Reid-Dampfdruck" des Kraft
stoffes innerhalb der Einspritzvorrichtung bei Wärme
übertragung kleiner als der Systemkraftstoffdruck, d. h.
3 kg/cm2, wodurch eine volle Kraftstoffeinspritzung ohne
irgendwelche Dämpfe aufrecht erhalten wird. Die Einspritz
achse der Einspritzvorrichtung E ist auf dem Mittelpunkt
des Zylinderkopfes H gerichtet, d. h. dem Zündpunkt. Da
der Raum um die Zündkerze ein reicheres Gemisch hat, kann
die Grenze für das Kraftstoff/Luft- Verhältnis des Gemi
sches weiter um einige Grad verringert werden. Anders ge
sagt kann ein besseres Verbrennungsergebnis erzielt wer
den. Der Kraftstoffdruck ist durch die Pumpe P eingestellt
und wird über ein druckregulierendes Ventil A geregelt,
um den Druck auf einem vorgegebenen Stand von beispiels
weise 3 kg/cm2 zu halten. Der Kraftstoff wird mit einem
konstanten Druck in den oberen Teil T der Einspritzvor
richtung E eingeleitet. Die Motorsteuereinheit U kann
ein Impulssignal erzeugen, um das Einspritzen einer ge
wünschten Menge Kraftstoff in den Zylinder durch die Ein
spritzvorrichtung E zu steuern, die mit der Luft im Zy
linder vermischt wird, um dann gezündet zu werden. Insbe
sondere während dem Absaugprozeß wird nur frische Luft
durch die Absaugkanäle S 1, S 2, S 3 in den Zylinder ge
saugt; und sobald der Absaugprozeß beendet ist, wird der
Kraftstoff in dem Zylinder eingespritzt; anders gesagt
während diesem Absaugprozeß ist jede Frischluft, die ohne
Entweichen von Kraftstoff in die Absaugöffnung gelangt,
eine reine Luft, und kein unverbranntes Gemisch, wie dies
üblicherweise bei einem herkömmlichen Motor passiert, und
daher kann durch die vorliegende Erfindung der Verlust
bedingt durch den Kraftstoffkurzschluß verhindert werden.
Der eingespritzte Kraftstoff kann durch ein herkömmliches
Verfahren gesteuert werden, dessen detailiete Beschrei
bung hier weg gelassen wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Einspritzposition ist
die Umgebung der Einspritzdüse auf einer niedrigeren Tem
peratur und der Kraftstoff kann mit einem niedrigen Zu
führdruck eingespritzt werden, und an der Düse kann sich
etwas Kohlenstoff absetzen. Die Kohlenstoffabscheidung an
der Düsenspitze würde die Genauigkeit des Kraftstoffvolu
mens, welches durch eine herkömmliche Einspritzvorrichtung
eingespritz wird, aufs Spiel setzen. Bei der vorliegenden
Erfindung wird eine speziell konstruierte Einspritzdüse
verwendet, um den vorstehen beschriebenen Nachteil
der herkömmlichen Einspritzvorrichtung zu beseitigen, und
um die Einspritzbemessungsgenauigkeit aufrecht zu erhalten,
damit die Düse für eine vergleichsweise lange Zeitdauer
unter solchen Einspritzbedingungen verwendet werden kann.
Fig. 2 zeigt im Schnitt die Einspritzvorrichtung E gemäß
der vorliegenden Erfindung, die im wesentlichen besteht
aus einer elektromagnetischen Anordnung I, einer Ein
spritzdüsenanordnung II und einer Anordnung III zum Ein
stellen der Federkraft und des Ventilhubes. Die elektro
magnetische Einrichtung I besteht weiterhin aus einer
Wicklung 5, die um eine Spule 50 gewickelt ist, die Wick
lung 5 führt nach außen (nicht dargestellt), um einen An
schluß an die Leitung für das Steuersignal zu erzeugen.
Beide Enden der Spule 50 sind jeweils mit zwei Nuten 51
und 52 versehen, die zur Aufnahme von jeweils zwei O-för
migen Öldichtungen 510 und 520 dienen. Die Wicklung 5 ist
innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet, welches aus einem
weichmagnetischen Material als Teil des Magnetkreises
hergestellt ist. Das vordere Ende 41 des Gehäuses 4 ist
mit der Einspritzdüseneinrichtung II verbunden, während
das rückwärtige Ende des Gehäuses 4 mit einer Magnet
schulter 6 und der Einstelleinrichtung III für die Feder
kraft und den Ventilhub verbunden ist. In einem Raum 45
des Gehäuses 4 ist eine Armatur 3 angeordnet.
Die Magnetschulter 6 besteht ebenfalls aus einem weich
magnetischen Material, um einen Teil des Magnetkreises
zu bilden. Die Innenfläche 61 der Magnetschulter und die
Außenfläche 71 des magnetischen rohrförmigen Stators 7
sind miteinander drehbar verbunden. Der magnetische,
rohrförmige Stator 7 ist ein wesentlicher Teil im
Magnetkreis und besteht aus einem Material mit hoher
magnetischer Leitfähigkeit. Das äußere Ende des magneti
schen, rohrförmigen Stators 7 ist mit Gewindegängen 72
versehen, die mit dem Innengewinde 62 der Magnetschulter
6 zusammenwirken.
Wenn zwischen dem magnetischen, rohrförmigen Stator 7 und
der Magnetschulter 6 eine relative Drehbewegung erfolgt,
wird der Spalt t zwischen dem inneren Ende des magneti
schen rohrförmigen Stators 7 und der Armatur 3, mit der
die Ventilnadel 2 befestigt ist, geändert; wobei der
Spalt t den Bewegungsabstand bestimmt, mit dem die Ven
tilnadel 2 durch die Armatur 3 angezogen werden kann,
d. h. den Hub der Ventilnadel 2 bestimmt. Der Hub kann
durch Festlegen der Magnetschulter 6 und des magnetischen,
rohrförmigen Stators 7 mittels einer Mutter 8 festgelegt
werden. Das innere Ende 73 des magnetischen rohrförmigen
Stators 7 ist durch Kleben oder Platinieren mit einer
Schicht 73 a aus nichtmagnetischem Material versehen, um
zwischen der Armatur 3 und dem magnetischen, rohrförmigen
Stators 7 einen nichtmagnetischen Spalt zu bilden, wenn
das Ventil offen ist und die Armatur 3 das innere Ende 73
erreicht, um ein schnelles Trennen der Armatur 3 vom
Stator 7 bei Unterbrechen des Speisestroms zu erleichtern.
Die Außenfläche 91 des Federeinstellrohres 9 an der Innen
seite 74 des magnetischen, rohrförmigen Stators 7 wirkt mit
der "Gewindeteile" 75 und 92 zusammen, um die relative Dreh
bewegung des Stators 7 und des Rohres 9 zum Einstellen der
Druckkraft der Feder SP zwischen dem inneren Ende 93 des
Rohres 9 und der Armatur 3 zu erleichtern, wodurch die
dynamischen Reaktionseigenschaften der Armatur 3 einge
stellt werden können. Nachdem die Federkraft festgelegt
worden ist, kann die Position des Federeinstellrohres 9
festgelegt werden, indem die Aussparung 76 am magnetischen
rohrförmigen Stators 7 verformt wird.
Die Einspritzdüseneinrichtung II hat einen Ventilkörper 1
und eine Ventilnadel 2. Der Ventilkörper 1 und das Gehäuse
4 sind fest miteinander verbunden und mittels einer Nut 10
und einer Öldichtung 100 gegeneinander abgedichtet. In der
Mitte des Ventilkörpers 1 ist eine Bohrung zur verschieb
baren Aufnahme der Ventilnadel 2 vorgesehen. Das innere
Ende der Ventilnadel 2 und die Armatur 3 sind fest mitein
ander verbunden, haben jedoch zwischen sich einen Kraft
stoffkanal 23. Zwischen der Ventilnadel 2 und dem Ventil
körper 1 befinden sich ebenfalls Kraftstoffkanäle 24, 25
und 26 und spiralfärmige Kraftstoffkanäle 27. Die Einzel
heiten dieser Kanäle und die Düsenöffnung N werden im Fol
genden beschrieben. Wenn die Einspritzdüsenanordnung durch
Anziehen der Ventilnadel 2 und der Armatur 3 durch den
Stator 7 geöffnet wird, stömt Kraftstoff durch das obere
Ende T der Einspritzvorrichtung E, das die federjustieren
de Rohr 9, den Zwischenraum in der Feder SP und die vor
stehend genannten Kraftstoffkanäle und wird an der Düsen
öffnung N eingespritzt und zerstäubt.
Fig. 3 zeigt im einzelnen den Ventilkörper 1 und die Ven
tilnadel 2; in der Mitte des Ventilkörpers 1 ist ein
Durchlaß 11, in dem die Ventilnadel 2 verschiebbar ange
ordnet ist. Im vorderen Ende der Öffnung 11 ist ein ko
nischer Sitz 12 mit einem Winkel R hinter der Düsenöffnung
N vorgesehen. Der Kontaktteil zwischen dem konischen Sitz
12 und der konischen Fläche 22 der Ventilnadel 2 bildet
die Dichtung 28; anders gesagt es wird Kraftstoff dann
eingespritzt, wenn die Ventilnadel 2 vom konischen Sitz 12
wegbewegt wird.
Die bei jedem Zyklus eingespritzte Kraftstoffmenge hängt
von der Kraftstoffströmungsgeschwindigkeit (pro Sekunde
eingespritztes Kraftstoffvolumen) aus der Ausgangsöffnung
ab, so daß die Kraftstoffströmungsgeschwindigkeit, die
durch den Querschnitt der die Kraftstoffströmung einschnü
renden Kanäle bestimmt wird, und für eine lange Betriebs
zeit konstant gehalten werden muß. Ungeachtet der vorste
hend beschriebenen herkömmlichen Kraftstoffeinspritzvor
richtung, bei der die Kraftstoffströmungsgeschwindigkeit
durch die Ausgangsöffnung gesteuert wird, wird die
Kraftstoff- Strömungsgeschwindigkeit der Einspritzdüsen
einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durch die
Gesmatquerschnittsfläche der spiralförmigen Nuten der
Kraftstoffkanäle 27 bestimmt, d. h. anders gesagt die
Querschnittsfläche der Ausgangsöffnung N ist sehr viel
größer als diese Spiralförmigen Nuten, beispielsweise
größer als das Zweifache derselben. Da die spiralförmi
gen Nuten hinter der Dichtung 28 liegen und frei von Ver
schmutzungen sind, kann die Einspritzdüse ihre Meßge
nauigkeit für eine lange Zeitdauer selbst dann aufrecht
erhalten, wenn die Ausgangsöffnung der Düsenspitze mög
licherweise verschmutzt ist.
Wie aus den Fig. 4, 4A und 4B zu ersehen ist, ist das
vordere Ende der Ventilnadel 2 ein runder Stiftkeil 21,
der verschiebbar in der Öffnung 11 des Ventilkörpers 1 be
festigt ist, dessen Außenfläche mit mehreren spiralförmi
gen Kraftstoffkanälen 210 (in der Fig. 4A sind 6 Kanäle
dargestellt) versehen ist, die in gleichen Winkelabständen
τ (60 Grad gemäß Fig. 4A) angeordnet sind. Die spiralför
migen Kraftstoffkanäle 210 können mit irgendeiner Quer
schnittsform versehen sein (beispielsweise hat der in der
Fig. 4B gezeigete spiralförmige Kraftstoffkanal eine
dreieckige Querschnittsform mit einem Winkel von α und
einer Tiefe von a). Der spiralförmige Kraftstoffkanal 210
ist mit einem Neigungswinkel R hergestellt, so daß der
spiralförmig geführte Kraftstoff zur besseren Zerstäubung
einen Kraftstoffdrall erzeugt. Der Neigungswinkel R hängt
von dem erforderlichen Sprühwinkel des zerstäubten Kraft
stoffes ab. Das vordeste Ende des runden Stiftteils 21
bildet eine konische Fläche 22 mit einem Winkel R p Die
Beziehung zwischen der konischen Fläche 22 und im konischen
Sitz 12 ist so, daß der Winkel R v des konischen Sitzes 12
etwas kleiner, ungefähr 2 bis 4 Grad ist, als der Winkel
R p der konischen Fläche 22; in diesem Fall wurden bei Ver
suchen die besten Zerstäubungsergebnisse erhalten. Das gün
stigste Verhältniss l/t zwischen der Länge 1 und dem Durch
messer d des runden Stiftteiles 21 sollte im Bereich von 1
bis 1,5-fach liegen.
Die Vorteile der vorstehend beschriebenen Kraftstoff- Ein
spritzvorrichtung sind:
- 1. Die Beseitigung des Kraftstoffverlustes bei Verwendung in einem Zweitakt- Benzinmotor durch Absaugung von reiner Luft.
- 2. Die Erzeugung eines reicheren Gasgemisches im Bereich der Zündkerze, wodurch ein besseres Verbrennungsergebnis erzielt wird.
- 3. Die Verringerung der Kosten der gesamten Einrichtung durch spezielle Anordnung der Einspritzposition um ein Ein spritzen mit niedrigem Druck zu ermöglichen.
- 4. Durch eine Anordnung zum Einstellen des Ventilhubes und der Federkraft an der Einspritzvorrichtung kann die erforderliche Herstellgenauigkeit gesenkt werden, wo durch die Anforderungen an die Einstellung der dynamischen Eigenschaften nach langer Betriebsdauer zufriedenstellend gelöst sind.
Claims (5)
1. Niederdruck- Einspritzsystem zum direkten Einspritzen
von Kraftstoff in den Zylinder eines Verbrennungsmotors, ins
besondere Zweitaktbenzinmotors, gekennzeichnet
durch:
Eine Hubmagnet- betätigte Einspritzvorrichtung, eine elek trische Niederdruckpumpe und einen Druckregler zum Auf rechterhalten eines Kraftstoffdruckes bei einem festste henden Wert von beispielsweise 3kg/cm2; wobei die Ein spritzvorrichtung (E) in der Zylinderwand mit Abstand zum Zylinderkopf befestigt ist, um den zerstäubten Kraftstoff einzuspritzen, der mit der Luft im Zylinderinneren ver mischt wird, und besteht aus einer Wicklung (5), einer Arma tur (3), einer Ventilnadel (2) und einem Ventilkörper (1), wobei die Ventilnadel (2) einen runden Stiftteil (21) aufweist, der an seiner Außenfläche mit mehreren spiralförmigen Nuten (210) versehen ist, und der Querschnitt der Düsenöffnung N an der Vorderseite des Ventilkörpers größer als die Summe der Querschnitte aller spiralförmigen Nuten ist, so daß die spiralförmigen Nuten sowohl eine Drallströmung der Kraft stoffs erzeugen als auch die Strömungsrate der Kraftstoffs steuern.
Eine Hubmagnet- betätigte Einspritzvorrichtung, eine elek trische Niederdruckpumpe und einen Druckregler zum Auf rechterhalten eines Kraftstoffdruckes bei einem festste henden Wert von beispielsweise 3kg/cm2; wobei die Ein spritzvorrichtung (E) in der Zylinderwand mit Abstand zum Zylinderkopf befestigt ist, um den zerstäubten Kraftstoff einzuspritzen, der mit der Luft im Zylinderinneren ver mischt wird, und besteht aus einer Wicklung (5), einer Arma tur (3), einer Ventilnadel (2) und einem Ventilkörper (1), wobei die Ventilnadel (2) einen runden Stiftteil (21) aufweist, der an seiner Außenfläche mit mehreren spiralförmigen Nuten (210) versehen ist, und der Querschnitt der Düsenöffnung N an der Vorderseite des Ventilkörpers größer als die Summe der Querschnitte aller spiralförmigen Nuten ist, so daß die spiralförmigen Nuten sowohl eine Drallströmung der Kraft stoffs erzeugen als auch die Strömungsrate der Kraftstoffs steuern.
2. System nach Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einspritzvorrichtung (E) in der Zy
linderwand C so angeordnet ist, das die Einspritzdüse N di
rekt oberhalb der Absaugöffnung (S 3) und gegenüber der Ab
gasöffnung X liegt, und die Einspritzachse dieser Ein
spritzvorrichtung auf den Bereich um die Zündkerze ge
richtet ist.
3. System nach Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, daß im Inneren der Ausgangsdüse N des
Ventilkörpers (1) ein konischer Sitz (12) und am Ende der
Ventilnadel (2) eine konische Fläche (22) ausgebildet sind;
wobei der Winkel R v des konischen Sitzes (12) etwas
kleiner als der Winkel R p der konischen Fläche (22) ist,
und der Unterschied zwischen beiden Winkeln vorzugswei
se im Bereich von 2 bis 4 Grad liegt.
4. System nach Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, daß das Verhältnis von Länge (1) zur
Durchmesser d des runden Stiftteils (21) der Ventilnadel (2)
vorzugsweise im Bereich von 1 bis 1,5 liegt.
5. System nach Anspruch 1 dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einspritzvorrichtung E weiterhin auf
weist, eine Einstelleinrichtung III, bestehend aus einem
magnetischen, rohrförmigen Stator (7), der in der Mitte
einer Magnetschulter (6) befestigt ist, um mittels einer
Verschraubung den Spalt t (d. h. den Hub der Ventilnadel
(2) zwischen Armatur (3) und dem Ende des Stators (7) einzu
stellen; und einem Feder- Einstellrohr (9), das in dem Stator
(7) befestigt ist, um mittels einer Verschraubung den achsi
alen Spalt zwischen magnetischem, rohrförmigen Kern und
dem Einstellrohr einzustellen, und dadurch die Federkraft
einer Feder ST zwischen dem Einstellrohr (9) und der Armatur
(3) einzustellen.
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