DE4041921A1

DE4041921A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4041921A1
Application number: DE4041921A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Soma
Original assignee: Hitachi Automotive Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1991-07-04
Also published as: KR910012529A; JPH03202673A; JP2619088B2; KR100198473B1; US5156130A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine, insbesondere von der Art, bei der ein als Drallventil ausgebildetes Einspritzventil im Ansaugrohr stromaufwärts vom Einlaßventil angeordnet ist.

Kraftstoffeinspritzsysteme können in zwei Arten unterteilt werden: Bei der einen Art nimmt der vergaste Kraftstoff aus dem Einspritzventil die Form eines dünnen, stabförmigen Strahls an, der direkt auf das Einlaßventil auftritt. Bei der anderen Art divergiert der zerstäubte Kraftstoff aus dem Ein spritzventil konisch und wird so auf die Einlaßventile gerichtet. Gemäß den nichtgeprüften JP-Patentveröffentlichun gen 61-2 37 881 und 63-50 667 sowie den nichtgeprüften JP-GM- Veröffentlichungen 61-14 0174, 62-1 01 065 und 61-1 67 474 behan deln die konventionellen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen sämtlich die Art und Weise, wie der einzuspritzende Kraft stoff gerichtet ist, insbesondere die Art und Weise, wie die Einspritzung an den Einlaßventilen aufgeteilt und gerichtet wird. Beispielsweise in der nichtgeprüften JP-GM-Veröf fentlichung 61-1 67 474, die eine Einspritzvorrichtung vom erstgenannten Typ beschreibt, sind die Position, auf die die Einspritzung zu richten ist, und der eine gezielte Ein spritzung zulassende Bereich angegeben.

Bei der erstgenannten Art von Einspritzvorrichtung, bei der der zerstäubte Kraftstoff in Form eines dünnen, stabartigen Sprühnebels direkt auf das Einlaßventil auftrifft, wird die Vergasung jedoch nicht in zufriedenstellendem Maß erreicht, so daß der HC-Anteil im Abgas erhöht wird. Insbesondere beim Anlassen der Maschine bei niedrigen Temperaturen ist der Ver gasungseffekt durch die Auftreffwirkung wegen der herabge setzten Viskosität des Kraftstoffs verringert, so daß der Kraftstoff in den Brennraum der Maschine in Form einer Flüs sigkeitsschicht strömen kann, was in einer Verschlechterung des Anlaßverhaltens der Maschine resultiert. Bei der letztge nannten Art von Einspritzanordnung, bei der der vergaste Kraftstoffstrahl aus dem Einspritzventil konisch divergiert, wird dagegen die spezielle Konfiguration, die der vergaste Kraftstoff annehmen soll, nicht berücksichtigt, so daß der Kraftstoffstrahl auf die obere und untere Wand der Einlaßöff nungen unmittelbar vor den Einlaßventilen auftrifft, was zur Folge hat, daß die Maschine ein relativ schlechtes Anlaßver halten zeigt und der HC-Anteil im Abgas erhöht wird.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, bei der der vergaste Kraft stoff aus dem Einspritzventil nicht auf die obere und untere Wand der Einlaßöffnung auftreffen kann, wodurch verhindert wird, daß der in den Brennraum eingespritzte Kraftstoff eine Flüssigkeitsschicht bildet, und bei der der Verbrennungs- Wirkungsgrad gesteigert wird, so daß das Anlaßverhalten der Maschine aufgrund des herabgesetzten HC-Anteils im Abgas verbessert wird.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Kraftstoff einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gelöst, die umfaßt: ein im Einlaßkanal stromaufwärts von einem in einer Einlaßöffnung angeordneten Einlaßventil vorgesehenes Kraft stoffeinspritzventil vom Dralltyp, das eine Anpassungsein richtung zur Anpassung der Form des Kraftstoffstrahls, der mit Drall aus dem Einspritzventil eingespritzt wird, an die Konfiguration der Einlaßöffnung, gesehen aus der Position, in der das Einspritzventil angeordnet ist, aufweist.

Im Fall einer Maschine, bei der für jeden Zylinder ein Ein spritzventil vorgesehen ist, modifiziert die Anpassungsein richtung den Kraftstoffstrahl derart, daß ein an eine flache Konfiguration angepaßter Querschnitt erhalten wird. Um eine teilweise Steuerung der Richtung des aus einer einzigen Öff nung des Einspritzventils eingespritzten Kraftstoffs zu er möglichen, umfaßt die Anpassungseinrichtung bevorzugt einen Einspritzrichtungs-Steuerkanal, der durch zwei gegenüber liegende Wandabschnitte, die einander mit der Düsenöffnung dazwischen gegenüberliegen und voneinander einen Abstand aufweisen, der geringfügig größer als der Durchmesser der Düsenöffnung ist, und zwei abgerundete Wandabschnitte definiert ist, die übergangslos mit den beiden gegenüber liegenden Wandabschnitten verbunden und in bezug auf die Düsenöffnung symmetrisch angeordnet und davon gleichbeab standet sind.

Im Fall einer Maschine, bei der für jeden Zylinder zwei Ein laßventile vorgesehen sind, modifiziert die Anpassungsein richtung den Kraftstoffstrahl derart, daß sein Hauptstrahl in zwei Zweigstrahlen mit jeweils einem an eine flache Konfigu ration angepaßten Querschnitt unterteilt wird. Um eine teil weise Steuerung der Richtung des aus einer einzigen Düsenöff nung des Einspritzventils eingespritzten Kraftstoffs zu er reichen, hat die Anpassungseinrichtung bevorzugt einen Ein spritzrichtungs-Steuerkanal, der definiert ist durch zwei gegenüberliegende Wandabschnitte, die einander mit der Düsenöffnung dazwischen gegenüberstehen und voneinander einen Abstand haben, der geringfügig größer als der Durchmesser der Düsenöfffnung ist, ferner zwei bogenartige Wandabschnitte, die in bezug auf die Düsenöffnung symmetrisch angeordnet und davon gleichbeabstandet sind und relativ großen Durchmesser haben, und vier gekrümmte Wandabschnitte, die übergangslos mit den beiden gegenüberliegenden Wandabschnitten und den beiden bogenförmigen Wandabschnitten verbunden sind.

Angenommen, der Abstand zwischen den beiden gegenüberliegen den Wandabschnitten ist d und der Durchmesser der beiden bo genartigen Wandabschnitte ist D, so ist die Größe dieser Wandabschnitte so bestimmt, daß D/d nicht größer als 2 ist.

Der Einlaßkanal, der in Horizontalrichtung verläuft, führt dem Brennraum, der in Vertikalrichtung angeordnet ist, Ansaugluft schräg von oben durch die Einlaßöffnung zu. In folgedessen ist der Einlaßkanal unmittelbar vor dem Brennraum gekrümmt. Da das Einspritzventil im Einlaßkanal an einer stromaufwärts vom Einlaßventil befindlichen Stelle angeordnet ist, ist die Konfiguration der Einlaßöffnung, gesehen aus der Position, an der das Einspritzventil vorgesehen ist, nicht kreisrund. Daher kann eine Einrichtung zur Anpassung des durch das Einspritzventil eingespritzten Kraftstoffstrahls an die Konfiguration der Einlaßöffnung, gesehen aus der Posi tion, an der das Einspritzventil vorgesehen ist, angeordnet sein, und wenn für jeden Zylinder ein Einlaßventil vorgesehen ist, kann der Kraftstoff in solcher Weise eingespritzt wer den, daß der Kraftstoffstrahl eine Form mit ebenem Quer schnitt annimmt. Der Kraftstoff wird dann dem Brennraum zuge führt, ohne auf die obere und untere Wand der Einlaßöffnung aufzutreffen. Da der Kraftstoff nicht auf diese Wände trifft, bildet er an der Wandoberfläche keine Flüssigkeitsschicht und fließt nicht in den Brennraum. Es ergibt sich daher keine Er höhung des HC-Anteils im Abgas bzw. keine Verschlechterung des Anlaßverhaltens bei niedriger Temperatur.

Im Fall einer Maschine mit zwei Einlaßventilen für jeden Zylinder kann die Einspritzung so erfolgen, daß der Haupt strom des Kraftstoffstrahls in zwei Zweigstrahlen mit jeweils flachem Querschnitt aufgeteilt wird. Diese Anordnung trägt dazu bei, die auf die obere und untere Wand jeder Einlaßöff nung und die Trennwand zwischen den Einlaßöffnungen auftref fende Kraftstoffmenge zu verringern, wodurch eine Erhöhung des HC-Anteils im Abgas und eine Verschlechterung des An laßverhaltens bei niedriger Temperatur vermieden wird.

Der Kraftstoff wird durch die Düsenöffnung mit Drall einge spritzt und nach unten in Tangentialrichtung der Düsenöffnung gerichtet. Im Fall einer Maschine mit einem Einlaßventil für jeden Zylinder hat die Anpassungseinrichtung einen Ein spritzrichtungs-Steuerkanal, der durch zwei gegenüberstehende Wandabschnitte, die einander mit der Düsenöffnung dazwischen gegenüberstehen und voneinander um einen Betrag beabstandet sind, der geringfügig größer als der Durchmesser der Düsen öffnung ist, und zwei abgerundete Wandabschnitte gebildet, die mit den beiden gegenüberliegenden Wandabschnitten über gangslos verbunden sind. Durch diesen Aufbau wird ein Teil des durch die Düsenöffnung eingespritzten und nach tangential unten gerichteten Kraftstoffs gezwungen, im wesentlichen auf die beiden gegenüberliegenden Wandabschnitte aufzutreffen, um dadurch die Einspritzrichtung zu steuern. Dabei wird die Ein spritzrichtung des auf diese gegenüberstehenden Wandabschnit te auftreffenden Kraftstoffstrahls entlang diesen Wandab schnitten modifiziert. Infolgedessen hat der Kraftstoffstrahl nach Durchsetzen des Einspritzrichtungs-Steuerkanals einen flachen Querschnitt, z. B. elliptischen oder länglich-kreis förmigen Querschnitt.

Bei einer Maschine mit zwei Einlaßventilen für jeden Zylinder hat die Anpassungseinrichtung einen Einspritzrichtungs- Steuerkanal, der definiert ist durch zwei gegenüberstehende Wände, die voneinander einen Abstand haben, der geringfügig größer als der Durchmesser der Düsenöffnung ist, zwei bo genartige Wandabschnitte mit relativ großem Durchmesser und vier gekrümmte Wandabschnitte, die diese Wandabschnitte über gangslos miteinander verbinden. Durch diese Anordnung wird ein Teil des durch die Düse eingespritzten Kraftstoffs, der nach tangential unten gerichtet ist, veranlaßt, im wesentli chen auf die beiden gegenüberstehenden Wandabschnitte und die vier gekrümmten Wandabschnitte aufzutreffen, und wird ferner gezwungen, zum Teil auf die beiden bogenähnlichen Wandab schnitte aufzutreffen, so daß die Einspritzrichtung entlang diesen Wandabschnitten modifiziert ist. Infolgedessen hat der Kraftstoff nach dem Durchströmen des Einspritzrichtungs- Steuerkanals die Form von zwei Strahlströmen, die jeweils im wesentlichen flachen Querschnitt haben.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Aus führungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Einspritzventil, das in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Kraftstoffeinspritzvorrich tung mit diesem Einspritzventil;

Fig. 3 einen Schnitt durch den Einlaßkanal der Vorrichtung;

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt durch den wesentlichen Teil des Einspritzventils;

Fig. 5 eine Ansicht der Unterseite einer Düsenanpassungs einrichtung;

Fig. 6 ein Diagramm, das die Auswirkung des Einspritzrich tungs-Steuerkanals auf die Düsenanpassungseinrich tung zeigt;

Fig. 7 ein Diagramm, das den Querschnitt des vergasten Kraftstoffstahls zeigt, wenn er sich an einer Posi tion unter dem Einspritzrichtungs-Steuerkanal befindet;

Fig. 8 eine Modifikation der Düsenanpassungseinrichtung;

Fig. 9 einen Schnitt durch den Einlaßkanal einer Kraft stoffeinspritzvorrichtung gemäß einem weiteren Aus führungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 10 eine Ansicht der Unterseite der Düsenanpassungsein richtung, die in der Vorrichtung von Fig. 9 verwen det wird;

Fig. 11 ein Diagramm, das die Auswirkung des Einspritzrich tungs-Steuerkanals der Düsenanpassungseinrichtung von Fig. 10 zeigt;

Fig. 12 ein Diagramm, das den Querschnitt des vergasten Kraftstoffstroms zeigt, wenn er sich an einer Posi tion unter dem Einspritzrichtungs-Steuerkanal befindet; und

Fig. 13 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Konfi guration der Düsenanpassungseinrichtung und dem Ein spritzwinkel bei der Kraftstoffeinspritzvorrichtung von Fig. 9 zeigt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1-7 wird ein Ausführungs beispiel erläutert.

Gemäß den Fig. 2 und 3 umfaßt die Kraftstoffeinspritzvorrich tung ein elektromagnetisches Einspritzventil 1 vom Dralltyp. Dieses Einspritzventil 1 hat eine Einlaßleitung 20, die in Horizontalrichtung verläuft und an eine Maschine 21 ange schlossen ist. Die Einlaßleitung 20 ist vor einer Einlaß öffnung 23 abgewinkelt bzw. gekrümmt, die von einem Ein laßventil 22 geöffnet und geschlossen wird, und steht mit einem Brennraum 24 in Verbindung. Wie Fig. 2 zeigt, ist das Einspritzventil 1 in der Einlaßleitung 20 an einer Position an der Aufstromseite des Einlaßventils 22 angeordnet und ist zum Einlaßventil 22 gerichtet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nachstehend der Aufbau des Einspritzventils 1 beschrieben. Es umfaßt ein Gehäuse 2, das Bestandteil eines Magnetkreises ist, einen Kern 3, der eben falls Teil eines Magnetkreises ist, eine elektromagnetische Wicklung 5, die auf einen Spulenkörper 4 gewickelt ist, einen Tauchkolben 7, an dem ein Kugelventil 6 mechanisch befestigt ist, und eine Feder 8. An dem unteren Teil des Einspritzven tils 1 ist mechanisch eine Düse 9 befestigt, die einen Kraft stoffverwirbelungsmechanismus und einen Kraftstoffdosierme chanismus aufweist.

Um dem Kraftstoff eine Drallkraft zu verleihen, besteht der Kraftstoffverwirbelungsmechanismus der Düse 9 aus einem Drallkörper 10 mit vier Nuten, die in bezug auf seine Mit tenachse exzentrisch angeordnet sind. Der Kraftstoffdosier mechanismus der Düse 9 besteht aus einer Düsenöffnung 11 zur Zumessung der Einspritzmenge. Zwischen dem Drallkörper 10 und der Düsenöffnung 11 ist ein Ventilsitz 12 vorgesehen, und ein Gleitabschnitt für das Kugelventil 6 ist am Innenumfang des Drallkörpers 10 gebildet. Das Kugelventil 6 wird durch die Kraft der Feder 8, die über den Tauchkolben 7 aufgebracht wird, gegen den Ventilsitz 12 beaufschlagt. Der Drallkörper 10 kann beispielsweise entsprechend der nichtgeprüften JP-PS 1-1 59 460 ausgebildet sein, bei der die Düse 9 schwingend aus gebildet ist.

An der Ausnehmung an der Austrittsseite der Düsenöffnung 11 der Düse 9 ist mechanisch eine Düsenanpassungseinrichtung 13 befestigt, die die Form des vergasten Kraftstoffstrahls an die Konfiguration der Einlaßöffnung 23, gesehen aus der Posi tion, an der das Einspritzventil 1 befestigt ist, anpaßt. Diese Anpassungseinrichtung 13, die das wesentliche Merkmal dieses Ausführungsbeispiels bildet, hat allgemein die Form einer Scheibe und weist in ihrer Mitte einen Einspritzrich tungs-Steuerkanal 14 auf, der als längliche Öffnung ausge bildet ist, wie die Fig. 4 und 5 zeigen. Um die Richtung, in der der Kraftstoff durch die Düsenöffnung 11 eingespritzt wird, teilweise zu steuern, ist dieser Einspritzrichtungs- Steuerkanal definiert durch ein Paar von parallelen Wänden 15a und 15b, die einander mit der Düsenöffnung 11 zwischen sich gegenüberstehen und voneinander um einen Betrag beab standet sind, der geringfügig größer als der Durchmesser der Düsenöffnung 11 ist, sowie ein Paar von abgerundeten Wänden 16a und 16b, die übergangslos mit den Wänden 15a und 15b ver bunden und in bezug auf die Düsenöffnung 11 symmetrisch ange ordnet und davon gleichbeabstandet sind.

Es wird nun der Betrieb der so aufgebauten Kraftstoffein spritzvorrichtung erläutert.

Wenn eine Steuereinheit (nicht gezeigt) die elektromagneti sche Wicklung 5 des Einspritzventils 1 mit elektrischem Strom beaufschlagt, wird durch das Gehäuse 2, den Kern 3 und den Tauchkolben 7 ein Magnetkreis gebildet, der bewirkt, daß der Tauchkolben 7 an den Kern 3 angezogen wird, wodurch das Kugelventil 6 vom Ventilsitz 12 abgehoben wird. Kraftstoff wird in den Außenumfangsteil der elektromagnetischen Wicklung 5 des Einspritzventils 1 durch einen Kraftstoffeinlaß 18 und einen Kraftstoffilter 17, die in der Seitenwand des Gehäuses 2 vorgesehen sind, eingeleitet und strömt in den Drallkörper 10, in dem ihm eine Drall- bzw. Wirbelkraft erteilt wird. Dann strömt er durch den zwischen dem Kugelventil 6 und dem Ventilsitz 12 gebildeten Zwischenraum, wird dosiert und durch die Düsenöffnung 11 gespritzt. Der so durch die Düsenöffnung 11 eingespritzte Kraftstoff trifft zum Teil auf den Ein spritzrichtungs-Steuerkanal 14 der Düsenanpassungseinrichtung 13 auf, und dabei wird die Form des vergasten Kraftstoff stroms an die Konfiguration der Einlaßöffnung 23, gesehen aus der Position, an der das Einspritzventil 1 befestigt ist, angepaßt.

Wie oben beschrieben, verläuft die Einlaßleitung 20 in Hori zontalrichtung und ist an einer Stelle direkt vor der Ein laßöffnung 23 gekrümmt, so daß sie mit dem Brennraum 24 ver bunden ist; das heißt, daß die Konfiguration der Einlaßöff nung 23, gesehen aus der Position, in der das Einspritzventil angeordnet ist, etwas flach, d. h. länglich-kreisförmig oder elliptisch, ist. Wenn daher der Kraftstoffstrahl konisch di vergiert, wie das bei dem angegebenen konventionellen System der Fall ist, trifft er auf die oberen und unteren Wände 25 und 26 der Einlaßöffnung 23 auf und bildet eine Kraftstoff schicht, was in einem erhöhten HC-Gehalt im Abgas und einem schlechten Anlaßverhalten bei niedriger Temperatur resul tiert.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Form des aus dem Einspritzventil 1 eingespritzten Kraftstoffstrahls an die Konfiguration der Einlaßöffnung 23, gesehen aus der Posi tion, in der das Einspritzventil 1 angeordnet ist, durch den Einspritzrichtungs-Steuerkanal 14 der Anpassungseinrichtung 13 angepaßt. Dabei wird der Kraftstoffstrahl so modifiziert, daß sein Querschnitt an eine flache, länglich-kreisförmige Konfiguration angepaßt ist. Die Wirkungsweise dieses Ein spritzrichtungs-Steuerkanals 14 wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 erläutert.

Nachdem dem Kraftstoff durch den Drallkörper 10 an der Auf stromseite des Ventilsitzes 12 eine Drall- bzw. Wirbelkraft erteilt wurde, wird er durch das Vorderende der Düsenöffnung 11 eingespritzt und nach tangential unten gerichtet, wie Fig. 6 zeigt. Dabei treffen die in die Richtungen 27a und 27b eingespritzten Kraftstoffanteile jeweils auf die Seitenwände 15a und 15b, die voneinander um einen Betrag beabstandet sind, der etwas größer als der Durchmesser der Düsenöffnung 11 ist, und teilweise auf die beiden abgerundeten Wände 16a und 16b auf. Indem der Kraftstoff so gezwungen wird, auf diese Wände aufzutreffen, wird seine Einspritzrichtung ge steuert, und der Kraftstoff wird entlang den Seitenwänden 15a und 15b ausgespritzt, wobei seine Einspritzrichtungen ge steuert sind. Nachdem der Kraftstoff so ausgetreten ist, hat der Kraftstoffstrahl einen flachen, länglich-kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt, wie Fig. 7 zeigt. Die Konfigu ration und Größe dieses länglichen Querschnitts ist durch die Konfiguration und Größe der Wände 15a, 15b, 16a und 16b des Einspritzrichtungs-Steuerkanals 14 bestimmt. Durch geeignete Wahl dieser Faktoren können Konfiguration und Größe des Strahls beim Erreichen der Einlaßöffnung 23 an Konfiguration und Größe der Einlaßöffnung angepaßt werden.

Bei diesem Vorgang wird ein Teil des eingespritzten Kraft stoffs richtungsgesteuert, und daher geht ein Teil der Ein spritzenergie verloren, was bedeutet, daß die Vergasung des Kraftstoffs in gewissem Maß beeinträchtigt ist. Da jedoch die Höhe der Wände 15a, 15b, 16a und 16b sehr gering ist, tritt eine solche Beeinträchtigung nur in einem vernachlässigbarem Ausmaß auf. Da ferner der durch Verwirbeln erhaltene wohlver gaste Kraftstoffanteil erhalten bleibt, ist die Beeinträchti gung der Vergasung insgesamt vernachlässigbar.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann also dem Brennraum wohlvergaster Kraftstoff zugeführt werden, ohne daß er auf die obere und untere Wand 25 und 26 der Einlaßöffnung 23 auftreffen kann, wodurch der HC-Anteil im Abgas verringerbar ist und die Abgasentgiftung der Maschine verbessert wird. Außerdem kann der Maschine auch bei niedrigen Temperaturen vergaster Kraftstoff zugeführt werden, wodurch das Anlaßver halten der Maschine verbessert wird.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel hat zwar der Ein spritzrichtungs-Steuerkanal die Form einer länglichen Öff nung, er kann aber auch eine elliptische Offnung haben, was von der Konfiguration der Einlaßöffnung 23, gesehen aus der Position, in der das Einspritzventil befestigt ist, abhängt. Fig. 8 zeigt eine solche Modifikation. Dabei hat die Düsenan passungseinrichtung 13A einen Einspritzrichtungs-Steuerkanal 14A mit elliptischem Querschnitt. Dieser Kanal 14A steht mit der Düsenöffnung 11 im wesentlichen in der gleichen Beziehung wie der oben beschriebene Kanal 14 mit länglicher Öffnung mit der Düsenöffnung 11. Um die Richtung des durch die Düsenöff nung 11 eingespritzten Kraftstoffs teilweise zu steuern, ist dieser Einspritzrichtungs-Steuerkanal 14A definiert durch ein Paar von gegenüberstehenden Wandabschnitten 28a und 28b, die einander mit der Düsenöffnung 11 zwischen sich gegenüberste hen und voneinander um einen Betrag beabstandet sind, der et was größer als der Durchmesser der Öffnung 11 ist, und ein Paar von abgerundeten Wandabschnitten 29a und 29b, die über gangslos mit den Wänden 28a und 28b verbunden und symmetrisch in bezug auf die Düsenöffnung 11 angeordnet und davon gleich beabstandet sind. Diese Modifikation hat die gleiche Auswirkung wie das vorher beschriebene Ausführungsbeispiel.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 9-13 wird ein weiteres Aus führungsbeispiel beschrieben, bei dem auf eine Brennkraftma schine 30 mit zwei Einlaßventilen für jeden Zylinder Bezug genommen wird.

Nach Fig. 9 hat die Maschine zwei Einlaßöffnungen 32a und 32b, die von zwei Einlaßventilen 31a bzw. 31b geöffnet und geschlossen werden. Wie bei der Maschine von Fig. 2 verläuft der Einlaßkanal 33 dieser Maschine 30 in Horizontalrichtung und ist unmittelbar vor den beiden Einlaßöffnungen 32a und 32b abgewinkelt, um mit dem Brennraum in Verbindung zu gelan gen. Ein Einspritzventil 35 ist im Einlaßkanal 33 an einer Stelle an der Aufstromseite der Einlaßventile 31a und 31b vorgesehen und auf diese Einlaßventile gerichtet.

Das Einspritzventil 35 hat den gleichen Aufbau wie das Ein laßventil des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 mit Ausnahme der Düsenanpassungseinrichtung zur Modifikation der Form des Kraftstoffstrahls.

Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Anpassungseinrichtung 36, die an der Auslaßseite der Düsenöffnung 11 der Düse ange ordnet ist, einen Einspritzrichtungs-Steuerkanal 37 gemäß Fig. 10. Zur teilweisen Steuerung der Richtung des aus der Düsenöffnung 11 gespritzten Kraftstoffs ist der Steuerkanal 37 definiert durch ein Paar von gegenüberliegenden Wandab schnitten 38a und 38b, die einander mit der Düsenöffnung 11 zwischen sich gegenüberstehen und voneinander einen Abstand haben, der etwas größer als der Durchmesser der Düsenöffnung 11 ist, durch ein Paar von bogenförmigen Wandabschnitten 39a und 39b, die relativ großen Durchmesser haben und symmetrisch in bezug auf die Düsenöffnung 11 angeordnet und davon gleich beabstandet sind, und durch vier Wandabschnitte 40a, 40b, 40c und 40d, die die beiden gegenüberstehenden Wandabschnitte 38a und 38b und die beiden bogenförmigen Wandabschnitte 39a und 39b übergangslos miteinander verbinden.

Im Fall der Maschine 30, die für jeden Zylinder zwei Ein laßventile 31a und 31b aufweist, trifft der eingespritzte Kraftstoff nicht nur auf die obere und untere Wand der Ein laßöffnungen 32a und 32b, sondern auch auf eine Trennwand 34 auf, die die beiden Einlaßöffnungen 32a und 32b voneinander trennt. Daher weist eine Maschine dieser Art konventionell ein Zweiwege-Einspritzventil auf, das Kraftstoff in zwei Richtungen einspritzt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel modifiziert die Düsenanpas sungseinrichtung 36 mit dem Einspritzrichtungs-Steuerkanal 37 den durch eine einzige Düsenöffnung 11 eingespritzten Kraft stoffstrahl in solcher Weise, daß der Hauptstrom in zwei Zweigströme unterteilt wird, deren jeweilige Teilmengen an die Konfiguration der Einlaßöffnungen 32a und 32b, gesehen aus der Stellung, an der das Einspritzventil 35 befestigt ist, angepaßt sind. Dabei sind die jeweiligen Teilmengen der beiden Zweigströme des Kraftstoffstrahls an zwei längliche Kreise oder Ellipsen (Fig. 11 und 12) angepaßt. Der Kraft stoff wird mit Drall durch das Vorderende der Düsenöffnung 11 eingespritzt und nach tangential unten gerichtet, wie Fig. 11 zeigt. Dabei treffen die Kraftstoffmengen, die in die mit 41a und 41b bezeichneten Richtungen eingespritzt werden, im wesentlichen auf die gesamte Oberfläche der gegenüberstehen den Wandabschnittte 38a und 38b und die vier gekrümmten Wand abschnitte 40a-40d und teilweise auf die Oberfläche der bei den bogenförmigen Wandabschnitte 39a und 39b auf, wobei die Einspritzrichtung entlang diesen Wandabschnitten modifiziert wird. Infolgedessen hat der Kraftstoffstrahl nach Passieren des Einspritzrichtungs-Steuerkanals 37 im wesentlichen die Form von zwei Strahlströmen mit jeweils flachem Querschnitt (Fig. 12). Die Konfiguration dieser flachen Querschnitte ist durch die Konfiguration der Wandabschnitte 38a, 38b, 39a, 39b und 40a-40d bestimmt und ist insbesondere durch das Verhält nis des Durchmessers D der bogenförmigen Wandabschnitte 39a und 39b zu der Dimension des Abstands d zwischen den gegenüberstehenden Wandabschnitten 38a und 38b beeinflußt, die voneinander um einen Betrag entfernt sind, der etwas größer als der Durchmesser der Düsenöffnung 11 ist.

Fig. 13 zeigt die Beziehung zwischen dem Verhältnis D/d und den Einspritzwinkeln 8. In Fig. 13 ist der Winkel R_W der Ein spritzwinkel jedes der beiden Strahlströme des vergasten Kraftstoffs von Fig. 12, von oben gesehen, und der Winkel R_D ist der Einspritzwinkel dieser Strahlströme in Horizontal richtung gesehen. Der Winkel R_O ist der Einspritzwinkel der beiden Strahlströme des vergasten Kraftstoffs von Fig. 12 von oben gesehen. Wenn D/d ungefähr 2 ist, ist R_W = R_D, und wenn D/d < 2, dann ist R_W < R_D (Fig. 13). Infolgedessen kann die gewünschte flache Strahlkonfiguration von Fig. 12 durch Ein stellen des Verhältnisses D/d mit nicht mehr als 2 erhalten werden.

Die Richtung eines Teils des eingespritzten Kraftstoffs wird in diesem Fall ebenfalls gesteuert, so daß ein gewisser Ein spritzenergieverlust eintritt, der die Vergasung etwas beein trächtigt. Da jedoch der Beeinträchtigungsgrad so gering wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist und der durch Verwirbelung erhaltene wohlvergaste Kraftstoffanteil erhal tenbleibt, ist insgesamt die Verschlechterung der Vergasung vernachlässigbar.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann somit die auf die Trenn wand 34 zwischen den Einlaßöffnungen 32a und 32b auftreffende Kraftstoffmenge verringert werden, und gleichzeitig kann der Maschine vergaster Kraftstoff zugeführt werden, ohne daß er auf die oberen und unteren Wände der Einlaßöffnungen 32a und 32b auftreffen kann, so daß das Abgasverhalten der Maschine verbessert werden kann. Insbesondere kann dabei der HC-Gehalt im Abgas verringert werden. Da ferner vergaster Kraftstoff der Maschine auch bei niedriger Temperatur zuführbar ist, wird das Anlaßverhalten der Maschine verbessert.

Durch die Erfindung ist es also möglich, die auf die oberen und unteren Wände der Einlaßöffnungen auftreffende Kraft stoffmenge zu verringern und der Maschine wohlvergasten Kraftstoff zuzuführen, wodurch der HC-Anteil im Abgas ver ringert und das Anlaßverhalten der Maschine bei niedriger Temperatur verbessert wird.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Einspritzventil (1) vom Dralltyp in einem Ein laßkanal (20) aufstrom von einem in einer Einlaßöffnung (23) angeordneten Einlaßventil (22), dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (1) mit einer Anpassungseinrichtung (13) ausgebildet ist, die die Form des Kraftstoffstrahls, der aus dem Einspritzventil (1) mit Drall eingespritzt wird, an die Konfiguration der Einlaßöffnung (23), gesehen aus der Po sition, in der das Einspritzventil angeordnet ist, anpaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Einlaßventil je weils für einen Zylinder der Maschine vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungseinrichtung (13) den durch das Ein spritzventil (1) mit Drall eingespritzten Kraftstoffstrahl an eine flache Konfiguration anpaßt.

3. Vorrrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (1) eine einzige Einspritzdüsenöff nung (11) aufweist und daß zur teilweisen Steuerung der Rich tung des durch die Düsenöffnung (11) eingespritzten Kraft stoffs die Anpassungseinrichtung (13) im wesentlichen aus einem Einspritzrichtungs-Steuerkanal (14) besteht, der definiert ist durch zwei gegenüberliegende Wandabschnittte (15a, 15b), die einander mit der Düsenöffnung (11) dazwischen gegenüberstehen und einen Abstand voneinander haben, der ge ringfügig größer als der Durchmesser der Düsenöffnung (11) ist, und durch zwei abgerundete Wandabschnitte (16a, 16b), die mit den beiden gegenüberstehenden Wandabschnitten (15a, 15b) verbunden und in bezug auf die Düsenöffnung (11) sym metrisch angeordnet und davon gleichbeabstandet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine zwei Einlaßventile (31a, 31b) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungseinrichtung (36) den Kraftstoffstrahl, der aus dem Einspritzventil (35) mit Drall eingespritzt wird, so modifiziert, daß der Hauptstrom des Kraftstoffs in zwei Zweigströme unterteilt wird, die jeweils einen Querschnitt mit flacher Konfiguration haben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (35) eine einzige Einspritzdüse (11) hat und daß zur teilweisen Steuerung der Richtung des aus der Düsenöffnung eingespritzten Kraftstoffs die Anpassungsein richtung (36) im wesentlichen aus einem Einspritzrichtungs- Steuerkanal (37) besteht, der definiert ist durch zwei gegenüberstehende Wandabschnitte (38a, 38b), die einander mit der Düsenöfffnung (11) dazwischen gegenüberstehen und voneinander um einen Betrag beabstandet sind, der geringfügig größer als der Durchmesser der Düsenöffnung (11) ist, zwei bogenförmige Wandabschnitte (39a, 39b) mit relativ großem Durchmesser, die in bezug auf die Düsenöffnung (11) sym metrisch angeordnet und davon gleichbeabstandet sind, und vier gekrümmte Wandabschnitte (40a-40d), die die beiden gegenüberstehenden Wandabschnitte (38a, 38b) und die beiden bogenförmigen Wandabschnitte (39a, 39b) übergangslos miteinander verbinden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Wandabschnitte so bestimmt ist, daß, wenn der Abstand zwischen den beiden gegenüberstehenden Wandab schnittten (38a, 38b) mit d und der Durchmesser der beiden bogenförmigen Wandabschnitte (39a, 39b) mit D vorgegeben ist, der Wert von D/d nicht größer als 2 ist.

7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Einspritzventil vom Dralltyp in einem Einlaßkanal aufstrom von einem Einlaßventil, das in einer Einlaßöffnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil im Austrittsteil seiner Düsenöffnung eine Anpassungseinrichtung aufweist, die die Form des durch die Düsenöffnung mit Drall eingespritzten Kraftstoffstrahls an die Konfiguration der Einlaßöfffnung, gesehen aus der Po sition, an der das Einspritzventil angeordnet ist, anpaßt.