DE4100086A1 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit stuetzluftzufuhr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine derartige Vor­ richtung, wie sie aus der DE-OS 25 42 620 bekannt ist, besitzt insofern Vorteile, als in dem Hohlraum infolge Umspülens der Kraftstoffaustrittsöffnung des Einspritzventils eine gute Zer­ stäubung des Kraftstoffs sowie eine Gemischbildung erzielt wird. Da das Einspritzventil nur noch eine reine Zumeßfunktion hat, kommt es auf die Qualität des von ihm abgespritzten Kraft­ stoffstrahls nicht an, so daß ein billiges Ventil Einsatz finden kann.

Infolge der an sich bekannten Eigenheiten einer Lavaldüse, insbesondere der mit Schallgeschwindigkeit erfolgenden Strömung in ihr, treten keine Rückwirkungen der Druckverhältnisse im Bereich der Gemischaustrittsöffnung auf den Bereich der Kraft­ stoffaustrittsöffnung des Einspritzventils auf, so daß dort stets praktisch derselbe Druck herrscht. Aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit findet in der Lavaldüse eine sehr gute Aufbereitung des Kraftstoff-Luft-Gemischs statt, so daß bei einer qualitätsgeregelten Brennkraftmaschine das Problem der Rußbildung erheblich verringert ist. Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer Lavaldüse besteht darin, daß die Kraftstoff­ einspritzung mit niedrigerem Druck erfolgen kann, so daß der Kraftstoffhochdruckkreislauf einfach ausgebildet sein kann.

Bei dem zitierten Stand der Technik ist die Kraftstoffeinspritz­ vorrichtung zur Deckung des Leerlauf- und Teillastbedarfs der Maschine innerhalb des Ansaugkanals angeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, die eine direkte Gemischzufuhr in einen Brennraum einer Hubkolben-Brennkraftmaschine ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht in einer Vorrich­ tung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.

Infolge der gewählten Lage der Einmündungsstelle ist auf einfache Weise ein Verkoken der Lavaldüse vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Brennraum nebst Kraftstoffeinspritzvorrichtung und deren Fig. 2 die hier interessierenden Druckverhältnisse zeigt.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so erkennt man bei 1 den Brenn­ raum einer Zwei- oder Viertakt-Brennkraftmaschine, der in üblicher Weise durch die Zylinderwand 2 (nebst nicht gezeichnetem Zylinder­ kopf) und den Hubkolben 3 begrenzt ist. Der Hubkolben kann zwischen OT und UT während des Arbeitsspiels dieser Kolben-Zylin­ der-Anordnung bewegt werden.

In eine Stelle des Brennraums 1, die vom Hubkolben 3 während der Hochdruck-Verbrennungsphase des Brennraums 1 abgedeckt ist, mündet bei 4 die allgemein mit 5 bezeichnete Kraftstoffein­ spritzvorrichtung ein. Sie enthält in dem Gehäuse 6 das Einspritz­ ventil 7 bekannter und daher nicht zu beschreibender Bauart, dessen zumindest eine Kraftstoffeinspritzöffnung aufweisende Düsenspitze 8 innerhalb des Gehäuses 6 in dem Hohlraum 9 liegt, und zwar im Strömungswege der bei 10 zugeführten, beispielsweise von einem Stützluftkompressor 11 gelieferten Stützluft. Dadurch erzeugt die Stützluft eine Strahlpumpenwirkung im Bereich der Düsenspitze 8.

Zwischen der Düsenspitze 8, d. h. der Kraftstoffaustrittsöffnung, einerseits und der Gemischaustrittsöffnung 12 der Vorrichtung 5 andererseits bildet der Hohlraum 9 die Lavaldüse 13, so daß sich das Gemisch mit Schallgeschwindigkeit bewegt. Eine charakte­ ristische Eigenschaft der Lavaldüse besteht darin, daß Druckver­ hältnisse auf ihrer Austrittsseite, also an der Gemischaustritts­ öffnung 12, keinen Einfluß auf die Druckverhältnisse auf ihrer Eintrittsseite, also im Bereich der Kraftstoffaustrittsöffnung der Düsenspitze 8, haben. Unabhängig von dem jeweiligen Druck im Brennraum 1 liegt also im Bereich der Düsenspitze 8 stets derselbe Druck vor. Er wird durch entsprechende Einstellung des Kompressors 11 so hoch gewählt, daß während der gewünschten Gemischeinspritzzeit in den Brennraum 1 der Stützdruck höher als der Druck im Druckraum 1 ist.

Diese Zusammenhänge zeigt Fig. 2, die den Verlauf des Zylinder­ drucks P über dem Kurbelwinkel ϕ als Kurve a wiedergibt. Mit b ist der Stützdruck bezeichnet; während der gesamten Einspritz­ phase e liegt er höher als der in diesem Bereich höchste Druck im Brennraum 1, also der Brennraumdruck am Ende der Einspritz­ phase e.

Wie auch Fig. 1 erkennen läßt, erübrigt sich bei der Erfindung der Aufwand eines zusätzlichen Rückschlagventils im Bereich der Gemischaustrittsöffnung 12.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Kraftstoff­ einspritzvorrichtung geschaffen, die hinsichtlich der Kraftstoff­ aufbereitung und des Aufwands optimiert ist.

Claims (1)

1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzventil, dessen zumindest eine Kraftstoffaustrittsöffnung in einem von Stützluft durchströmten Hohlraum eines Gehäuses liegt, der in Strömungsrichtung hinter der Kraftstoffaustrittsöffnung zumindest eine Gemischaustritts­ öffnung besitzt, und mit einer Lavaldüse zwischen Kraftstoff- und Gemischaustrittsöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Hubkolben-Brennkraftmaschine die Gemischaustrittsöffnung (12) direkt in einen Brennraum (1) an einer Stelle einmündet, die vom Kolben (3) während der Hochdruck-Verbrennungsphase im Brennraum (1) überdeckt ist.