DE4103918A1 - Mehrloch-einspritzdueseneinrichtung - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff
einspritzeinrichtung für einen Motor mit einer Vielzahl von
Zylindern von denen jeder mit einer Vielzahl von Einlaßöff
nungen versehen ist, insbesondere eine Mehrloch-Einspritz
düseneinrichtung mit einer Vielzahl von Kraftstoffein
spritzlöchern, um zerstäubten Kraftstoff individuell über
die Einlaßöffnungen jedes Zylinders einzuspritzen.
Eine derartige Mehrloch-Einspritzdüseneinrichtung ist bei
spielsweise durch die japanische Gebrauchsmusteroffenlegung
mit der Veröffentlichungsnummer 61-57 166 bekannt. Bei die
ser bekannten Einspritzdüseneinrichtung wird ein säulenför
miger Kraftstoffkanal, der mit einer Düse in Verbindung
steht, in zwei Einspritzlöcher verzweigt. Es ist weiter ein
Luftzufuhrkanal in einer Stellung stromaufwärts der beiden
Einspritzlöcher ausgebildet, um dem säulenförmigen Kraft
stoffkanal Unterstützungs- bzw. Hilfsluft zuzuführen. Bei
einem Betrieb des Motors mit niedriger Last wird einer der
beiden Einlaßöffnungen jedes Zylinders Einlaßluft zugeführt
und es wird der über die Düse in den Kraftstoffkanal einge
spritzte Kraftstoff durch die Hilfsluft ausgelenkt, die in
den Kraftstoffkanal eingeblasen wird, um der Einlaßöffnung,
der die Einlaßluft zugeführt wird, zugeführt zu werden.
Da jedoch die Hilfsluft so in den säulenförmigen Kraft
stoffkanal zugeführt wird, daß dort der Kraftstoff noch
nicht zerstäubt ist, ergibt sich keine effektive Kraft
stoffzerstäubung in den Kraftstoffeinspritzlöchern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrloch-
Einspritzdüseneinrichtung zu schaffen, bei der über die
Düse eingespritzter Kraftstoff in effizienter Weise zer
stäubt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Mehrloch-Ein
spritzdüseneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Aufbau strömt über die Düse
säulenförmig eingespritzter Kraftstoff durch den säulenför
migen Kraftstoffkanal, um in die Vielzahl von Zerstäubungs
löchern einzutreten. Zu diesem Zeitpunkt kollidiert der
säulenförmige Kraftstoff mit einer Innenwandfläche jedes
Zerstäubungsloches, um zerstäubt zu werden. Es wird weiter
hin über eine Vielzahl von Luftzufuhrkanälen Luft in die
zugeordneten Zerstäubungslöcher eingeblasen. Dies führt
dazu, daß der in den Zerstäubungslöchern zerstäubte Kraft
stoff weiter zerstäubt wird, wodurch die Zerstäubung des
Kraftstoffs in den Zerstäubungslöchern verbessert wird.
Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Mehrloch-Einspritzdüseneinrichtung sind in den Unteransprü
chen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Mehrloch-
Einspritzdüseneinrichtung ist mit weiteren Einzelheiten an
hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Zweiloch-Einspritzdüsenein
richtung,
Fig. 2 einen Längsschnitt eines wesentlichen Bereichs der
Zweifach-Einspritzdüseneinrichtung nach Fig. 1 in
vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 einen Längsschnitt eines Motorzylinders und eines
Einlaßkrümmers mit einer daran befestigten Zwei
loch-Einspritzdüseneinrichtung,
Fig. 4 einen horizontalen Schnitt des Motorzylinders und
des Einlaßkrümmers mit der Zweiloch-Einspritzdüsen
einrichtung gemäß Fig. 3, und
Fig. 5 ein Diagramm betreffend das Verhältnis zwischen ei
nem in Fig. 2 dargestellten Schnittwinkel R und ei
ner Partikelgröße des zerstäubten Kraftstoffs.
Das im folgenden beschriebene bevorzugte Ausführungsbei
spiel für eine erfindungsgemäße Mehrloch-Einspritzdüsenein
richtung betrifft eine Zweiloch-Einspritzdüseneinrichtung.
In den Fig. 3 und 4 ist ein Zylinder 50 einer Vielzahl
von Zylindern eines Kraftfahrzeugmotors E dargestellt. Je
der der Zylinder 50 hat zwei Einlaßöffnungen 52 und eine
Auslaßöffnung 54. An dem Motor E ist ein Einlaßkrümmer 56
so angeordnet, daß ein Einlaßkanal 59 mit den beiden Ein
laßöffnungen 52 in Verbindung steht. Eine Drosselklappe 58
ist in dem Einlaßkanal 59 drehbar so angeordnet, daß eine
Strömungsdurchgangsfläche in dem Einlaßkanal 59 veränderbar
ist. Zum Öffnen und Schließen jeder Einlaßöffnung 52 sind
in bekannter Weise Einlaßventile 53 angeordnet. Eine Zwei
loch-Einspritzdüseneinrichtung 10 ist an einer Wand des
Einlaßkrümmers 56 an einer Stelle stromabwärts der Drossel
klappe 58 angeordnet, um über die beiden Einlaßöffnungen 52
individuell Kraftstoff einzuspritzen.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, weist die Zwei
loch-Einspritzdüseneinrichtung 10 ein Gehäuse 11 auf, in
dem eine Magnet- bzw. Solenoidspule 12, ein hohler Kern 14
nd ein hohler Anker 24 koaxial zueinander angeordnet sind.
Wenn die Solenoidspule 12 erregt wird, dann bildet sich
entlang des Kerns bzw. Magnetkerns 14, des Ankers bzw. Ma
gnetankers 24 und eines Teils des Gehäuses 11 ein Magnet
fluß aus. Durch die dadurch erzeugte Magnetkraft wird der
Anker 24 mit einem, im folgenden beschriebenen, Hohlventil
26 gegen die Vorspannkraft einer Druckfeder 28, die in dem
Kern 14 und dem Anker 24 angeordnet ist, um einen vorgege
benen Hub nach oben bewegt.
In dem Gehäuse 11 ist ferner unterhalb des Ankers 24 ein
Hohlventilgehäuse 16 angeordnet. Das Ventilgehäuse 16 ist
koaxial zu dem Kern 14 und dem Anker 24 angeordnet. Wie aus
Fig. 2 ersichtlich, weist das Ventilgehäuse 16 an seinem
unteren Ende eine Düse 18 auf, durch die Kraftstoff säulen
förmig eingespritzt werden kann und einen Ventilsitz 17,
der sich in einwärtiger Richtung an die Düse 18 anschließt.
Das Hohlventil 26 ist in dem Gehäuse 16 verschiebbar ange
ordnet. Das obere Ende des Hohlventils 26 ist mit dem Anker
24 verbunden, so daß das Ventil 26 mit dem Anker 24 hin und
her bewegt werden kann. Eine Kugel 26a ist an dem unteren
Ende des Ventils 26 festgelegt. Die Kugel 26a wird norma
lerweise über die Druckfeder 28 vorgespannt, um gegen den
Ventilsitz 17 zu drücken und um damit die Düse 18 zu
schließen.
Ein Kraftstoffsieb bzw. -filter 22 ist an dessen oberen
Endabschnitt in dem Kern 14 angeordnet. Aus dem Kraftstoff
sieb 22 wird Kraftstoff über einen Kraftstoffkanal 20 in
dem Kern 14, den Anker 24, das Ventil 26 und das Ventilge
häuse 16 der Düse 18 zugeführt.
Durch Verstemmen ist ein Kraftstoffzerstäuber 30 an dem un
teren Endabschnitt des Ventilgehäuses 16 festgelegt. Der
Kraftstoffzerstäuber 30 ist mit einem Kraftstoffkanal 32
versehen, der mit der Düse 18 des Ventilgehäuses 16 in Ver
bindung steht, so daß säulenförmiger Kraftstoff säulenför
mig über die Düse 18 in den säulenförmigen Kraftstoffkanal
32 eingespritzt werden kann. Der Kraftstoffzerstäuber 30
ist einstückig mit einem Spaltkörper bzw. Teiler 34 verse
hen, der in einem Längsschnitt einen dreieckförmigen Quer
schnitt hat und der in einer Stellung stromabwärts des säu
lenförmigen Kraftstoffkanals 32 angeordnet ist. Demzufolge
wird der Kraftstoffkanal 32 an seinem stromabwärtigen Ende
durch den Teiler 34 in zwei Zerstäuberlöcher bzw. Zerstäu
bungslöcher 36 verzweigt. Die beiden Zerstäubungslöcher 36
sind durch eine untere Endfläche des Kraftstoffzerstäubers
30 geführt bzw. geöffnet und es ist jeweils ein Zerstäu
bungsloch 36 zu einem der beiden Einlaßöffnungen 52 des Zy
linders 50, wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, ge
richtet.
Der Kraftstoffzerstäuber 30 weist weiterhin zwei Luftzu
fuhrkanäle 38 auf. Es ist jeweils einer der Luftzu
fuhrkanäle 38 mit einem der beiden Zerstäubungslöcher 36
verbunden, um diesem Unterstützungs- bzw. Hilfsluft zuzu
führen. Jeder der Luftzufuhrkanäle 38 hat eine Einlaßöff
nung 38a, die an einer Außenumfangsfläche des Kraftstoff
zerstäubers 30 ausgebildet ist, und eine Auslaßöffnung 38b,
die an einer Wandfläche des jeweils zugeordneten Zerstäu
bungsloches 36 ausgebildet ist. Die Auslaßöffnung 38b jedes
Luftzufuhrkanals 38 ist in einer Lage stromabwärts eines
Verzweigungspunktes P des säulenförmigen Kraftstoffkanals
32 und damit in einer Lage stromabwärts eines stromaufwär
tigen Endes jedes Zerstäubungsloches 36, das durch den Tei
ler 34 gebildet wird, angeordnet. Ein Schnittwinkel R zwi
schen jeweils einem Zerstäubungsloch 36 und dem zugeordne
ten Luftzufuhrkanal 38 ist auf etwa 90° eingestellt (ver
gleiche Fig. 2).
Ein zylindrischer Luftadapter 40 ist so angeordnet, daß er
den Außenumfang des Kraftstoffzerstäubers 30 und an dessen
unterem Ende den Außenumfang des Gehäuses 11 umgibt. Dabei
sind für einen luftdichten Abschluß Dichtungen 44 und 42
gegenüber dem Luftzerstäuber 30 bzw. dem Gehäuse 11 ange
ordnet, so daß eine ringförmige, abgedichtete Luftkammer 46
zwischen Außenumfangsbereichen des Kraftstoffzerstäubers 30
und des Gehäuses 11 und dem Innenumfang des Luftadapters 40
gebildet wird. Die Luftkammer 46 ist mit der Einlaßöffnung
38a des Luftzufuhrkanals 38, der in dem Kraftstoffzerstäu
ber 30 ausgebildet ist, verbunden.
Für eine Zufuhr bzw. zum Induzieren von Luft in die Luft
kammer 46 ist ein Anschlußrohr 48 mit dem Luftadapter 40
verbunden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Anschlußrohr
48 an einem Ende mit einem Luftschlauch 60 verbunden. Das
andere Ende des Luftschlauchs 60 ist mit dem Einlaßkanal 59
an einer Stelle stromaufwärts der Drosselklappe 58 verbun
den. Demzufolge wird atmosphärische Luft in dem Einlaßkanal
59 stromaufwärts der Drosselklappe 58 durch den Luft
schlauch 60 über ein Einlaßkrümmervakuum induziert bzw. an
gesaugt, um über das Verbindungsrohr 48 in die Luftkammer
46 zu gelangen.
Während des Betriebs wird, wenn die Solenoidwicklung 12 er
regt wird, das Ventil 26 mit dem Anker 24 über eine Magnet
kraft nach oben bewegt, um die Düse 18 zu öffnen. Dement
sprechend wird der durch den Kraftstoffkanal 20 zugeführte
Kraftstoff säulenförmig über die Düse 18 in den säulenför
migen Kraftstoffkanal 32 eingespritzt. Der säulenförmige
Kraftstoff kollidiert dann mit den einander gegenüberlie
genden, geneigten Flächen 35 des Teilers 34, die gerade un
terhalb des Verzweigungspunktes P des säulenförmigen Kraft
stoffkanals 32 angeordnet sind. Dies führt dazu, daß der
säulenförmige Kraftstoff zerstäubt wird und in jeweils eine
der beiden Zerstäubungslöcher 36 eintritt. Zur gleichen
Zeit wird über das Einlaßkrümmervakuum in die Luftkammer 46
gelangende atmosphärische Luft durch die beiden Luftzu
fuhrkanäle 38 in die beiden Zerstäubungslöcher 36 geführt.
Damit wird in jedem der beiden Zerstäubungslöcher 36 zer
stäubter Kraftstoff weiter durch die Einwirkung der Luft
zerstäubt, die über die Auslaßöffnungen 38b der beiden
Luftzufuhrkanäle 38 eingeblasen wird. Dies führt dazu, daß
ausreichend zerstäubter Kraftstoff über die beiden Zerstäu
bungslöcher 36 den beiden Einlaßöffnungen 52 des Zylinders
50, wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, zugeführt wird.
Beim Überprüfen der Zerstäubung bzw. des Zerstäubungsgrades
des über die Düse 18 mit einem Volumenfluß bzw. einer Volu
menrate von 145 cc/s zugeführten Kraftstoffs konnte bestä
tigt werden, daß der Kraftstoff effizient zerstäubt wurde,
wenn der Neigungswinkel α (vergleiche Fig. 2) betreffend
jede der geneigten Flächen 35 des Teilers 34 auf etwa 10°
oder mehr eingestellt worden ist. Es konnte weiterhin be
stätigt werden, daß diese Kraftstoffzerstäubung durch die
Zufuhr von Hilfsluft über die Luftzufuhrkanäle 38 in die
Zerstäubungslöcher 36 unterstützt bzw. gefördert wurde.
Wenn weiterhin der Schnittwinkel R zwischen jedem Zerstäu
bungsloch 36 und dem zugeordneten Luftzufuhrkanal 38 auf
etwa 90° eingestellt wird, dann wird Hilfsluft in wirksamer
Weise aus jedem Luftzufuhrkanal 38 auf zerstäubten Kraft
stoff in jedem der Zerstäubungslöcher 36 geblasen, wodurch
die Kraftstoffzerstäubung unterstützt bzw. gefördert wird.
In Fig. 5 ist die Beziehung zwischen dem Schnittwinkel R
und der Partikelgröße (µ) des zerstäubten Kraftstoffs dar
gestellt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, nimmt die Partikel
größe des zerstäubten Kraftstoffs einen Minimalwert an,
wenn der Schnittwinkel R etwa 90° beträgt. Wenn weiterhin
ein Differential- bzw. Differenzdruck zwischen einem strom
aufwärts und einem stromabwärts der Drosselklappe 58 gele
genen Bereich etwa 500 mm Hg während eines Leerlaufs des
Motors beträgt, dann wird die Partikelgröße des zerstäubten
Kraftstoffs auf etwa 20 µ reduziert, wodurch der Kraft
stoffverbrauch während eines Leerlaufs des Motors wesent
lich verbessert wird.
Obwohl bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel atmosphäri
sche Luft aus dem Einlaßkanal 59 den Luftzuführdurchgängen
38 zugeführt wurde, kann auch Druckluft eines nicht darge
stellten Kompressors anstelle atmosphärischer Luft verwen
det werden. Es kann weiterhin die Anzahl der gemäß dem vor
liegenden Ausführungsbeispiel zwei Zerstäubungslöcher 36
auf drei oder mehr Zerstäubungslöcher vergrößert werden. In
diesem Fall wird die Anzahl der Luftzufuhrdurchgänge 38,
die mit den Zerstäubungslöchern 36 verbunden sind, in ent
sprechende Weise auf drei oder mehr vergrößert.
Es ist ersichtlich, daß zahlreiche konstruktive Modifika
tionen und Anpassungen betreffend die erfindungsgemäße
Mehrloch-Einspritzdüseneinrichtung durchführbar sind, die
innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegen.
Claims (5)
1. Merhloch-Einspritzdüseneinrichtung umfassend:
ein Ventilgehäuse (11) mit einer Düse (18) zum säu lenförmigen Einspritzen von Kraftstoff,
ein innerhalb des Ventilgehäuses (11) angeordnetes Ventil (26) zum Öffnen oder Schließen der Düse (18), und
einen mit dem vorderen Ende des Ventilgehäuses (11) verbundenen Kraftstoffzerstäuber (30), wobei der Kraft stoffzerstäuber (30) einen säulenförmigen Kraftstoffkanal (32) aufweist, der mit der Düse (18) verbunden ist, eine Vielzahl von Zerstäubungslöchern (36) die von dem säulen förmigen Kraftstoffkanal (32) verzweigt sind, und wobei eine Vielzahl von Luftzufuhrkanälen (38) vorgesehen ist, von denen jeweils einer mit einem Zerstäubungsloch (36) verbunden ist, um Luft in die Zerstäubungslöcher (36) zu blasen.
ein Ventilgehäuse (11) mit einer Düse (18) zum säu lenförmigen Einspritzen von Kraftstoff,
ein innerhalb des Ventilgehäuses (11) angeordnetes Ventil (26) zum Öffnen oder Schließen der Düse (18), und
einen mit dem vorderen Ende des Ventilgehäuses (11) verbundenen Kraftstoffzerstäuber (30), wobei der Kraft stoffzerstäuber (30) einen säulenförmigen Kraftstoffkanal (32) aufweist, der mit der Düse (18) verbunden ist, eine Vielzahl von Zerstäubungslöchern (36) die von dem säulen förmigen Kraftstoffkanal (32) verzweigt sind, und wobei eine Vielzahl von Luftzufuhrkanälen (38) vorgesehen ist, von denen jeweils einer mit einem Zerstäubungsloch (36) verbunden ist, um Luft in die Zerstäubungslöcher (36) zu blasen.
2. Einspritzdüseneinrichtung nach Anspruch 1, ge
kennzeichnet durch die Anordnung von zwei Zer
stäubungslöchern (36).
3. Einspritzdüseneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittwin
kel (R) zwischen jedem Luftzufuhrkanal (38) und dem zuge
ordneten Zerstäubungsloch (36) auf etwa 90° eingestellt
ist.
4. Einspritzdüseneinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 3, gekennzeichnet durch
einen Luftadapter (40), der den Kraftstoffzerstäuber
(30) so umgibt, daß dazwischen eine luftdichte Luftkammer
(46) gebildet wird, wobei die abgedichtete Luftkammer (46)
mit den Luftzufuhrkanälen (38) in Verbindung steht, und
ein Luftinduktionsrohr (48), um Luft aus einem Ein
laßkanal (59) oberhalb einer Drosselklappe (58) in die
Luftkammer (46) zu induzieren.
5. Einspritzdüseneinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kraftstoffzerstäuber (30) mit einem integral ausgebildeten
Teiler (34) versehen ist, durch den der säulenförmige
Kraftstoffkanal (32) in Zerstäubungslöcher (36) aufgeteilt
wird, wobei der Teiler (34) eine Vielzahl geneigter Flächen
aufweist mit denen der über die Düse (18) eingespritzte
säulenförmige Kraftstoff kollidiert, um zu Zerstäuben, wobei
jeder Luftzufuhrkanal (36) einen Luftauslaß (38b) aufweist,
der jeweils der dem entsprechenden Zerstäubungsloch (36)
zugehörigen geneigten Fläche gegenüberliegt.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14079/90U | 1990-02-15 | ||
JP1407890U JPH03106174U (de) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | |
JP1407990 | 1990-02-15 | ||
JP14078/90U | 1990-02-15 |
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