DE4108279A1 - Einspritzdueseneinrichtung mit einem unterstuetzungsluftkanal zum zerstaeuben von kraftstoff - Google Patents
Einspritzdueseneinrichtung mit einem unterstuetzungsluftkanal zum zerstaeuben von kraftstoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einspritzeinrichtung zum Einspritzen
zerstäubten Kraftstoffs bei einem Motor. Sie ist
insbesondere darauf gerichtet, daß die Zerstäubung von
Kraftstoff, der von einer derartigen Einrichtung bei einem
Motor einzuspritzen ist, verbessert wird.
In Fig. 18 ist der vordere Abschnitt einer Einspritzeinrichtung
nach dem nächstkommenden Stand der Technik dargestellt.
In eine mit 101 bezeichneten Gehäuse der Einspritzeinrichtung
ist ein Ventilgehäuse 102 fest angeordnet.
Das Ventilgehäuse 102 weist an dem vorderen Ende eine
Düse 103 zum Einspritzen von Kraftstoff und einen Ventilsitz
104 auf, der sich in einwärtiger Richtung an die Düse
103 anschließt. Ein Ventilkörper 105 ist in dem Ventilgehäuse
102 hin- und herbeweglich angeordnet. Ein sphärisches
Ventilglied 105a, das mit dem Ventilsitz 104 in Kontakt
kommen kann, ist mit dem vorderen Ende des Ventilkörpers
105 verbunden. Wenn der Ventilkörper 105, wie in Fig. 18
dargestellt, nach oben bewegt wird, dann ergibt sich ein
Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz 104 und dem Ventilglied
105a, durch den, zum Einspritzen von Kraftstoff über
die Düse 103, Kraftstoff durchtreten kann.
Ein zylindrischer Adapter 106 ist an einem vorderen Endabschnitt
des Ventilgehäuses 102 befestigt. Der Adapter 106
ist mit einem Zerstäubungsloch 107 versehen, das mit der
Düse 103 verbunden ist. Der Adapter 106 ist weiterhin mit
einer Vielzahl von Unterstützungsluftkanälen 108 versehen,
die sich durch eine Seitenwand des Adapters 106 erstrecken,
so daß in das Zerstäubungsloch 107 Unterstützungsluft zugeführt
werden kann, um über die Düse 103 in das Zerstäubungsloch
107 eingespritzten Kraftstoff zu zerstäuben.
Neben dem in Fig. 18 beispielhaft dargestellten sphärischen
Ventilglied 105a ist es beispielsweise auch bekannt, ein
zapfenartiges Ventilglied mit einer bereichsweise in die
Düse eingesetzten Nadel einzusetzen.
Bei der bekannten Einspritzeinrichtung mit dem sphärischen
Ventilglied oder dem zapfenförmigen Ventilglied verläuft
über die Düse 103 eingespritzter Kraftstoff nicht geradlinig
oder säulenförmig. Demzufolge ergibt sich keine konstante
Korrelation zwischen der Strömung des eingespritzten
Kraftstoffs und derjenigen der Unterstützungsluft, die mit
der Kraftstoffströmung kollidiert, und es wird deshalb die
Zerstäubungs- bzw. Sprühkontur des zerstäubten Kraftstoffs
unstabil.
Dies führt dazu, daß zerstäubter Kraftstoff teilweise an
einer Innenwand des Adapters 106 niederschlägt, und daß der
niedergeschlagene Kraftstoff weiter Kraftstofftropfen 109
bildend koaguliert. Die Zufuhr derartiger Tropfen 109 in
den Verbrennungsraum eines Motors führt zu einem instabilen
Luft-Kraftverhältnis für die dem Motor zuzuführende Kraftstoffmischung,
was zur Folge hat, daß sich Schwankungen für
die Motordrehzahl ergeben.
Da weiterhin die Sprühkontur des zerstäubten Kraftstoffs
unstabil ist, kann sich über das Zerstäubungsloch 107 eingespritzter,
zerstäubter Kraftstoff an einer Innenwand eines
Saugrohres niederschlagen, an dem die Einspritzeinrichtung
befestigt ist. Dies führt gleichfalls zu Schwankungen
betreffend das Luft-Kraftstoffverhältnis.
Da weiterhin die Korrelation bzw. das Verhältnis zwischen
der Strömung des eingespritzten Kraftstoffs und der Unterstützungsluft
nicht konstant ist, wird die sich durch die
Unterstützungsluft ergebende Zerstäubung des eingespritzten
Kraftstoffs ungleichmäßig, was zu einer Variation hinsichtlich
einer Partikelgröße des zerstäubten Kraftstoffes
führt. Demzufolge wird der Wirkungsgrad für die Verbrennung
des zerstäubten Kraftstoffes in dem Motor herabgesetzt.
Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
so weiterzubilden, daß über die Düse
im wesentlichen gut geradlinig bzw. säulenförmig verlaufender
Kraftstoff eingespritzt wird.
Der Erfindung liegt als weitere Aufgabe zugrunde, eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu schaffen, mit der über
die Düse säulenförmig eingespritzter Kraftstoff gleichmäßig
zerstäubt werden kann. Erfindungsgemäß wird dabei Unterstützungsluft
gegen den gut geradlinig ausgerichteten, säulenförmigen
Kraftstoff geblasen.
Als weitere Aufgabe soll eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung
geschaffen werden, mit der die Sprühkontur von über
das Zerstäubungsloch eingespritzten Kraftstoff stabilisiert
wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß
durch eine Einspritzeinrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß sind danach der Ventilabschnitt und der
Ventilsitz so ausgebildet, daß sie eine konische Form aufweisen.
Der nach einem Zurückziehen des Ventilabschnittes
von dem Ventilsitz dazwischen ausgebildete Zwischenraum ist
demzufolge als im wesentlichen gleichförmiger Raum über im
wesentlichen die gesamte Länge der einander gegenüberliegenden
Flächen entlang der Strömung des durch den Zwischenraum
strömenden Kraftstoffs ausgebildet. Dies führt dazu,
daß durch den Zwischenraum strömender Kraftstoff einen gut
ausgerichteten, geradlinigen Verlauf hat, und daß über die
Düse eingespritzter säulenförmiger Kraftstoff gleichfalls
einen geradlinigen Verlauf hat.
Da weiterhin über den Unterstützungsluftkanal in das Zerstäubungsloch
eingeblasene Unterstützungsluft gegen, wie
oben angesprochen, ausgerichteten bzw. geradlinig verlaufenden
säulenförmigen Kraftstoff geblasen wird, kann die
Korrelation zwischen der Strömung des säulenförmigen Kraftstoffs
und der Unterstützungsluft stabilisiert werden, so
daß der säulenförmige Kraftstoff gleichmäßig zerstäubt
wird. Da weiterhin die Zerstäubungskontur des zerstäubten
Kraftstoffs gleichfalls stabilisiert wird, kann in effizienter
Weise der sich an den Innenwänden des Adapters und
des Saugrohres niederschlagende zerstäubte Kraftstoff reduziert
werden.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeirichtung
werden mit Modifikationen anhand der
Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt der Einbauanordnung einer
erfindungsgemäßen Einspritzeinrichtung an einem Motor,
Fig. 2 einen wesentlichen Teil nach Fig. 1 in vergrößerter
Darstellung,
Fig. 3 einen wesentlichen Teil eines Ventilabschnittes und
eines Ventilsitzes der Einspritzeinrichtung nach
Fig. 2 in weiter vergrößerter Darstellung,
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines vorderen Abschnittes
der Einspritzeinrichtung für eine Erläuterung
des ausgerichteten Zustandes des über eine
Düse eingespritzten säulenförmigen Kraftstoffs unter
der Annahme, daß keine Unterstützungsluft über
einen Unterstützungsluftkanal zugeführt wird,
Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Ansicht eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels für einen Adapter,
Fig. 6 eine Fig. 4 entsprechende Ansicht mit säulenförmig
geradlinig verlaufenden Kraftstoff, der durch Unterstützungsluft
zerstäubt ist,
Fig. 7 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht eines zweiten bevorzugten
Ausführungsbeispiels für den Adapter,
Fig. 8 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht eines dritten bevorzugten
Ausführungsbeispiels des Adapters,
Fig. 9 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht eines vierten bevorzugten
Ausführungsbeispiels des Adapters,
Fig. 10 eine Fig. 9 entsprechende Ansicht eines fünften bevorzugten
Ausführungsbeispiels des Adapters,
Fig. 11 eine Fig. 9 entsprechende Ansicht, in der die Beziehung
zwischen einer Lageanordnung des Unterstützungsluftkanals
und einem Sprühwinkel des zerstäubten
Kraftstoffs dargestellt ist,
Fig. 12 einen Kurvenverlauf, in dem das Verhältnis nach
Fig. 11 quantitativ dargestellt ist,
Fig. 13 eine vergrößerte Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
für eine Auslaßöffnung eines Zerstäubungsloches,
Fig. 14 eine Fig. 13 entsprechende Ansicht für ein weiteres
bevorzugtes Ausführungsbeispiel,
Fig. 15 eine Horizontalschnitt des Adapters, in dem eine
versetzte Anordnung der Unterstützungsluftkanäle in
bezug auf den durch die Düse strömenden säulenförmigen
Kraftstoff dargestellt hat,
Fig. 16 einen Kurvenverlauf betreffend das Verhältnis zwischen
einer Versetzungsgröße der in Fig. 5 dargestellten
Unterstützungsluftkanäle und einer Partikelgröße
des zerstäubten Kraftstoffs,
Fig. 17 eine Fig. 6 entsprechende Ansicht für ein weiteres
bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit einer Heizeinrichtung
zum Erwärmen der Unterstützungsluft, und
Fig. 18 einen vertikalen Schnitt eines vorderen Abschnitts
einer bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung.
Ein in Fig. 1 unvollständig dargestellter Motor 1 weist
eine Vielzahl von Zylindern auf, von denen jeder eine Einlaßöffnung
I hat. Ein Rohrkrümmer M ist an dem Motor 1 derart
befestigt, daß jeweils ein Verzweigungsrohr des Rohrkrümmers
M mit einem Zylinder des Motors 1 verbunden ist.
An jedem der Verzweigungsrohre des Rohrkrümmers M ist eine
Einspritzeinrichtung 5 befestigt. Die Einspritzeinrichtung
5 ist zu der Einlaßöffnung I jedes Zylinders hin gerichtet.
Ein Kraftstoffversorgungsrohr 3 ist mit einem hinteren Ende
der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 verbunden, so daß unter
Druck stehender Kraftstoff in die Kraftstoffeinspritzeinrichtung
5 gelangt.
Ein Saugrohr 4 ist mit einem stromaufwärtigen Ende des Einlaßrohrkrümmers
M verbunden. Eine Drosselklappe T ist, zum
Steuern einer dem Motor 1 zugeführten Menge an Saugluft, in
dem Saugrohr 4 vorgesehen. Ein Unterstützungsluftinduktionskanal
20 ist nach Art eines Bypasses von dem Saugrohr
4 an einer Stelle stromaufwärts der Drosselklappe T abgezweigt
und mit einem vorderen Endabschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
5 verbunden, die im folgenden detaillierter
beschrieben wird.
Wie in Fig. 2 dargestellt, die einen vergrößerten Ausschnitt
in der Anbauanordnung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung
5 nach Fig. 1 zeigt, umfaßt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung
5 ein Gehäuse 5a, ein in einem vorderen
Abschnitt des Gehäuses 5a festgelegtes Ventilgehäuse 9 und
einen Ventilkörper 8, der in dem Ventilgehäuse 9 hin- und
herbewegbar angeordnet ist. Das Ventilgehäuse 9 ist an dem
vorderen Ende mit einer Düse 10 zum Einspritzen säulenförmigen
Kraftstoffs versehen. Der Ventilkörper 8 wird über
eine in dem Gehäuse 5a angeordnete Druckfeder 6 so vorgespannt,
daß das Ventil 10 normalerweise durch den Ventilkörper
8 geschlossen ist. Eine Solenoidwicklung 7 ist um
die Druckfeder 6 in dem Gehäuse 5a vorgesehen, so daß, wenn
die Solenoidwicklung 7 erregt wird, der Ventilkörper 8 aufgrund
der durch die Solenoidwicklung 7 erzeugten Magnetkraft
nach oben bewegt wird, wodurch Kraftstoff über die
Düse 10 eingespritzt wird.
Ein zylindrischer Adapter 12 ist an dem vorderen Endabschnitt
des Ventilgehäuses 9 festgelegt. Der Adapter 12 ist
in axialer Richtung mit einem zylindrischen Zerstäubungsloch
13 versehen, das mit dessen oberen Ende mit der Düse
10 verbunden ist und dessen unteres Ende in ein Verzweigungsrohr
des Einlaßrohrkrümmers M mündet. Der Adapter 12
weist weiter eine Vielzahl zylindrischer Unterstützungsluftkanäle
14 auf, die sich durch dessen Seitenwand erstrecken.
Jeder der Unterstützungsluftkanäle 14 ist so ausgerichtet,
daß eine Verlängerung seiner Mittellinie eine
Verlängerung der Mittellinie der Düse 10 unter einem rechten
Winkel schneidet.
Die Einspritzeinrichtung 5 ist in ein Befestigungsloch H
eingesetzt, das jeweils durch eine Wand eines Verzweigungsrohres
des Einlaßrohrkrümmers M verlaufend ausgebildet ist.
Jede der Einspritzeinrichtungen 5 ist über ein oberes und
ein unteres Dichtungselement 30, 32 an dem zugeordneten
Verzweigungsrohr festgelegt. Eine abgedichtete Luftkammer S
ist zwischen einer Innenfläche des Befestigungsloches H und
Außenflächen des Gehäuses 5a und des Adapters 12 gebildet.
Die abgedichtete Luftkammer S steht mit den Unterstützungsluftkanälen
14 in Verbindung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird Unterstützungsluft (atmosphärische
Luft) von dem Saugrohr 4 von einer Stelle stromaufwärts
der Drosselklappe T durch den Luftinduktionskanal
20 in die abgedichtete Luftkammer S induziert. Die Unterstützungsluft
gelangt dann aus der abgedichteten Luftkammer
S über die Unterstützungsluftkanäle 14 in das Zerstäubungsloch
13 des Adapters 12.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, das eine vergrößerte Ansicht in
dem Zustand darstellt, in dem der Ventilkörper 8 nach oben
zum Öffnen der Düse 10 bewegt worden ist, ist ein konischer
Ventilabschnitt 8a an dem vorderen bzw. unteren Ende des
Ventilkörpers 8 ausgebildet. Ein konischer Ventilsitz 11
ist so ausgebildet, daß er sich in einwärtiger Richtung
kurvenförmig bzw. gekrümmt verlaufend an die Düse 10 anschließt,
und er ist für einen Kontakt mit dem Ventilabschnitt
8a vorgesehen.
Der konische Ventilabschnitt 8a hat einen Scheitel- bzw.
Spitzenwinkel R₀ und der konische Ventilsitz 11 hat einen
gedachten Scheitelwinkel R₁, der im wesentlichen dem Spitzenwinkel
R₀ des konischen Ventilabschnittes 8a gleicht
(genaugenommen ist der Spitzenwinkel R₀ geringfügig größer
als der Spitzenwinkel R₁). In dem in Fig. 3 dargestellten
Öffnungszustand des Ventilkörpers 8 wird ein Spalt bzw.
Zwischenraum G zwischen dem Ventilabschnitt 8a und dem Ventilsitz
11 gebildet, durch den Kraftstoff strömen kann. Da
die Spitzenwinkel R₀ des Ventilabschnittes 8a und R₁ des
Ventilsitzes 11 im wesentlichen übereinstimmen, ist der
Zwischenraum G durch einen im wesentlichen gleichförmigen
Raum L, zwischen einander gegenüberliegenden Flächen des
Ventilabschnittes 8a und des Ventilsitzes 11, über im wesentlichen
deren gesamte Länge, in Strömungsrichtung des
durch den Zwischenraum G strömenden Kraftstoffs gebildet.
Wenn der Ventilabschnitt 8a sphärisch ausgebildet ist, wie
dies bei der bekannten Einspritzeinrichtung der Fall ist,
dann wird der Raum L ungleichförmig und variiert dadurch in
großem Ausmaß. Wenn im Gegensatz dazu nach dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Ventilabschnitt 8a konisch ausgebildet
ist, dann wird der Raum L im wesentlichen gleichförmig.
Demzufolge kann durch den Zwischenraum G strömender
Kraftstoff in hohem Maße geradlinig verlaufen bzw. geradlinig
ausgerichtet werden. Dies führt dazu, daß, wenn der
Kraftstoff säulenförmig über die Düse 10 in das Zerstäubungsloch
13 eingespritzt wird, die Strömung eines derartigen,
aus der Düse 10 säulenförmig strömenden Kraftstoffs
geradlinig verläuft, wie das in Fig. 4 dargestellt ist. In
Fig. 4 ist, um die geradlinige Strömung des säulenförmigen
Kraftstoffs zu erläutern, ein gedachter Zustand dargestellt,
in dem über die Unterstützungsluftkanäle 14 des Adapters
12 keine Unterstützungsluft zugeführt wird.
Wie aus Fig. 5, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des
Adapters 12 zeigt, ersichtlich, verlaufen vier Unterstützungsluftkanäle
14 durch die Seitenwand des Adapters 12
derart, daß sie in Umfangsrichtung mit gleichmäßigen Abstand
voneinander angeordnet sind; die vier Unterstützungsluftkanäle
14 verlaufen somit jeweils unter einem Winkel
von 90° zueinander.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich wird, wenn der Ventilabschnitt
8a von dem Ventilsitz 11 weg bewegt worden ist, Kraftstoff
säulenförmig und geradlinig über die Düse 10 in das Zerstäubungsloch
13 eingespritzt. Auf der anderen Seite wird
Unterstützungsluft über die Unterstützungsluftkanäle 14 in
das Zerstäubungsloch 13 eingeblasen, wie dies durch Pfeile
a angedeutet ist. Die Strömung der Unterstützungsluft ergibt
sich dabei aufgrund eines Druckunterschiedes zwischen
der in bezug auf die Drosselklappe T stromaufwärtigen und
stromabwärtigen Seite des Saugrohres 4 (vergleiche Fig. 1).
Die über die Unterstützungsluftkanäle 14 eingeblasene Unterstützungsluft
kollidiert mit dem über die Düse 10 in das
Zerstäubungsloch 13 eingespritzten säulenförmigen Kraftstoff.
Es wird folglich der säulenförmige Kraftstoff in dem
Zerstäubungsloch 13 durch die Unterstützungsluft zerstäubt.
Da sowohl der Ventilabschnitt 8a als auch der Ventilsitz 11
konisch ausgebildet sind, verläuft der über die Düse 10
eingespritzte säulenförmige Kraftstoff in hohem Maße geradlinig
bzw. ausgerichtet und stabilisiert. Folglich kann die
Korrelation zwischen der Strömung des säulenförmigen Kraftstoffs
und derjenigen der Unterstützungsluft stabil ausgebildet
werden. Dies führt dazu, daß die gesamte Menge des
über die Düse 10 eingespritzten säulenförmigen Kraftstoffs
im wesentlichen gleichförmig zerstäubt werden kann, und daß
eine Zerstäubungs- bzw. Sprühform SF des zerstäubten Kraftstoffs
stabilisiert werden kann. Dadurch kann das Niederschlagen
bzw. Ablagern zerstäubten Kraftstoffs an der Innenwand
des Adapters 12 in großem Ausmaß reduziert und eine
Koagulation des auf die Innenwand des Adapters 12 niedergeschlagenen
Kraftstoffes unterdrückt werden. Weiterhin kann
ein Niederschlag des zerstäubten Kraftstoffes nach dessen
Einspritzen über das Zerstäubungsloch 13 auf der Innenwand
des Verzweigungsrohres des Einlaßrohrkrümmers M, wie aus
Fig. 2 ersichtlich (insbesondere auf die obere Innenwand
des Verzweigungsrohres), unterdrückt werden, so daß die Genauigkeit
hinsichtlich der Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses
verbessert wird.
In Fig. 7 ist ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel
für den Adapter 12 dargestellt. Dabei ist ein einziger Unterstützungsluftkanal
14 durch die Seitenwand des Adapters
12 verlaufend ausgebildet.
Gemäß Fig. 8, das ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des Adapters 12 darstellt, ist das Zerstäubungsloch
13 konisch so ausgebildet, daß es nach unten hin divergierend
verläuft.
Bei dem in Fig. 9 dargestellten vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel
des Adapters 12 ist jeder Unterstützungsluftkanal
14 nach unten geneigt verlaufend ausgebildet, so daß
ein Schnittwinkel α zwischen der Verlängerung E der Mittellinie
des Unterstützungsluftkanals 14 und einer Verlängerung
F der Mittellinie der Düse 10 kleiner als 90° ist.
Bei dem in Fig. 10 dargestellten fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel
des Adapters 12 ist jeder Unterstützungsluftkanal
14 nach unten geneigt verlaufend ausgebildet, so
daß der oben genannte Schnittwinkel α geringer ist als derjenige
nach dem in Fig. 9 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel.
Weiterhin sind die Unterstützungsluftkanäle
14 weiter unten angeordnet, als dies bei dem vierten Ausführungsbeispiel
nach Fig. 9 der Fall ist. Es ist ersichtlich,
daß weitere Modifikationen des Adapters 12 hinsichtlich
des Neigungswinkels und der Lageanordnung der Unterstützungsluftkanäle
14 möglich sind.
Anhand von, von den Erfindern durchgeführten Untersuchungen
hat sich herausgestellt, daß der Sprühwinkel des zerstäubten
Kraftstoffs gesteuert werden kann, indem das Verhältnis
zwischen einem Durchmesser des Zerstäubungsloches 13 und
der Lage des Zusammentreffens der Unterstützungsluftströmung
und der Strömung des säulenförmigen Kraftstoffs
steuerbar ist. In Fig. 11 ist mit D ein Durchmesser des
Zerstäubungsloches 13 bezeichnet, mit L eine Entfernung
zwischen einem Schnittpunkt P zwischen der Verlängerung E
der Mittellinie jedes Unterstützungsluftkanals 14 und der
Verlängerung F der Mittellinie der Düse 10 zu einem vorderen
Ende 12a des Adapters 12. Mit R ist der Sprühwinkel des
über das Zerstäubungsloch 13 eingespritzten zerstäubten
Kraftstoffs SF bezeichnet. In diesem Fall kann der Sprühwinkel
R entsprechend dem Verhältnis von D/L gesteuert werden.
In Fig. 12 ist die Beziehung zwischen dem Sprühwinkel
R und dem Verhältnis D/L dargestellt. Wie aus Fig. 12 ersichtlich,
kann der Sprühwinkel R auf 60° oder weniger eingestellt
werden, indem das Verhältnis D/L auf 4 oder weniger
eingestellt wird. Dementsprechend kann der Niederschlag
zerstäubten Kraftstoffs auf die Innenwand des Adapters 12
minimiert werden, indem der Sprühwinkel R in geeigneter
Weise eingestellt wird.
Bei der in Fig. 13 vergrößert dargestellten Ansicht des
vorderen Endabschnittes des Adapters 12 ist eine Auslaßöffnung
15 des Zerstäubungslochs 13 an einem Innenumfang davon
abgerundet, so daß verhindert wird, daß nach einem Niederschlag
auf der Innenwand des Adapters 12 koagulierter
Kraftstoff von der Innenumfangskante der Auslaßöffnung 15
herunterfällt.
In Fig. 14 ist eine Modifikation der Ausführungsform nach
Fig. 13 dargestellt; die Auslaßöffnung 15 ist an ihrem Innenumfang
abgeschrägt, so daß die gleiche Wirkung wie bei
der Ausführungsform nach Fig. 13 erreicht wird.
Anhand von, von den Erfindern durchgeführten Untersuchungen
wurde weiter festgestellt, daß eine radiale Versatzgröße
der Unterstützungsluftkanäle in bezug auf die säulenförmige
Kraftstoffströmung aus der Düse 10 in einer Beziehung zu
der Partikelgröße des zerstäubten Kraftstoffs steht. Gemäß
Fig. 15, die einen Horizontalschnitt des Adapters 12 dargestellt,
sind die beiden Unterstützungsluftkanäle 14 in radialer
Richtung gegenüber einer Verlängerung der Mittellinie
der Düse 10 versetzt. Mit d ist der Durchmesser der
Düse 10 bezeichnet, mit A der Durchmesser jedes Unterstützungsluftkanals
14 und mit e ein Abstand (eine Versatzgröße)
von der Verlängerung der Mittellinie der Düse 10 zu
der Verlängerung E der Mittellinie des Unterstützungsluftkanals
14. Die Entfernung e steht in einem Verhältnis zu
der Partikelgröße des zerstäubten Kraftstoffs, wie dies in
Fig. 16 dargestellt ist. Aus Fig. 16 ist ersichtlich, daß,
wenn der Abstand e kleiner ist als (A+d)/2, die Partikelgröße
des zerstäubten Kraftstoffs klein wird.
In Fig. 17 ist ein weiteres erfindungsgemäßes bevorzugtes
Ausführungsbeispiel einer Einspritzeinrichtung dargestellt,
bei der jeder Unterstützungsluftkanal 14 konisch ausgebildet
ist, so daß er in Richtung zu dem Zerstäubungsloch 13
divergiert. Es ist weiterhin ein Erhitzer 21 in dem Luftinduktionskanal
20 vorgesehen, so daß über die Unterstützungsluftkanäle
14 erwärmte Unterstützungsluft zugeführt
wird. Dadurch wird die Zerstäubung des Kraftstoffs in dem
Zerstäubungsloch 13 weiter verbessert.
Es kann weiter die Innenwand des Adapters 12 mit Polytetrafluorethylen
beschichtet werden oder so bearbeitet werden,
daß sie spiegelglatt ist. Dies trägt dazu bei, daß ein
Niederschlagen zerstäubten Kraftstoffs auf der Innenwand
des Adapters 12 verhindert wird.
Die Erfindung ist anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele
und von Modifikationen beschrieben worden. Es ist ersichtlich,
daß weitere Modifikationen und Anpassungen möglich
sind, ohne daß dadurch der Schutzumfang der Erfindung verlassen
wird.
Claims (17)
1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung umfassend:
ein Ventilgehäuse (9) mit einer Düse (10) zum säulenförmigen Einspritzen von Kraftstoff und einem Ventilsitz (11), der sich an die Düse (10) anschließt,
einen Ventilkörper (8) der hin- und herbewegbar in dem Ventilgehäuse (9) angeordnet ist und der einen Ventilabschnitt (8a) aufweist, der für eine Anlage und ein Zurückziehen von dem Ventilsitz (11) vorgesehen ist, um dadurch die Düse (10) zu schließen bzw. zu öffnen, und
einen Adapter (12) der mit einem vorderen Ende des Ventilgehäuses (9) verbunden ist und ein Zerstäubungsloch (13) aufweist, das mit der Düse (10) verbunden ist und einen Unterstützungsluftkanal (14), der sich durch eine Seitenwand des Adapters (12) für eine Zufuhr von Unterstützungsluft in das Zerstäubungsloch (13) zum Zerstäuben des über die Düse (10) eingespritzten säulenförmigen Kraftstoffs erstreckt,
wobei der Ventilabschnitt (8a) und der Ventilsitz (11) konisch ausgebildet sind.
ein Ventilgehäuse (9) mit einer Düse (10) zum säulenförmigen Einspritzen von Kraftstoff und einem Ventilsitz (11), der sich an die Düse (10) anschließt,
einen Ventilkörper (8) der hin- und herbewegbar in dem Ventilgehäuse (9) angeordnet ist und der einen Ventilabschnitt (8a) aufweist, der für eine Anlage und ein Zurückziehen von dem Ventilsitz (11) vorgesehen ist, um dadurch die Düse (10) zu schließen bzw. zu öffnen, und
einen Adapter (12) der mit einem vorderen Ende des Ventilgehäuses (9) verbunden ist und ein Zerstäubungsloch (13) aufweist, das mit der Düse (10) verbunden ist und einen Unterstützungsluftkanal (14), der sich durch eine Seitenwand des Adapters (12) für eine Zufuhr von Unterstützungsluft in das Zerstäubungsloch (13) zum Zerstäuben des über die Düse (10) eingespritzten säulenförmigen Kraftstoffs erstreckt,
wobei der Ventilabschnitt (8a) und der Ventilsitz (11) konisch ausgebildet sind.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwinkel
(R₀) des konischen Ventilabschnitts (8a) fast demjenigen
(R₁) des konischen Ventilsitzes (11) gleich ausgebildet
ist.
3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1,
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei
oder mehr Unterstützungsluftkanäle (14) ausgebildet sind.
4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützungsluftkanäle
(14) mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen
voneinander ausgebildet sind.
5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Unterstützungsluftkanäle (14) zylindrisch ausgebildet
sind.
6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Unterstützungsluftkanäle (14) konisch, zu dem Zerstäubungsloch
(13) hin divergierend ausgebildet sind.
7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zerstäubungsloch (13) zylinderförmig ausgebildet ist.
8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zerstäubungsloch (13) konisch zu dem vorderen Ende des
Adapters (12) hin divergierend ausgebildet ist.
9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Verlängerung einer Mittellinie der Unterstützungsluftkanäle
(14) eine Verlängerung einer Mittellinie der
Düse (10) unter einem rechten Winkel schneidet.
10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Verlängerung der Mittellinie der Unterstützungsluftkanäle
(14) eine Verlängerung der Mittellinie der Düse
(10) unter einem spitzer Winkel schneidet, wobei der Unterstützungsluftkanal
(14) zu der Auslaßöffnung des Zerstäubungsloches
(13) hin geneigt verläuft.
11. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verhältnis (D/L) zwischen dem Durchmesser (D) des
Zerstäubungsloches (13) und einer Entfernung (L) zwischen
einem Schnittpunkt zwischen einer Verlängerung der Mittellinie
der Düse (10) und einer Verlängerung der Mittellinie
des Unterstützungsluftkanals (14) zu einer Auslaßöffnung
des Zerstäubungsloches (13) auf 4 oder weniger eingestellt
ist, wodurch ein Sprühwinkel des zerstäubten Kraftstoffs in
dem Zerstäubungsloch (13) auf 60° oder weniger eingestellt
ist.
2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verlängerung einer Mittellinie des Unterstützungsluftkanals
(14) in radialer Richtung von einer Verlängerung
der Mittelline der Düse (10) versetzt ist, und daß der
Versatz (e) von der Verlängerung der Mittellinie des Unterstützungsluftkanals
(14) zu der Verlängerung der Mittellinie
der Düse (10) auf weniger als (A+d)/2 eingestellt ist,
wobei A einem Durchmesser des Unterstützungsluftkanals (14)
und d einem Durchmesser der Düse (10) entspricht.
13. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Auslaßöffnung des Zerstäubungsloches (13) an einem
Innenumfang abgerundet ist.
14. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Auslaßöffnung des Zerstäubungsloches (13) an einem
Innenumfang abgeschrägt ist.
15. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 14, gekennzeichnet durch eine
Heizeinrichtung, um über die Unterstützungsluftkanäle (14)
zugeführte Unterstützungsluft vorzuwärmen.
16. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß eine das Zerstäubungsloch (13) begrenzende Innenwand
des Adapters (12) mit Polytetrafluorethylen beschichtet
ist.
17. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß eine das Zerstäubungsloch (14) begrenzende Innenwand
des Adapters (12) so bearbeitet ist, daß sie im wesentlichen
spiegelglatt ist.
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