DE4426198A1

DE4426198A1 - Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4426198A1
Application number: DE4426198A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Wilfert; Joerg Dipl Ing Heyse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-07-23
Filing date: 1994-07-23
Publication date: 1995-08-31

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Brennstoffeinspritzvorrich tung für eine Brennkraftmaschine nach der Gattung des An spruchs 1.

Es ist schon eine Brennstoffeinspritzvorrichtung bekannt (DE-OS 22 10 250) die ein Brennstoffeinspritzventil mit einem Heizelement hat, das den Brennstoff vor dem Ab spritzen aus einer Abspritzöffnung des Brennstoffeinspritz ventils aufheizt, um nach dem Abspritzen feine Tröpfen im Brennstoffstrahl und ein teilweises Verdampfen des Brenn stoffstrahls zu erhalten. Beim Erwärmen des Brennstoffs mit dem Heizelement ergibt sich jedoch das Problem, daß sich insbesondere beim Zumessen des Brennstoffs beim Schließ- und Öffnungsvorgang eines mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilschließkörpers durch die Druckänderung Dampfblasen bilden, die eine präzise Zumessung des abzuspritzenden Brennstoffs in Folge der dann vorliegenden Zweiphasenströ mung und eine feine Brennstoffzerstäubung verhindern. Im an gegebenen Stand der Technik wird dem Brennstoffstrahl keine sogenannte Hilfsluft zugeführt, so daß es trotz des erwärm ten Brennstoffs im kalten Zustand der Brennkraftmaschine, bei der Vermischung des Brennstoffstrahls mit der in einem Ansaugrohr zur Verbrennung angesaugten, kalten Ansaugluft, zu einer Kondensation des teilweise dampfförmigen Brenn stoffstrahls an Innenwandungen des Ansaugrohres, am Einlaß ventil und an Brennrauminnenwänden der Brennkraftmaschine kommt. Dieser sich insbesondere in der Startphase der Brenn kraftmaschine an den Wänden niederschlagende Brennstoffilm hat eine starke Erhöhung der Abgasemissionen zur Folge. Au ßerdem ist zur elektrischen Verbindung des Heizelements ein zusätzlicher elektrischer Kontakt am Brennstoffeinspritzven til erforderlich und außerdem ein größerer Einbauraum für das Brennstoffeinspritzventil mit dem Heizelement notwendig, der jedoch in Motorinnenraum nur begrenzt zur Verfügung steht.

Die DE-PS 28 43 534 zeigt eine zweite Brennstoffeinspritz vorrichtung, bei der ebenfalls ein jedes Brennstoffein spritzventil mit einem Heizelement ausgestattet ist. Der nicht beheizte Brennstoff strömt dabei aus einer von einem Ventilschließkörper und einem Ventilsitz schließbaren Zu meßöffnung zunächst in einen Mischkanal im Brennstoffein spritzventil, wonach aus einem Drosselklappenstutzen der Brennkraftmaschine entnommene Luft dem Brennstoff zugemischt wird, so daß sich ein mit Luft vermischter Brennstoffstrahl ergibt. Der mit Luft vermischte Brennstoffstrahl strömt wei ter in ein eine Honigwabenstruktur aufweisendes Heizelement, das den Brennstoffstrahl mit der vermischten Luft beim Durchströmen des Heizelements aufheizt. Nach dem Durchströ men des Heizelements verläßt der mit Luft vermischte, teil weise dampfförmige Brennstoffstrahl durch eine Abspritzöff nung das Brennstoffeinspritzventil. Der mit Luft vermischte Brennstoffstrahl durchströmt dabei stets das Heizelement, und zwar auch in Betriebsbereichen, in denen keine Aufhei zung des Brennstoffstrahls erwünscht, beziehungsweise das Heizelement abgeschaltet ist. Dabei verliert der durch das abgeschaltete Heizelement hindurchströmende Brennstoffstrahl aufgrund eines erhöhten Strömungswiderstandes an Geschwin digkeit und an Strömungsimpuls, so daß nur noch ein kompak ter Strahl entsteht, der jedoch eine unzureichende Brenn stoffaufbereitung mit schlechter Zerstäubung hat. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß aufgeheizter Brennstoff an der Abspritzöffnung nach dem Durchströmen des Heizelements teilweise polimerisiert und sich an der Abspritzöffnung und insbesondere am Heizelement anlagert, so daß der Strömungs widerstand erhöht wird. Weiterhin können sich Schmutzstoffe im Brennstoff und in der dem Brennstoff zugemischten Luft am Heizelement und an der Abspritzöffnung anlagern, so daß ebenfalls der Strömungswiderstand erhöht wird. Ferner be steht die Gefahr, daß sich nach einer längeren Standzeit der Brennkraftmaschine bei niedriger Umgebungstemperatur eine Eisschicht um die Abspritzöffnung des Brennstoffeinspritz ventils herum bildet, welche die Abspritzöffnung zusetzt, so daß die vom Heizelement abgegebene Wärmemenge beim Starten der Brennkraftmaschine nicht ausreicht, die Eisschicht rasch abzutauen, mit der Folge, daß schlimmstenfalls ein Starten der Brennkraftmaschine nicht mehr möglich ist, oder daß stark erhöhte Abgasemissionen auftreten.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß das Brennstoffeinspritzventil, insbesondere in der Kaltstartphase der Brennkraftmaschine eine gute Brennstoffzerstäubung mit teilweiser Verdampfung des Brenn stoffstrahls hat, so daß insbesondere in der Kaltstartphase und der sich anschließenden Aufwärmphase der Brennkraftma schine durch eine optimale Verbrennung nur äußerst geringe Abgasemissionen entstehen. Darüber hinaus ist selbst bei vereisten Brennstoffeinspritzventilen ein einwandfreier Start der Brennkraftmaschine möglich. Weiterhin ist auch bei abgeschalteter Heizvorrichtung eine gute Brennstoffzerstäu bung gewährleistet.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im An spruch 1 angegebenen Brennstoffeinspritzvorrichtung möglich.

Vorteilhafterweise erlaubt eine außerhalb des Brennstoffein spritzventils untergebrachte Heizvorrichtung, daß die Brenn stoffeinspritzventile gegenüber dem Stand der Technik ohne zusätzlichen Kontakt und ohne zusätzlichen Einbauraum ein baubar sind. Die Ansteuerung der Heizvorrichtung, eines Schaltventils und eines Taktventils mittels eines elektroni schen Steuergeräts ermöglicht, daß über weite Betriebsberei che der Brennkraftmaschine eine gute Brennstoffzerstäubung gewährleistet bleibt, so daß durch eine optimale Verbrennung des Brennstoffs nur geringe Abgasemissionen entstehen und ein geringer Brennstoffverbrauch erzielbar ist.

Besonders vorteilhaft ist es, daß an einer Hilfslufthülse ein Luftleitelement angeordnet ist, das einen Zumeßabschnitt hat, der mit einem Abstand zu einer Ventilstirnfläche ver läuft, so daß zwischen dem Zumeßabschnitt und der Ventil stirnfläche ein Zumeßspalt für das gasförmige Medium gebil det wird, wobei der Abstand zwischen dem Zumeßabschnitt und der Ventilstirnfläche derart veränderbar ist, daß er sich mit sinkender Mediumtemperatur verringert und mit steigender Mediumtemperatur vergrößert, so daß unabhängig von der Medi umtemperatur eine nahezu konstante gasförmige Mediummasse dem zugemessenen Brennstoff zugeführt wird. Hierdurch wird die Änderung der Dichte des gasförmigen Mediums bei einer Temperaturänderung derart kompensiert, daß die Masse des gasförmigen Mediums konstant bleibt.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschrei bung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in schematisch ver einfachter Funktionsdarstellung eine erfindungsgemäße Brenn stoffeinspritzvorrichtung,

Fig. 2 eine erste Variante eines Ausschnittes eines Brennstoffeinspritzventils innerhalb ei ner strichpunktierten Linie II in Fig. 1,

Fig. 3 eine zweite Variante des Ausschnittes des Brennstoffeinspritzven tils innerhalb der strichpunktierten Linie II in Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt in schematisch vereinfachter Funktionsdar stellung eine erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzvorrich tung 1, die insbesondere für eine gemischverdichtende, fremdgezündete Brennkraftmaschine 2 vorgesehen ist. Die Brennstoffeinspritzvorrichtung 1 besitzt wenigstens ein Brennstoffeinspritzventil 3, das beispielsweise steckbar an einer Einlaßleitung, beziehungsweise einem Ansaugrohr 10 der in Fig. 1 schematisch dargestellten Brennkraftmaschine 2 angebracht ist. Das Brennstoffeinspritzventil 3 ist derart angeordnet, daß der Brennstoff vom Brennstoffeinspritzventil 3 beispielsweise in Richtung wenigstens eines nicht darge stellten Einlaßventils der Brennkraftmaschine 2 abgespritzt wird. Im Ausführungsbeispiel sind beispielsweise vier Brenn stoffeinspritzventile 3 vorgesehen, um den Brennstoff in Richtung der Einlaßventile von vier Brennräumen 11 der vier zylindrigen Brennkraftmaschine 2 abzuspritzen. Es ist auch möglich, nur ein einzelnes Brennstoffeinspritzventil 3 an zentraler Stelle im Ansaugrohr 10 anzuordnen, so daß der Brennstoff zentral in das Ansaugrohr 10 eingespritzt wird, der dann in Form eines Brennstoff-Luft-Gemisches zu den je weiligen Brennräumen 11 der Brennkraftmaschine 2 gelangt.

Die Brennstoffeinspritzventile 3 sind mit einer sogenannten Luftumfassung 5 ausgestattet, bei der ein gasförmiges Medi um, im Ausführungsbeispiel Luft, über einen Hilfsluftan schluß 6 zum Brennstoffeinspritzventil 3 strömt. Als Medium kann zum Beispiel die durch einen Bypass vor einer Drossel klappe in einem Ansaugrohr der Brennkraftmaschine abgezweig te Saugluft, durch ein Zusatzgebläse geförderte Luft, aber auch rückgeführtes Abgas verwendet werden. Die Verwendung des rückgeführten Abgases ermöglicht eine Reduzierung der Abgasemissionen der Brennkraftmaschine. Zur Brennstoffver sorgung sind die Brennstoffeinspritzventile 3, beispielswei se über einen Kraftstoffverteiler (ein sogenanntes Fuel- Rail) gemeinsam an einer in der Fig. 1 dargestellten Brenn stofförderpumpe 15 angeschlossen, der Brennstoff über eine Brennstoffleitung 9 aus einem Brennstoffbehälter 8 zu den einzelnen Brennstoffeinspritzventilen 3 fördert. Wie in der Fig. 2, einem in geänderten Maßstab innerhalb einer strich punktierten Linie II in Fig. 1 dargestellten Ausschnitt ei ner ersten Variante eines Brennstoffeinspritzventils 3 näher dargestellt ist, wird der Brennstoff in bekannter Weise von einem Ventilschließkörper 16, beispielsweise einer Ventil schließkugel oder einer Ventilschließnadel (Fig. 3) und ei nem Ventilsitz 17 im Brennstoffeinspritzventil 3 zugemessen. Der Ventilschließkörper 16 ist im Ausführungsbeispiel als Ventilschließkugel ausgebildet und sperrt an dem Ventilsitz 17 anliegend im Brennstoffeinspritzventil 3 eine Zumeßöff nung 18 und öffnet diese bei vom Ventilsitz 17 abgehobenen Ventilschließkörper 16. Bei geöffneter Zumeßöffnung 18 strömt der Brennstoff von einem unter Druck stehenden Brenn stoffraum 20 im Brennstoffeinspritzventil 3 in Richtung ei nes in der Fig. 2 eingezeichneten Pfeils 25 am Ventil schließkörper 16 und am Ventilsitz 17 vorbei, um danach aus der Zumeßöffnung 18 in einen Mischraum 14 im Brennstoffein spritzventil 3 zu gelangen. Der Brennstoff verläßt die Zu meßöffnung 18 beispielsweise in Form eines gebündelten Brennstoffstrahls 19, dem stromabwärts der Zumeßöffnung 18 über den Hilfsluftanschluß 6 das gasförmige Medium, soge nannte Hilfsluft zugeführt wird. Die Hilfsluft strömt in Richtung eingezeichneter Pfeile 24 über den Hilfsluftan schluß 6, der an einer Hilfslufthülse 21 angeordnet ist, die ein Abspritzende des Brennstoffeinspritzventils 3 umgibt und mit diesem einen Ringraum 26 begrenzt, zu Zuführöffnungen 22, die in einem, dem Mischraum 14 umgebenden Abspritzkörper 27 vorgesehen sind. Der Ringraum 26 umgibt den am Abspritz ende des Brennstoffeinspritzventils 3 angeordneten Abspritz körper 27, so daß die vom Umfang des Abspritzkörpers 27 zum Mischraum 14 führende Zuführöffnungen 22 das zugeführte Me dium direkt auf den aus der Zumeßöffnung 18 austretenden Brennstoffstrahl 19 richten, wodurch eine sehr gute Durchmi schung von Medium und Brennstoff und eine Zerstäubung in feine Brennstofftröpfchen erfolgt. Um eine besonders gute Zerstäubung des Brennstoffstrahls 19 zu erhalten, wird er findungsgemäß die Hilfsluft aufgeheizt, um im erwärmten Zu stand dem Brennstoffstrahl 19 hinzugeführt zu werden. Die Geschwindigkeit und die Temperatur der heißen Hilfsluft ist derart bemessen, daß der Brennstoffstrahl 19 nach dem Ver lassen einer Abspritzöffnung 30 des Abspritzkörpers 27 am Brennstoffeinspritzventils 3, abhängig von der Temperatur und der Geschwindigkeit der Hilfsluft sich zumindest teil weise im dampfförmigen Zustand befindet oder in diesen rasch übergeht. Bei der Zumischung der heißen Hilfsluft entstehen durch die intensive Durchmischung des Brennstoffs mit der heißen Hilfsluft und durch einen guten Wärmeaustausch an der relativ großen Kontaktfläche zwischen Brennstoffstrahl 19 und Hilfsluft besonders kleine Brennstoffstrahltröpfchen, die rasch in den dampfförmigen Zustand übergehen. Zusätzlich kann ein korbförmiges, insbesondere engmaschiges Strahlsieb 31 am Ausgang des Mischraums 14 an oder nahe an der Ab spritzöffnung 30 vorgesehen werden, um damit die Brennstoff zerstäubung des Brennstoffstrahls 19 weiter zu verbessern. Die erwärmte Hilfsluft wird dem Brennstoffstrahl 19 mit ho her Geschwindigkeit nahe der Schallgeschwindigkeit mit etwa 330 m/s zugeführt, so daß der Brennstoffstrahl 19 auch noch relativ weit stromabwärts der Abspritzöffnung 30 von einer heißen Luftschicht ummantelt ist, um damit insbesondere im kalten Zustand der Brennkraftmaschine 2 ein Kondensieren des Brennstoffs des Brennstoffstrahls 19 an kalten Wänden, zum Beispiel am Ansaugrohr 10, an einem Einlaßventil oder an Brennrauminnenwänden der Brennkraftmaschine 2 zuverlässig zu verhindern. Außerdem bewirkt ein derartiger, beim Start der Brennkraftmaschine 2 sofort vorhandener, heißer Hilfsluft strom, daß eine aufgrund einer längeren Stillstandsphase bei niedriger Umgebungstemperatur möglicherweise vorhandene Eis schicht an der Abspritzöffnung 30 des Brennstoffeinspritz ventils 3 sofort abtaut, so daß stets ein einwandfreier Start der Brennkraftmaschine 2 möglich ist.

Zur weiteren Verbesserung der Brennstoffzerstäubung kann der Brennstoffstrahl 19 mittels beispielsweise stromaufwärts des Ventilschließkörpers 16 in einem Drallkörper 28 vorgesehener Drallnuten 29, die geneigt gegenüber einer Ventillängsachse verlaufen, mit einem Strömungsdrall versehen werden, um sich intensiver mit der ohne einen derartigen Strömungsdrall über die Zuführöffnungen 22 zum Mischraum 14 zugeführten Hilfs luft zu vermischen. Weiterhin ist es möglich, dem einen Strömungsdrall aufweisenden Brennstoffstrahl 19 ebenfalls drallbehaftete Hilfsluft zuzuführen, wobei der Drall der Hilfsluft durch geeignete Anordnung und Formgebung der Zu führöffnungen 22, beispielsweise mit gegensinniger Drehrich tung zum Strömungsdrall des Brennstoffstrahls 19 verläuft. Zur Erzeugung des Hilfsluftdralls münden die Zuführöffnungen 22 etwa tangential in den Mischraum 14. Ferner ist es auch möglich, die Hilfsluft mit Strömungsdrall einem Brennstoff strahl 19 ohne Strömungsdrall hinzuzuführen.

Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, wird die Hilfsluft, bei spielsweise von einem Taktventil 35 getaktet, einer zentra len Heizvorrichtung 33 zugeführt, welche die Hilfsluft auf beispielsweise etwa 150° Celsius aufgeheizt. Die Hilfsluft wird dann von der Heizvorrichtung 33 über einzelne Medium leitungen 36 und die Hilfsluftanschlüsse 6 jedem einzelnen Brennstoffeinspritzventil 3 zugeführt. Im Ausführungsbei spiel wird die Heizvorrichtung 33 mit elektrischer Energie betrieben. Die Leistungsaufnahme der Heizvorrichtung 33 liegt dabei in der Größenordnung von etwa 500 Watt für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine mit vier Brennstoffein spritzventilen 3. Die Heizvorrichtung 33 ist mit zwei elek trischen Versorgungsleitungen 39, beispielsweise mit einem elektronischen Steuergerät 40 verbunden, um mittels des Steuergeräts 40 die Heizvorrichtung 33 anzusteuern. Die Heizvorrichtung 33 ist zum Beispiel in Form eines sogenann ten Durchlauferhitzers ausgebildet, der ein oder mehrere PCT-Heizwiderstandselemente hat, um damit die Hilfsluft beim Durchströmen der Heizvorrichtung 33 aufzuheizen. Es ist auch möglich, eine aus der Dieseltechnologie bekannte Glühkerze zur Erwärmung der Hilfsluft zu verwenden. Ferner besteht die Möglichkeit, einen Brenner anstelle der elektrischen Heiz vorrichtung 33 zu verwenden, bei dem durch Verbrennung von Brennstoff die Hilfsluft erwärmt wird. Beispielsweise könnte hierzu auch eine Standheizung des Kraftfahrzeugs verwendet werden.

Als Quelle für die Hilfsluft zu den Brennstoffeinspritzven tilen 3 dient beispielsweise ein Druckluftbehälter 42, der ein Druckreservoir von beispielsweise etwa 1/2 Bar Druck über dem Umgebungsdruck bereitstellt. Der Druckluftbehälter 42 ist über eine Druckluftbehälterleitung 43 mit einem Schaltventil 44 verbunden, von dem aus über eine Anschluß leitung 45 die Hilfsluft, beispielsweise von einem Taktven til 35 getaktet, der Heizvorrichtung 33 zugeführt wird. Nach der Heizvorrichtung 33 strömt die erwärmte Hilfsluft über die einzelnen Mediumleitungen 36 zu den Brennstoffeinspritz ventilen 3. Das Schaltventil 44 ist als sogenanntes Drei/Zwei-Wegeventil ausgebildet, das beispielsweise elek tromagnetisch betätigbar ist, wozu am Schaltventil 44 elek trische Schaltleitungen 46 vorgesehen sind, die zum elektro nischen Steuergerät 40 führen, um mittels dem elektronischen Steuergerät 40 das Schaltventil 44 zu betätigen. In gleicher Weise kann das Taktventil 35 mittels zweier elektrischer Schaltleitungen 47 vom elektronischen Steuergerät 40 ange steuert werden. Das Schaltventil 44 wird im bestromten Zu stand beispielsweise mittels eines Elektromagneten gegen die Druckkraft einer Feder 55 in eine erste Schaltstellung betä tigt, um damit eine Verbindung von der Druckluftbehälterlei tung 43 des Druckluftbehälters 42 zur Anschlußleitung 45 des Taktventils 35, beziehungsweise zur Heizvorrichtung 33 durchgängig zu schalten und im stromlosen Zustand in einer zweiten Schaltstellung zu unterbrechen. Im stromlosen Zu stand des Schaltventils 44 bei unterbrochener Druckluftbe hälterleitung 43 wird das Schaltventil 44 von der Feder 55 beaufschlagt, so daß in der zweiten Schaltstellung vom Schaltventil 44 eine Verbindung der Anschlußleitung 45 mit einer Umgebungsluftleitung 56 zur Umgebung herstellt wird, damit Umgebungsluft beispielsweise von einem Luftfilter 57 gefiltert, aus der Umgebungsluftleitung 56 zur Anschlußlei tung 45 und damit zur Heizvorrichtung 33 strömen kann.

Beim Start der Brennkraftmaschine 2 wird das Schaltventil 44 und die elektrische Heizvorrichtung 33 bestromt, so daß Hilfsluft aus dem Druckluftbehälter 42 zur Heizvorrichtung 33 und von dort im erwärmten Zustand zu jedem Brennstoffein spritzventil 3 mit jeweils einem Hilfsluftmassenstrom von etwa 0.5-1 kg/Stunde strömt. Die Zufuhr der erwärmten Hilfsluft wird nach dem Start der Brennkraftmaschine 2 bei spielsweise etwa 100 Sekunden lang aufrechterhalten. Nach den etwa 100 Sekunden befindet sich die Brennkraftmaschine 2 in der Regel noch in der Aufwärmphase und das Schaltventil 44 wird umgeschaltet, um im stromlosen Zustand die Hilfs luftzufuhr vom Druckbehälter 42 abzutrennen, so daß die Hilfsluft aus der Umgebung über die Umgebungsluftleitung 56 zu den Brennstoffeinspritzventilen 3 strömt. Die Heizvor richtung 33 wird beim Umschalten des Schaltventils 44 eben falls nach den etwa 100 Sekunden abgestellt, so daß eine konventionelle Brennstoffaufbereitung der Brennstoffein spritzventile 3 mit nicht beheizter, aus der Umgebung ange saugter Luft, also die bisher übliche Luftumfassung erfolgt. Sollte sich eine vorteilhafte Absenkung der Abgasemissionen oder ein sonstiger Vorteil mit erhitzter Hilfsluft auch nach der Startphase und der anschließenden Warmlaufphase der Brennkraftmaschine erwünscht sein, so kann die Heizvorrich tung 33 auch weiter angeschaltet bleiben, um die aus der Um gebung hinzugeführte Hilfsluft von der Heizvorrichtung 33 zu erwärmen und diese den Brennstoffeinspritzventilen 3 zuzu führen. Es ist auch möglich, die Umgebungsluftleitung 56 in gutem wärmeleitenden Kontakt an einem Auspuffkrümmer 12 der Brennkraftmaschine 2 anzuordnen, um nach dem Abschalten der Heizvorrichtung 33 die von der Umgebung in die Umgebungs luftleitung 56 strömende Hilfsluft von der beim Betrieb der Brennkraftmaschine 2 abgegebenen Wärme des Auspuffkrümmers 12 zu beheizen.

Der Druckluftbehälter 42 ist über eine Pumpleitung 49 zum Beispiel an einer Pumpvorrichtung 48 angeschlossen, die Druckluft in den Druckluftbehälter 42 fördert. Die Pumpvor richtung 48 kann zum Beispiel in Form einer membranangetrie benen Luftpumpe ausgebildet sein, die beispielsweise die in einem Kurbelwellengehäuse von einem Kolben durch seine Auf- und Abwärtsbewegungen erzeugten Druckschwankungen ausnutzt. Es ist auch möglich, die sich im Auspuffkrümmer 12 der Brennkraftmaschine 2 einstellenden Druckschwankungen zum An trieb der Luftpumpe zu benutzen. Der Druckluftbehälter 42 wird nur bei laufender Brennkraftmaschine 2 in bestimmten Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine, bei denen keine Hilfsluftzufuhr aus dem Druckluftbehälter 42 vorgesehen ist, von der Pumpvorrichtung 48 mit Luft gefüllt, wobei das Schaltventil 44 im stromlosen Zustand die Hilfsluftzufuhr über die Umgebungsluftleitung 56 schaltet.

Je nach Ausführung und Dimensionierung der Brennkraftmaschi ne kann es unter Umständen sogar ausreichen, ohne einen der artigen Druckluftbehälter 42 auszukommen und die den Brenn stoffeinspritzventilen 3 nach dem Starten der Brennkraftma schine zugeführte Hilfsluft, beispielsweise mittels der Pumpvorrichtung 48 ohne den zwischengeschalteten Druckluft behälter 42 zum Schaltventil 44 und über die Heizvorrichtung 33 zu den Brennstoffeinspritzventilen 3 zu fördern. Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, ist es auch möglich, die Hilfs luft im stromlosen Zustand des Schaltventils 44 dem Ansaug rohr 10 stromaufwärts einer Drosselklappe 51 der Brennkraft maschine 2 zu entnehmen. Die Drosselklappe 51 ist im Ansaug rohr 10 drehbar untergebracht, um die von der Brennkraftma schine 2 zur Verbrennung angesaugte Luft zu steuern. Die vorzugsweise stromaufwärts der Drosselklappe 51 dem Ansaug rohr 10 entnommene Luft wird über eine in der Fig. 1 ge strichelt dargestellte Druckleitung 53 dem Schaltventil 44 zugeführt, wobei die Umgebungsluftleitung 56 entfällt. Beim Start der Brennkraftmaschine 2 bei bestromtem Schaltventil 44 strömt die Hilfsluft vom Druckluftbehälter 42 über die Druckluftbehälterleitung 43 zum Schaltventil 44 und von die sem zur bestromten Heizvorrichtung 33 und beispielsweise über das Taktventil 35 in die Mediumleitungen 36 zu den Brennstoffeinspritzventilen 3. Unter Umständen ist es aus reichend, die Hilfsluft nur über einen Luftfilter 57 direkt zuzuleiten, um diese dann mittels der Heizvorrichtung 33 aufzuheizen und den Brennstoffeinspritzventilen 3 zuzufüh ren. Dabei entfallen der Druckluftbehälter 42, die Pumpvor richtung 48, das Schaltventil 44 und die Druckleitung 53 und die Umgebungsluftleitung 56.

Das elektronische Steuergerät 40 ist mit Betriebsgrößen der Brennkraftmaschine erfassenden Mitteln, beispielsweise Sen soren verbunden, um aus der Auswertung der Betriebsgrößen beispielsweise eine Motorleistungssteuerung der Brennkraft maschine 2 durchzuführen. Dem elektronischen Steuergerät 40 werden hierzu elektrische Signale 59 zugeführt, beispiels weise mittels eines Drosselklappenpotentiometers, das Aus kunft über die Lage und die Lageänderung der Drosselklappe 51 gibt. Weiterhin kann ein im Ansaugrohr 10 angeordneter Luftmassenmesser elektrische Signale 60 dem elektronischen Steuergerät 40 zuführen, um so die Masse der von der Brenn kraftmaschine 2 angesaugten Luft zu erhalten. Das elektroni sche Steuergerät 40 kann ebenfalls zur Steuerung der Hilfs luftzufuhr herangezogen werden, um die Heizvorrichtung 33, das Schaltventil 44 und das Taktventil 35 abhängig vom Be triebszustand der Brennkraftmaschine 2 anzusteuern, so daß bedarfsweise eine Zufuhr von erwärmter oder nicht erwärmter Hilfsluft erfolgt. Insbesondere in der Startphase und der anschließenden Aufwärmphase der Brennkraftmaschine 2 ist die Heizvorrichtung 33 angeschaltet und das Schaltventil 44 und das Taktventil 35 vom elektronischen Steuergerät 40 betä tigt, so daß erwärmte Hilfsluft zu den Brennstoffeinspritz ventilen 3 strömt. Mittels dem elektronischen Steuergerät 40 ist es aber auch möglich, die Zufuhr von erwärmter Hilfsluft in Betriebsbereichen der Brennkraftmaschine 2 durchzuführen, bei denen beispielsweise kurzzeitig erhöhte Abgasemissionen, zum Beispiel bei Vollast auftreten, um durch eine beispiels weise ebenfalls kurzzeitige Zufuhr von erwärmter Hilfsluft eine Reduktion der Abgasemissionen zu bewirken. Darüber hin aus ist es auch möglich, die Zufuhr von erwärmter oder nicht erwärmter Hilfsluft auch nach der Aufwärmphase der Brenn kraftmaschine 2, im sogenannten Warmbetrieb, weiterzuführen, um damit die Abgasemissionen zu reduzieren.

Bei der in Fig. 3 dargestellten zweiten Variante des Aus schnittes des Brennstoffeinspritzventils 3 innerhalb der strichpunktierten Linie II in Fig. 1 ist auf das Brennstoffeinspritzventil 3 mit einer Ventilnadel als Ven tilschließkörper 16 eine Hilfslufthülse 21 aufgesetzt, die an ihrem dem Brennstoffeinspritzventilende zugewandten Hül senende ein Luftleitelement 63 trägt, das am Umfang mittels einer Klemmscheibe 67 an der Hilfslufthülse 21 befestigt ist. Das Luftleitelement 63 ist topfförmig ausgebildet und weist einen Boden auf, der als Zumeßabschnitt 64 für das gasförmige Medium sich in Richtung zu einer am Brennstoff einspritzventilende ausgebildeten Ventilstirnfläche 65 hin erstreckt. Der Zumeßabschnitt 64 und die Ventilstirnfläche 65 verlaufen mit einem Abstand parallel zueinander und be grenzen dabei einen Zumeßspalt 66, der mit dem das gasförmi ge Medium führenden Ringraum 26 in Verbindung steht. Im mittleren Bereich des Zumeßabschnitts 64 ist als Durchbre chung der Mischraum 14 ausgebildet. Bei vom Ventilsitz 17 abgehobenem Ventilschließkörper 16 wird der Brennstoff an der Zumeßöffnung 18 zugemessen und dem zugemessenen Brenn stoff in der bereits oben beschriebenen Weise über den Zu meßspalt 66 Hilfsluft im Mischraum 14 zugeführt. Erfindungs gemäß ist nun das Luftleitelement 63 aus Bimetall ausgebil det und derart geformt, daß sich der Abstand zwischen dem Zumeßabschnitt 64 und der Ventilstirnfläche 65 und damit der Zumeßspalt 66 mit sinkender Temperatur des gasförmigen Medi ums sich verringert und mit steigender Temperatur vergrö ßert, so daß unabhängig von der Mediumtemperatur eine nahezu konstante gasförmige Mediummasse dem zugemessenen Brennstoff zugeführt wird. Hierdurch wird die Änderung der Dichte des gasförmigen Mediums bei einer Temperaturänderung derart kom pensiert, daß die Masse des gasförmigen Mediums nahezu kon stant bleibt. An dem als Ventilnadel ausgebildeten Ventil schließkörper 16 kann stromaufwärts des Ventilsitzes 17 ein Drallkörper 28 vorgesehen sein, der mit Drallnuten 29 verse hen ist, um dem Brennstoff einen Drall auf zuprägen.

Claims

1. Brennstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschi ne, mit wenigstens einem Brennstoff abspritzenden Brennstoffeinspritzventil, dem stromabwärts einer Zumeßöff nung für den Brennstoff gasförmiges Medium zum Brennstoff zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizvor richtung (33) vorgesehen ist, die das gasförmige Medium vor der Zuführung zum Brennstoff erwärmt.

2. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (33) außerhalb des Brennstoffeinspritzventils (3) in einer von der Heizvorrich tung (33) zum Brennstoffeinspritzventil (3) führenden Medium leitung (36) angeordnet ist.

3. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckluftbehälter (42) vorgesehen ist, aus dem das gasförmige Medium zur Heizvorrichtung (33) strömen kann.

4. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, da durch gekennzeichnet, daß eine Pumpvorrichtung (48) vorgese hen ist, durch die das gasförmige Medium zur Heizvorrichtung (33) förderbar ist.

5. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium stromaufwärts ei ner in einem Ansaugrohr (10) der Brennkraftmaschine (2) drehbar untergebrachten Drosselklappe (51) entnehmbar ist und über eine Druckleitung (53) der Heizvorrichtung (33) zu geführt wird.

6. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Druckluftbehälter (42) und der Heizvorrichtung (33) ein Schaltventil (44) angeordnet ist, das eine Verbindung von der Heizvorrichtung (33) zum Druckluftbehälter (42) oder zur Umgebung schaltet.

7. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts der Heizvorrichtung (33) ein elektromagnetisch betätigbares Taktventil (35) angeord net ist.

8. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (44) elektromagnetisch betätigbar ist.

9. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium mit Strömungsdrall einem ohne Strömungsdrall behafteten Brennstoffstrahl (19) des Brennstoffeinspritzventils (3) zugemischt wird.

10. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium ohne Strömungs drall einem mit Strömungsdrall behafteten Brennstoffstrahl (19) des Brennstoffeinspritzventils (3) zugemischt wird.

11. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium mit Strömungsdrall einem mit gegensinnigen Strömungsdrall behafteten Brenn stoffstrahl (19) des Brennstoffeinspritzventils (3) zuge mischt wird.

12. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (33) durch Zufuhr von elektrischer Energie betreibbar ist.

13. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (33) durch Verbren nung von Brennstoff betreibbar ist.

14. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (33) in der Start phase der Brennkraftmaschine (2) angeschaltet wird.

15. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (33) in der unteren Teillast der Brennkraftmaschine (2) angeschaltet wird.

16. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (33) bedarfsweise bei Lastwechseln der Brennkraftmaschine (2) angeschaltet wird.

17. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (33) von ei nem elektronischen Steuergerät (40) ansteuerbar ist.

18. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Hilfslufthülse (21) ein Luftleitelement (63) angeordnet ist, das einen Zumeßabschnitt (64) hat, der mit einem Abstand zu einer Ventilstirnfläche (65) verläuft, so daß zwischen dem Zumeßabschnitt (64) und der Ventilstirnfläche (65) ein Zu meßspalt (66) für das gasförmige Medium gebildet wird, wobei der Abstand zwischen dem Zumeßabschnitt (64) und der Ventil stirnfläche (65) derart veränderbar ist, daß er sich mit sinkender Mediumtemperatur verringert und mit steigender Me diumtemperatur vergrößert, so daß unabhängig von der Medium temperatur eine nahezu konstante gasförmige Mediummasse dem zugemessenen Brennstoff zugeführt wird.

19. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (63) als Bimetall element ausgebildet ist.

20. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitelement (63) topfförmig aus gebildet ist, mit einem zur Ventilstirnfläche (65) gerichte ten Boden, der als Zumeßabschnitt (64) dient.

21. Brennstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Zuführung des gasförmigen Mediums zum Brennstoff ein Strahlsieb (31) angeordnet ist.