EP0470212A1 - Device for injecting a fuel/gas mixture - Google Patents

Device for injecting a fuel/gas mixture

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Publication number
EP0470212A1
EP0470212A1 EP19910902302 EP91902302A EP0470212A1 EP 0470212 A1 EP0470212 A1 EP 0470212A1 EP 19910902302 EP19910902302 EP 19910902302 EP 91902302 A EP91902302 A EP 91902302A EP 0470212 A1 EP0470212 A1 EP 0470212A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
gas ring
fuel
valve
longitudinal bore
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19910902302
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Ketterer
Uwe Liskow
Harald Kalup
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0470212A1 publication Critical patent/EP0470212A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/08—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel characterised by the fuel being carried by compressed air into main stream of combustion-air

Definitions

  • the invention relates to a device for injecting a fuel-gas mixture according to the preamble of the main claim.
  • a device for injecting a fuel-gas mixture is already known, in which a fuel injector is gripped by a stepped longitudinal bore of a valve receptacle. Downstream of an injection end of the fuel injection valve, a mixing chamber is formed in the valve receptacle, which is connected upstream via a gas ring gap formed between the injection end and the longitudinal bore to a gas ring channel which is connected to a gas source.
  • this device has the disadvantage that the size of the gas ring gap and the quality of the centering of the fuel injector in the longitudinal bore of the valve receptacle are dependent on the length and shape tolerances of the fuel injector and the longitudinal bore of the valve receptacle.
  • the device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the size of the gas ring gap and the quality of the centering of the fuel injector in the longitudinal bore of the valve seat are independent of the length and shape tolerances of the fuel injector and the valve seat.
  • the position of the spray end of the fuel injection valve relative to the mixing chamber is determined in a simple manner directly at the spray end itself.
  • the guidance of the fuel injection valve near its spray opening not only enables the exact, symmetrical formation of the defined gas ring gap and thus the supply of a precisely metered quantity of gas to the mixing chamber, but also a central spraying of the fuel into the mixing chamber and thus the formation of a largely homogeneous fuel-gas mixture.
  • the contact surface of the longitudinal bore and the injection end of the fuel injector are frustoconically tapered radially towards the longitudinal axis of the valve, so that the injection end of the fuel injection valve is particularly easily centered in the longitudinal bore of the valve receptacles.
  • the gas ring gap between the. frustoconical spray end and a conically tapered oblique section of the longitudinal bore is formed.
  • the narrow formation of the gas ring gap enables acceleration of the gas and thus improved mixing of the sprayed fuel with the supplied gas.
  • frustoconical spray end and the inclined section run towards one another in the direction of the mixing chamber, so that there is a particularly large acceleration of the gas.
  • the longitudinal bore between the contact surface and the inclined section to form the gas ring channel has a larger diameter than the inclined section, so that an annular gas collection space is formed which enables the gas to flow evenly through the gas ring gap.
  • the spray end of the fuel injection valve has a recess upstream of the gas ring gap.
  • the indentation of the injection end is formed by a parallel section, which starts from a gas gap cone section and on the other hand merges into a contact cone surface over a shoulder, because this is not only a simple manufacture, but also a large cross-sectional area of the Gas ring gap allows.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a device according to the invention. - 5 -
  • the device shown in FIG. 1, for example, for injecting a fuel-gas mixture into an intake pipe of an internal combustion engine has a fuel injection valve 1 which has a truncated cone-shaped spray end 2 tapering radially towards a valve longitudinal axis 4 and a valve holder 3, which has a stepped longitudinal bore 5 which extends concentrically to the valve longitudinal axis 4 and engages around the injection end 2.
  • the spraying end 2 of the fuel injection valve 1 lies partly against a frustoconical contact surface 6 of the valve receptacle 3 which forms a section of the longitudinal bore 5 and tapers radially towards the valve longitudinal axis 4 and which starts from a cylinder section 8 of the longitudinal bore 5.
  • the conical design of the spray end 2 and the contact surface 6 of the valve receptacle 3 result in a simple but nevertheless very exact centering of the spray end 2 of the fuel injection valve 1 in the longitudinal bore 5.
  • the spray end 2 of the fuel injector 1 has, for example, a spray opening 10 which is concentric with the longitudinal axis 4 of the valve, but it is also possible to provide a plurality of spray openings.
  • a cylindrical mixing chamber 12 is formed, into which the fuel is injected through the spray opening 10 of the fuel injection valve 1.
  • the mixing chamber 12 opens into a distributor gap 14, which is formed between the valve seat 3 and a distributor housing 15.
  • the distributor gap 14 is connected to a number of distributor bores 16 which correspond to the number of cylinders in the internal combustion engine and which forward the fuel / gas mixture to the individual cylinders by means of the injection lines 17. If a fuel injection valve 1 is available for each cylinder in an exemplary embodiment (not shown), the mixing chamber 12 opens directly into the injection line 17 of only a single cylinder.
  • a gas ring channel 20 and then a gas ring gap 21 is formed circumferentially, at least in the exemplary embodiment.
  • the gas ring gap 21 leads to an acceleration of the gas as it flows from the gas ring channel 20 into the mixing chamber 12, so that better mixing of gas and fuel in the mixing chamber 12 is achieved.
  • the gas ring gap 21 is formed between the frustoconical spray end 2 of the fuel injector 1 and a conically tapered oblique section 23 of the longitudinal bore 5, the frustoconical spray end 2 and the oblique section 23 running parallel to one another. Towards .
  • the longitudinal bore 5 of the valve receptacle 3 has a significantly larger diameter than the inclined section 23 in the form of a recess 24, which in the radial direction by a shoulder 31 and in the axial direction by a parallel section 32 is limited.
  • the gas ring channel 20 serves as a collecting space for the supplied gas, so that a uniform and largely symmetrical flow of the gas through the gas ring gap 21 into the mixing chamber 12 is made possible over the circumference of the gas ring gap 21.
  • the gas is supplied from a gas source 22 to the gas ring channel 20 by means of a gas supply channel 26 opening radially into the gas ring channel 20.
  • a likewise possible tangential opening of the gas supply channel 26 into the gas ring channel 20 leads to a strongly swirling supply of the gas into the mixing chamber 12 and thus an improved mixing of gas and fuel.
  • Both fresh air and an inert gas as well as a mixture of both can be used as the gas for forming the fuel-gas mixture.
  • the fresh air is branched off, for example, from the intake line in front of an arbitrarily adjustable throttle element and is fed directly to the gas supply channel 26.
  • As an inert gas z. B. Use exhaust gas from the internal combustion engine so that the pollutant emissions of the internal combustion engine are reduced by this recirculation.
  • a feed pump 27 can also be provided, which supports the flow of the gas.
  • a reference channel 28 is formed in the valve receptacle 3, which, like the gas supply channel 26, is connected to the gas ring channel 20.
  • the reference channel 28 is connected to a pressure regulator 29 which is connected to the feed pump 27 or another pressure generating device acts.
  • the reference channel 28 also opens radially and / or tangentially into the gas ring channel 20.
  • gas supply channels 26 can be formed in the valve receptacle 3. Furthermore, the gas supply channel 26 can be connected outside the valve holder 3 to a reference line connected to the pressure regulator 29, so that a reference channel 28 formed in the valve holder 3 is not necessary.
  • the longitudinal bore 5 is formed by machining, the wall 30 of the gas ring channel 20 in the longitudinal bore 5 between the contact surface 6 and the inclined section 23 of the longitudinal bore 5 can reduce the manufacturing costs be formed by embossing.
  • valve receptacle 3 Another possibility for producing a valve receptacle 3 according to the invention is to design the valve receptacle 3 as a molded plastic part, so that there are low manufacturing costs.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the invention, in which the same and equivalent parts are identified by essentially the same reference numerals as in FIG. 1.
  • Valve 42 starting from the spray opening 10 upstream of a gas ring gap 43, has an indentation 44 which serves to form a gas ring channel 45, which is formed by a parallel section 46 which starts from a gas gap cone section 47 and, on the other hand, via a shoulder 48 into a bearing cone surface 49 Squirt 41 passes.
  • the fuel injection valve 42 rests with the contact conical surface 49 of the spray end 41 on the contact surface 6 of a stepped longitudinal bore 52 which is formed concentrically with the valve longitudinal axis 4 and is formed in a valve receptacle 53.
  • the gas ring gap 43 is formed between the conically extending gas gap cone section 47 and, for example, an inclined section 55 of the longitudinal bore 52, which runs parallel to it and adjoins the contact surface 6, as has already been described in the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the gas ring channel 46 is supplied with gas in the same manner as has already been described for the exemplary embodiment according to FIG. 1.
  • the abutment of the injection end 2, 41 of the fuel injection valve 1, 42 on an abutment surface 6 of the longitudinal bore 5, 52 and the formation of the gas ring channel 20, 45 and the gas ring gap 21, 43 between the abutment surface 6 and the mixing chamber 12 enable a central injection of the fuel into the mixing chamber 12 and an exact symmetrical design of the defined gas ring gap 21, 43.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

Dans les dispositifs connus d'injection d'un mélange de carburant et de gaz, la soupape d'injection de carburant risque de se mettre de travers et/ou son axe médian risque de se décaler dans l'alésage longitudinal du logement de soupape, entraînant une formation asymétrique de la fente annulaire de passage du gaz et une injection asymétrique du carburant dans la chambre de mélange. Un nouveau dispositif comprend une soupape d'injection de carburant (1) dont l'extrémité d'injection (2) repose sur une surface d'appui (6) de l'alésage longitudinal (5). Un canal annulaire de gaz (20), ainsi qu'une fente annulaire (21) de passage du gaz, ménagés entre la surface d'appui (6) et la chambre de mélange (12), sont en communication avec une source de gaz (22), de manière à obtenir de manière fiable une fente annulaire (21) de passage de gaz exacte et symétrique. Ce dispositif est particulièrement utile dans des moteurs à combustion interne à allumage commandé.In known devices for injecting a mixture of fuel and gas, the fuel injection valve runs the risk of getting askew and / or its central axis runs the risk of shifting in the longitudinal bore of the valve housing, resulting in asymmetric formation of the annular gas passage slot and asymmetric injection of fuel into the mixing chamber. A new device comprises a fuel injection valve (1) whose injection end (2) rests on a bearing surface (6) of the longitudinal bore (5). An annular gas channel (20), as well as an annular gas passage slot (21), formed between the bearing surface (6) and the mixing chamber (12), are in communication with a gas source. (22), so as to reliably obtain an exact and symmetrical gas passage annular slot (21). This device is particularly useful in internal combustion engines with positive ignition.

Description

Vorrichtung zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches Device for injecting a fuel-gas mixture
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 36 09 798 ist schon eine Vorrichtung zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches bekannt, bei der ein Brennstoff- einspritzventil von einer abgestuften Längsbohrung einer Ventil- aufnähme umgriffen wird. Stromabwärts eines Abspritzendes des Brenn- stoffeinspritzv'entils ist in der Ventilaufnahme eine Mischkammer ausgebildet, die stromaufwärts über einen zwischen dem Abspritzende und der Längsbohrung gebildeten Gasringspalt mit einem mit einer Gasquelle in Verbindung stehenden Gasringkanal verbunden ist. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Größe des Gasring¬ spaltes und die Güte der Zentrierung des Brennstoffeinspritzventils in der Längsbohrung der Ventilaufnahme von den Längen- und Form¬ toleranzen des Brennstoffeinspritzventils und der Längsbohrung der Ventilaufnahme abhängig sind.The invention relates to a device for injecting a fuel-gas mixture according to the preamble of the main claim. From DE-OS 36 09 798 a device for injecting a fuel-gas mixture is already known, in which a fuel injector is gripped by a stepped longitudinal bore of a valve receptacle. Downstream of an injection end of the fuel injection valve, a mixing chamber is formed in the valve receptacle, which is connected upstream via a gas ring gap formed between the injection end and the longitudinal bore to a gas ring channel which is connected to a gas source. However, this device has the disadvantage that the size of the gas ring gap and the quality of the centering of the fuel injector in the longitudinal bore of the valve receptacle are dependent on the length and shape tolerances of the fuel injector and the longitudinal bore of the valve receptacle.
Dadurch, daß die Führung des Brennstoffeinspritzventils in der Längsbohrung iτi einem deutlichen Abstand zum Abspritzende ausgebil¬ det ist, besteht die Gefahr einer Schiefstellung und/oder eines Mittelachsenversatzes des Brennstoffeinspritzventils in der Längs- bohrung der Ventilaufnahme und damit einer unsymmetrischen Ausbil¬ dung des Gasringspaltes und eines unsymmetrischen Abspritzens des Brennstoffs in die Mischkammer. Ein zentrisches Abspritzen des Brennstoffs und damit die Bildung eines weitgehend homogenen Brenn¬ stoff-Gas-Gemisches ist ebensowenig gewährleistet wie eine für eine genau dosierte Gaszufuhr erforderliche exakte Ausbildung des defi¬ nierten Gasringspaltes.Because the fuel injector is guided in the longitudinal bore i i a clear distance from the end of the spray, there is a risk of misalignment and / or a central axis misalignment of the fuel injector in the longitudinal bore of the valve seat and thus an asymmetrical formation of the gas ring gap and an asymmetrical spraying of the fuel into the mixing chamber. A centric spraying off of the fuel and thus the formation of a largely homogeneous fuel-gas mixture is just as little guaranteed as an exact formation of the defined gas ring gap required for a precisely metered gas supply.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Größe des Gasringspaltes und die Güte der Zentrierung des Brennstoffeinspritz- ventils in der Längsbohrung der Ventilaufnahme von den Längen- und Formtoleranzen des Brennstoffeinspritzventils und der Ventilaufnahme unabhängig sind. Die Position des Abspritzendes des Brennstoff¬ einspritzventils zu der Mischkammer wird auf einfache Weise unmit¬ telbar am Abspritzende selbst festgelegt. Die Führung des Brenn¬ stoffeinspritzventils nahe seiner Abspritzöffnung ermöglicht nicht nur die exakte, symmetrische Ausbildung des definierten Gasringspal¬ tes und damit die Zufuhr einer genau dosierten Gasmenge zur Misch¬ kammer, sondern auch ein zentrisches Abspritzen des Brennstoffs in die Mischkammer und damit die Bildung eines weitgehend homogenen Brennstof -Gas-Gemisches.The device according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the size of the gas ring gap and the quality of the centering of the fuel injector in the longitudinal bore of the valve seat are independent of the length and shape tolerances of the fuel injector and the valve seat. The position of the spray end of the fuel injection valve relative to the mixing chamber is determined in a simple manner directly at the spray end itself. The guidance of the fuel injection valve near its spray opening not only enables the exact, symmetrical formation of the defined gas ring gap and thus the supply of a precisely metered quantity of gas to the mixing chamber, but also a central spraying of the fuel into the mixing chamber and thus the formation of a largely homogeneous fuel-gas mixture.
Für die Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich der Vorteil, daß die Brennstoffeinspritzventile im Hinblick auf ihre Längen- und Formtoleranzen nicht ausgesucht und mit Ventilaufnahmen mit bestimmten Längsbohrungen gepaart werden müssen, sondern belie¬ big montiert werden können. Hieraus folge eine wesentliche Reduzie¬ rung der Herstellkosten. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.For the assembly of the device according to the invention, there is the advantage that the fuel injection valves do not have to be selected with regard to their length and shape tolerances and have to be paired with valve receptacles with specific longitudinal bores, but can be mounted at will. This results in a substantial reduction in manufacturing costs. Advantageous further developments and improvements of the device specified in the main claim are possible through the measures listed in the subclaims.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anlagefläche der Längsbohrung und das Abspritzende des Brennstoffeinspritzventils kegelstumpfför- mig sich radial zur Ventillängsachse hin verjüngend ausgebildet sind, so daß sich eine besonders einfache Zentrierung des Abspritz¬ endes des Brennstoffeinspritzventils in der Längsbohrung der Ventil- aufnähme ergibt.It is particularly advantageous if the contact surface of the longitudinal bore and the injection end of the fuel injector are frustoconically tapered radially towards the longitudinal axis of the valve, so that the injection end of the fuel injection valve is particularly easily centered in the longitudinal bore of the valve receptacles.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Gasringspalt zwischen dem. kegel- stumpfförmigen Abspritzende und einem konisch sich verjüngenden Schrägabschnitt der Längsbohrung gebildet wird. Die enge Ausbildung des Gasringspaltes ermöglicht eine Beschleunigung des Gases und damit eine verbesserte Vermischung des abgespritzten Brennstoffs mit dem zugeführten Gas.It is advantageous if the gas ring gap between the. frustoconical spray end and a conically tapered oblique section of the longitudinal bore is formed. The narrow formation of the gas ring gap enables acceleration of the gas and thus improved mixing of the sprayed fuel with the supplied gas.
Um einen definierten Gasringspalt zur Zufuhr einer exakten Gasmenge mit einer vorgegebenen Beschleunigung auszubilden ist es vorteil¬ haft, wenn das kegeistumpfförmige Abspritzende und der Schrägab¬ schnitt parallel zueinander verlaufen.In order to form a defined gas ring gap for supplying an exact amount of gas with a predetermined acceleration, it is advantageous if the truncated cone-shaped spray end and the inclined section run parallel to one another.
Es ist auch vorteilhaft, wenn das kegelstumpfförmige Abspritzende und der Schrägabschnitt in Richtung zur Mischkammer hin aufeinander zu verlaufen, so daß sich eine besonders große Beschleunigung des Gases ergibt.It is also advantageous if the frustoconical spray end and the inclined section run towards one another in the direction of the mixing chamber, so that there is a particularly large acceleration of the gas.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Längsbohrung zwischen der Anlagefläche und dem Schrägabschnitt zur Bildung des Gasringkanals einen größeren Durchmesser als der Schrägabschnitt hat, so daß sich ein ringförmiger Gassammeiraum ausbildet, der ein gleichmäßiges Strömen des Gases durch den Gasringspalt ermöglicht. Zur Ausbildung eines zur Gassammlung dienenden Gasringkanals, der eine gleichmäßige Gaszufuhr durch den Gasringspalt in die Misch¬ kammer erlaubt, ist es vorteilhaft, wenn das Abspritzende des Brenn¬ stoffeinspritzventils stromaufwärts des Gasringspaltes eine Einbuch¬ tung aufweist.It is particularly advantageous if the longitudinal bore between the contact surface and the inclined section to form the gas ring channel has a larger diameter than the inclined section, so that an annular gas collection space is formed which enables the gas to flow evenly through the gas ring gap. To form a gas ring channel serving for gas collection, which allows a uniform gas supply through the gas ring gap into the mixing chamber, it is advantageous if the spray end of the fuel injection valve has a recess upstream of the gas ring gap.
Bei dieser Ausbildung ist es von Vorteil, wenn die Einbuchtung des Abspritzendes durch einen Parallelabschnitt gebildet wird, der von einem Gasspaltkegelabschnitt ausgeht und andererseits über eine Schulter in eine Anlagekegelfläche übergeht, weil dies nicht nur eine einfache Herstellung, sondern zugleich eine große Querschnitts- fläche des Gasringsspaltes ermöglicht.With this design, it is advantageous if the indentation of the injection end is formed by a parallel section, which starts from a gas gap cone section and on the other hand merges into a contact cone surface over a shoulder, because this is not only a simple manufacture, but also a large cross-sectional area of the Gas ring gap allows.
In Hinblick auf eine einfache Herstellung eines die Gasquelle mit dem Gasringkanal verbindenden Gaszufuhrkanals ist es vorteilhaft, wenn der Gaszufuhrkanal radial in den Gasringkanal mündet.With regard to a simple manufacture of a gas supply channel connecting the gas source to the gas ring channel, it is advantageous if the gas supply channel opens radially into the gas ring channel.
Vorteilhaft ist es für eine drallbehaftete Zufuhr des Gases in die Mischkammer.und damit für eine verbesserte Vermischung von Gas und Brennstoff, wenn der Gaszufuhrkanal tangential in den Gasringkanal mündet.It is advantageous for a swirling supply of the gas into the mixing chamber, and thus for an improved mixing of gas and fuel, if the gas supply channel opens tangentially into the gas ring channel.
Zeichnungdrawing
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs emäßen Vorrichtung und Figur 2 ein zweites Ausführungs- beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. - 5 -Two embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a device according to the invention and FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a device according to the invention. - 5 -
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die in der Figur 1 beispielsweise dargestellte Vorrichtung zur Ein¬ spritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches in ein Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine besitzt ein Brennstoffeinspritzventil 1 , das ein kegelstumpfförmig sich radial zu einer Ventillängsachse 4 hin ver¬ jüngendes Abspritzende 2 aufweist und eine Ventilaufn hme 3, die konzentrisch zu der Ventillängsachse 4 verlaufend eine abgestufte Längsbohrung 5 hat und das Abspritzende 2 umgreift. Das Abspritzende 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 liegt zum Teil an einer einen Ab¬ schnitt der Längsbohrung 5 bildenden kegelstumpfförmig sich radial zur Ventillängsachse 4 hin verjüngenden Anlagefläche 6 der Ventil- aufnähme 3 an, die von einem Zylinderabschnitt 8 der Längsbohrung 5 ausgeht. Die kegelförmige Ausbildung des Abspritzendes 2 und der An¬ lagefläche 6 der Ventilaufnahme 3 bewirken eine einfache, aber den¬ noch sehr exakte Zentrierung des Abspritzendes 2 des Brennstoffein¬ spritzventils 1 in der Längsbohrung 5. Das BrennstoffeinspritzventilThe device shown in FIG. 1, for example, for injecting a fuel-gas mixture into an intake pipe of an internal combustion engine has a fuel injection valve 1 which has a truncated cone-shaped spray end 2 tapering radially towards a valve longitudinal axis 4 and a valve holder 3, which has a stepped longitudinal bore 5 which extends concentrically to the valve longitudinal axis 4 and engages around the injection end 2. The spraying end 2 of the fuel injection valve 1 lies partly against a frustoconical contact surface 6 of the valve receptacle 3 which forms a section of the longitudinal bore 5 and tapers radially towards the valve longitudinal axis 4 and which starts from a cylinder section 8 of the longitudinal bore 5. The conical design of the spray end 2 and the contact surface 6 of the valve receptacle 3 result in a simple but nevertheless very exact centering of the spray end 2 of the fuel injection valve 1 in the longitudinal bore 5. The fuel injection valve
1 weist einen mit einem festen Ventilsitz 7 zusammenwirkenden Ven¬ tilschließkörper 9 auf. Stromabwärts des Ventilsitzes 7 hat das Ab¬ spritzende 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 beispielsweise eine zu der Ventillängsachse 4 konzentrische Abspritzöffnung 10, es können jedoch auch mehrere Abspritzöffnungen vorgesehen sein.1 has a valve closing body 9 which interacts with a fixed valve seat 7. Downstream of the valve seat 7, the spray end 2 of the fuel injector 1 has, for example, a spray opening 10 which is concentric with the longitudinal axis 4 of the valve, but it is also possible to provide a plurality of spray openings.
In der abgestuften Längsbohrung 5 ist stromabwärts des AbspritzendesIn the stepped longitudinal bore 5 is downstream of the spray end
2 des Brennstoffeinspritzventils 1 eine zylindrische Mischkammer 12 ausgebildet, in die der Brennstoff durch die Abspritzöffnung 10 des Brennstoffeinspritzventils 1 gespritzt wird. In stromabwärtiger Richtung mündet die Mischkammer 12 in einen Verteilerspalt 14, der zwischen der Ventilaufnahme 3 und einem Verteilergehäuses 15 aus¬ gebildet ist. Der Verteilerspalt 14 steht mit einer der Zylinder¬ zahl der Brennkraftmaschine entsprechenden Anzahl von Verteiler- bohrungen 16 in Verbindung, die das Brennstoff-Gas-Gemisch mittels der Einspritzleitungen 17 zu den einzelnen Zylindern weiterleiten. Steht in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel für jeden Zylinder ein Brennstoffeinspritzventil 1 zur Verfügung, so mündet die Mischkammer 12 jeweils unmittelbar in die Einspritzleitung 17 nur eines einzelnen Zylinders.2 of the fuel injection valve 1, a cylindrical mixing chamber 12 is formed, into which the fuel is injected through the spray opening 10 of the fuel injection valve 1. In the downstream direction, the mixing chamber 12 opens into a distributor gap 14, which is formed between the valve seat 3 and a distributor housing 15. The distributor gap 14 is connected to a number of distributor bores 16 which correspond to the number of cylinders in the internal combustion engine and which forward the fuel / gas mixture to the individual cylinders by means of the injection lines 17. If a fuel injection valve 1 is available for each cylinder in an exemplary embodiment (not shown), the mixing chamber 12 opens directly into the injection line 17 of only a single cylinder.
Zwischen der Anlagefläche 6 der Ventilaufnähme 3 und der Mischkammer 12 ist zunächst ein Gasringkanal 20 sowie daran anschließend ein Gasringspalt 21 zumindest im Ausführungsbeispiel umlaufend ausgebil¬ det.Between the contact surface 6 of the valve receptacle 3 and the mixing chamber 12, a gas ring channel 20 and then a gas ring gap 21 is formed circumferentially, at least in the exemplary embodiment.
Eine enge Ausbildung des Gasringspaltes 21 führt zu einer Beschleu¬ nigung des Gases beim Strömen von dem Gasringkanal 20 in die Misch¬ kammer 12, so daß eine bessere Vermischung von Gas und Brennstoff in der Mischkammer 12 erzielt wird. Bei dem in der Figur 1 dargestell¬ ten Ausführungsbeispiel wird der Gasringspalt 21 zwischen dem kegel- stumpfförmigen Abspritzende 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 und einem konisch sich verjüngenden Schrägabschnitt 23 der Längsbohrung 5 gebildet, wobei das kegelstumpfförmige Abspritzende 2 und der Schrägabschnitt 23 parallel zueinander verlaufen. In Richtung.zur Mischkammer 12 bildet sich ausgehend von dem Gasringkanal 20 auf¬ grund der sich zur Ventillängsachse 4 hin verjüngenden Kegelstumpf¬ flächen von Schrägabschnitt 23 und Abspritzende 2 eine kontinuier¬ liche Querschnittsverringerung aus, die für eine zusätzliche Be¬ schleunigung des strömenden Gases sorgt. Aus diesem Grund ist es in Abweichung von dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch möglich, daß das kegelstumpfförmige Abspritzende 2 und der Schrägabschnitt 23 in Richtung zur Mischkammer 12 hin aufeinander zu verlaufen, so daß sich eine besonders große Beschleunigung des Gases ergibt.A narrow design of the gas ring gap 21 leads to an acceleration of the gas as it flows from the gas ring channel 20 into the mixing chamber 12, so that better mixing of gas and fuel in the mixing chamber 12 is achieved. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the gas ring gap 21 is formed between the frustoconical spray end 2 of the fuel injector 1 and a conically tapered oblique section 23 of the longitudinal bore 5, the frustoconical spray end 2 and the oblique section 23 running parallel to one another. Towards . to the mixing chamber 12, starting from the gas ring channel 20 due to the truncated cone surfaces tapering towards the longitudinal axis 4 of the inclined section 23 and the spray end 2, a continuous reduction in cross-section is formed, which provides for an additional acceleration of the flowing gas. For this reason, in deviation from the illustrated embodiment, it is also possible for the frustoconical spray end 2 and the inclined section 23 to run towards one another in the direction of the mixing chamber 12, so that there is a particularly large acceleration of the gas.
Voraussetzung für die exakte und symmetrische Ausbildung des der Gasdosierung dienenden Gasringspaltes 21 ist die genaue Zentrierung des Abspritzendes 2 des Brennstoffeinspritzventils 1 in der Längs- bohrung 5 der Ventilaufnahme 3. Zur Bildung des Gasringkanals 20 weist die Längsbohrung 5 beispiels¬ weise zwischen der Anlagefläche 6 und dem Schrägabschnitt 23 einen gegenüber dem Schrägabschnitt 23 deutlich größeren Durchmesser in Form einer Ausnehmung 24 auf, die in radialer Richtung durch eine Schulter 31 und in axialer Richtung durch einen Parallelabschnitt 32 begrenzt wird. Der Gasringkanal 20 dient als Sammelraum für das zugeführte Gas, so daß ein über den Umfang des Gasringspaltes 21 gleichmäßiges und weitestgehend symmetrisches Strömen des Gases durch den Gasringspalt 21 in die Mischkammer 12 ermöglicht wird.Precondition for the exact and symmetrical formation of the gas ring gap 21 serving for gas metering is the exact centering of the spray end 2 of the fuel injector 1 in the longitudinal bore 5 of the valve receptacle 3. To form the gas ring channel 20, the longitudinal bore 5, for example between the contact surface 6 and the inclined section 23, has a significantly larger diameter than the inclined section 23 in the form of a recess 24, which in the radial direction by a shoulder 31 and in the axial direction by a parallel section 32 is limited. The gas ring channel 20 serves as a collecting space for the supplied gas, so that a uniform and largely symmetrical flow of the gas through the gas ring gap 21 into the mixing chamber 12 is made possible over the circumference of the gas ring gap 21.
Die Zufuhr des Gases von einer Gasquelle 22 zu dem Gasringkanal 20 erfolgt mittels eines radial in den Gasringkanal 20 mündenden Gas- zufuhrkanals 26. Eine ebenfalls mögliche tangentiale Mündung des Gaszufuhrkanals 26 in den Gasringkanal 20 führt zu einer stark drallbehafteten Zufuhr des Gases in die Mischkammer 12 und damit zu einer verbesserten Vermischung von Gas und Brennstoff.The gas is supplied from a gas source 22 to the gas ring channel 20 by means of a gas supply channel 26 opening radially into the gas ring channel 20. A likewise possible tangential opening of the gas supply channel 26 into the gas ring channel 20 leads to a strongly swirling supply of the gas into the mixing chamber 12 and thus an improved mixing of gas and fuel.
Als Gas zur Bildung des Brennstoff-Gas-Gemisches kann sowohl Frisch¬ luft als auch ein Inertgas sowie eine Mischung aus beiden verwendet werden. Die Frischluft wird beispielsweise aus der Ansaugleitung vor einem willkürlich verstellbaren Drosselorgan abgezweigt und unmittelbar dem Gaszufuhrkanal 26 zugeführt. Als Inertgas läßt sich z. B. Abgas der Brennkraftmaschine verwenden, so daß durch diese Ab asrückführung die Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine reduziert werden.Both fresh air and an inert gas as well as a mixture of both can be used as the gas for forming the fuel-gas mixture. The fresh air is branched off, for example, from the intake line in front of an arbitrarily adjustable throttle element and is fed directly to the gas supply channel 26. As an inert gas z. B. Use exhaust gas from the internal combustion engine so that the pollutant emissions of the internal combustion engine are reduced by this recirculation.
Gegebenenfalls kann noch eine Förderpumpe 27 vorgesehen werden, die die Strömung des Gases unterstützt. Zur Regelung dieser Förderpumpe 27 oder zur Regelung einer anderen DruckerzeugungsVorrichtung ist, wie in der Figur 1 dargestellt, in der Ventilaufnahme 3 ein Refe¬ renzkanal 28 ausgebildet, der ebenso wie der Gaszufuhrkanal 26 mit dem Gasringkanal 20 in Verbindung steht. Der Referenzkanal 28 ist mit einem Druckregler 29 verbunden, der auf die Förderpumpe 27 oder eine andere Druckerzeugungsvorrichtung wirkt. Entsprechend dem Gas- zufuhrkanal 26 mündet auch der Referenzkanal 28 radial und/oder tangential in den Gasringkanal 20.If necessary, a feed pump 27 can also be provided, which supports the flow of the gas. To control this feed pump 27 or to control another pressure generating device, as shown in FIG. 1, a reference channel 28 is formed in the valve receptacle 3, which, like the gas supply channel 26, is connected to the gas ring channel 20. The reference channel 28 is connected to a pressure regulator 29 which is connected to the feed pump 27 or another pressure generating device acts. Corresponding to the gas supply channel 26, the reference channel 28 also opens radially and / or tangentially into the gas ring channel 20.
Es ist auch möglich, zwei oder mehr Gaszufuhrkanäle 26 in der Ventilaufnahme 3 auszubilden. Ferner kann der Gaszufuhrkanal 26 außerhalb der Ventilaufnahme 3 mit einer mit dem Druckregler 29 in Verbindung stehenden Referenzleitung verbunden sein, so daß ein in der Ventilaufnahme 3 ausgebildeter Referenzkanal 28 nicht erforder¬ lich ist.It is also possible to form two or more gas supply channels 26 in the valve receptacle 3. Furthermore, the gas supply channel 26 can be connected outside the valve holder 3 to a reference line connected to the pressure regulator 29, so that a reference channel 28 formed in the valve holder 3 is not necessary.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Ventilaufnahme 3 aus einem metallenen Werkstoff wird die Längsbohrung 5 durch spanende Bearbei¬ tung ausgebildet, die Wand 30 des Gasringkanals 20 in der Längsboh¬ rung 5 zwischen der Anlagefläche 6 und dem Schrägabschnitt 23 der Längsbohrung 5 kann zur Senkung der Herstellkosten durch Prägen ausgebildet werden.In the manufacture of the valve receptacle 3 according to the invention from a metallic material, the longitudinal bore 5 is formed by machining, the wall 30 of the gas ring channel 20 in the longitudinal bore 5 between the contact surface 6 and the inclined section 23 of the longitudinal bore 5 can reduce the manufacturing costs be formed by embossing.
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Ventilaufnahme 3 besteht darin, die Ventilaufnahme 3 als Kunst- stofformteil auszubilden, so daß sich niedrige Herstellkosten ergeben.Another possibility for producing a valve receptacle 3 according to the invention is to design the valve receptacle 3 as a molded plastic part, so that there are low manufacturing costs.
In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dar¬ gestellt, bei dem die gleichen und gleichwirkenden Teile durch im wesentlichen die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind wie bei der Figur 1. Ein kegeistumpfförmig sich radial zu der Ventillängs¬ achse 4 hin verjüngendes Abspritzende 41 eines Brennstoffeinspritz¬ ventils 42 weist von der Abspritzδffnung 10 ausgehend stromaufwärts eines Gasringspaltes 43 eine der Ausbildung eines Gasringkanals 45 dienende Einbuchtung 44 auf, die durch einen Parallelabschnitt 46 gebildet wird, der von einem Gasspaltkegelabschnitt 47 ausgeht und andererseits über eine Schulter 48 in eine Anlagekegelfläche 49 des Abspritzendes 41 übergeht. Das Brennstoffeinspritzventil 42 liegt mit der Anlagekegelfläche 49 des Abspritzendes 41 an der Anlageflä¬ che 6 einer konzentrisch zur Ventillängsachse 4 ausgebildeten abge¬ stuften Längsbohrung 52 an, die in einer Ventilaufnahme 53 ausgebil¬ det ist. Der Gasringspalt 43 wird zwischen dem konisch verlaufenden Gasspaltkegelabschnitt 47 und einem beispielsweise parallel dazu verlaufenden und sich an die Anlagefläche 6 anschließenden Schrägab¬ schnitt 55 der Längsbohrung 52 gebildet, wie dies bereits bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 beschrieben wurde.FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the invention, in which the same and equivalent parts are identified by essentially the same reference numerals as in FIG. 1. A truncated cone-shaped spray end 41 of a fuel injection that tapers radially towards the valve longitudinal axis 4 Valve 42, starting from the spray opening 10 upstream of a gas ring gap 43, has an indentation 44 which serves to form a gas ring channel 45, which is formed by a parallel section 46 which starts from a gas gap cone section 47 and, on the other hand, via a shoulder 48 into a bearing cone surface 49 Squirt 41 passes. The fuel injection valve 42 rests with the contact conical surface 49 of the spray end 41 on the contact surface 6 of a stepped longitudinal bore 52 which is formed concentrically with the valve longitudinal axis 4 and is formed in a valve receptacle 53. The gas ring gap 43 is formed between the conically extending gas gap cone section 47 and, for example, an inclined section 55 of the longitudinal bore 52, which runs parallel to it and adjoins the contact surface 6, as has already been described in the exemplary embodiment according to FIG. 1.
Während bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Längsbohrung 5 der Ventilaufnahme 3 eine aufwendigere Herstellung erfordert, erfordert dies bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungs- beispiel das Abspritzende 41 des Brennstoffeinspritzventils 42.While in the embodiment shown in FIG. 1, the longitudinal bore 5 of the valve receptacle 3 requires more complex production, in the embodiment shown in FIG. 2 this requires the spray end 41 of the fuel injector 42.
Die Versorgung des Gasringkanals 46 mit Gas erfolgt in der gleichen Weise, wie sie bereits zum Ausführungsbeispiel nach Figur 1 be¬ schrieben wurde.The gas ring channel 46 is supplied with gas in the same manner as has already been described for the exemplary embodiment according to FIG. 1.
Die Anlage des Abspritzendes 2, 41 des Brennstoffeinspritzventils 1 , 42 an einer Anlagefläche 6 der Längsbohrung 5, 52 und die Ausbildung des Gasringkanals 20, 45 und des Gasringspaltes 21 , 43 zwischen der Anlagefläche 6 und der Mischkammer 12 ermöglichen ein zentrisches Einspritzen des Brennstoffs in die Mischkammer 12 sowie eine exakte symmetrische Ausbildung des definierten Gasringspaltes 21 , 43. The abutment of the injection end 2, 41 of the fuel injection valve 1, 42 on an abutment surface 6 of the longitudinal bore 5, 52 and the formation of the gas ring channel 20, 45 and the gas ring gap 21, 43 between the abutment surface 6 and the mixing chamber 12 enable a central injection of the fuel into the mixing chamber 12 and an exact symmetrical design of the defined gas ring gap 21, 43.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Vorrichtung zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches in ein Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine mit einem Brennstoff¬ einspritzventil, das einen mit einem festen Ventilsitz zusammen¬ wirkenden Ventilschließkörper und stromabwärts des Ventilsitzes wenigstens eine Abspritzöffnung an einem Abspritzende aufweist, und mit einer das Brennstoffeinspritzventil zumindest im Bereich des Abspritzendes umgreifenden Ventilaufnahme, die konzentrisch zu einer Ventillängsachse verlaufend eine abgestufte Längsbohrung hat, in der stromabwärts des Abspritzendes eine Mischkammer ausgebildet ist, in die der Brennstoff durch das Brennstoffeinspritzventil gespritzt wird und die stromaufwärts über einen zwischen dem Abspritzende und der Längsbohrung gebildeten Gasringspalt mit einem Gasringkanal verbunden Ist, der mit einer Gasquelle in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Abspritzende (2, 41) des Brennstoffein¬ spritzventils (1, 42) an einer Anlagefläche (6) der Längsbohrung (5, 52) anliegt und zwischen der Anlagefläche (6) und der Mischkammer (12) der zumindest teilweise umlaufende Gasringkanal (20, 45) und der zumindest teilweise umlaufende Gasringspalt (21 , 43) ausgebildet sind.1. Device for injecting a fuel-gas mixture into an intake pipe of an internal combustion engine with a fuel injection valve, which has a valve closing body cooperating with a fixed valve seat and at least one spray opening downstream of the valve seat at one spray end, and at least one with the fuel injection valve in the region of the end of the injection, which has a stepped longitudinal bore concentric to a longitudinal axis of the valve, in which a mixing chamber is formed downstream of the end of the injection, into which the fuel is injected through the fuel injector and which is upstream via a gas ring gap formed between the end of injection and the longitudinal bore Is connected to a gas ring channel, which is connected to a gas source, characterized in that the spray end (2, 41) of the fuel injection valve (1, 42) on a contact surface (6) of the longitudinal bo contact (5, 52) and between the contact surface (6) and the mixing chamber (12) the at least partially circumferential gas ring channel (20, 45) and the at least partially circumferential gas ring gap (21, 43) are formed.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (6) der Längsbohrung (5, 52) und das Abspritzende (2, 41) des Brennstoffeinspritzventils (1, 42) kegelstumpfförmig sich radial zur Ventillängsachse (4) hin verjüngend ausgebildet sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the contact surface (6) of the longitudinal bore (5, 52) and the spray end (2, 41) of the fuel injector (1, 42) are frustoconical in shape tapering radially towards the valve longitudinal axis (4) .
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasringspalt (21 , 43) zwischen dem kegeistumpfförmigen Abspritzende (2, 41) und einem konisch sich verjüngenden Schrägabschnitt (23, 55) der Längsbohrung (5, 52) gebildet wird. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the gas ring gap (21, 43) between the truncated cone-shaped spray end (2, 41) and a conically tapered inclined portion (23, 55) of the longitudinal bore (5, 52) is formed.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kegelstumpfförmige Abspritzende (2, 41) und der Schrägabschnitt (23, 55) parallel zueinander verlaufen.4. The device according to claim 3, characterized in that the frustoconical spray end (2, 41) and the inclined portion (23, 55) run parallel to each other.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das kegelstumpfförmige Abspritzende (2, 41) und der Schrägabschnitt (23, 55) in Richtung zur Mischkammer (12) hin aufeinander zu verlaufen.5. The device according to claim 3, characterized in that the frustoconical spray end (2, 41) and the inclined portion (23, 55) in the direction of the mixing chamber (12) to each other.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung (5) zwischen der Anlagefläche (6) und dem Schrägab¬ schnitt (23) zur Bildung des Gasringkanals (20) einen größeren Durchmesser als der Schrägabschnitt (23) hat.6. The device according to claim 3, characterized in that the longitudinal bore (5) between the contact surface (6) and the Schrägab¬ section (23) to form the gas ring channel (20) has a larger diameter than the inclined section (23).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis '5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zur Bildung des Gasringkanals (45) das Abspritzende (41 ) stromaufwärts des Gasringspaltes (43) eine Einbuchtung (44) aufweist.7. Device according to one of claims 2 to ' 5, characterized gekenn¬ characterized in that to form the gas ring channel (45), the spray end (41) upstream of the gas ring gap (43) has an indentation (44).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtung (44) des Abspritzendes (41) durch einen Parallel- abschnitt (46) gebildet wird, der von einem Gasspaltkegelabschnitt (47) ausgeht und andererseits über eine Schulter (48) in eine Anlagekegelfläche (49) übergeht.8. The device according to claim 7, characterized in that the indentation (44) of the spray end (41) is formed by a parallel section (46) which starts from a gas gap cone section (47) and on the other hand via a shoulder (48) in a Contact conical surface (49) passes.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß ein die Gasquelle (22) mit dem Gasringkanal (20, 45) verbindender Gaszufuhrkanal (26) radial in den Gasringkanal (20, 45) mündet.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized gekenn¬ characterized in that the gas source (22) with the gas ring channel (20, 45) connecting gas supply channel (26) opens radially into the gas ring channel (20, 45).
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß ein die Gasquelle (22) mit dem Gasringkanal (20, 45) verbindender Gaszufuhrkanal (26) tangential in den Gasringkanal (20, 45) mündet. 10. Device according to one of claims 1 to 8, characterized gekenn¬ characterized in that a gas source (22) with the gas ring channel (20, 45) connecting gas supply channel (26) opens tangentially into the gas ring channel (20, 45).
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