EP0728941A1 - Einrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0728941A1
EP0728941A1 EP96890010A EP96890010A EP0728941A1 EP 0728941 A1 EP0728941 A1 EP 0728941A1 EP 96890010 A EP96890010 A EP 96890010A EP 96890010 A EP96890010 A EP 96890010A EP 0728941 A1 EP0728941 A1 EP 0728941A1
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EP
European Patent Office
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valve
fuel
mixing chamber
chamber
flow path
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EP96890010A
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English (en)
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Walter Dr. Piock
Martin Dr. Ing. Dipl.-Ing. Wirth
Günther K. Dipl.-Ing. Dr. Fraidl
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Original Assignee
AVL List GmbH
AVL Gesellschaft fuer Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D7/00—Other fuel-injection control
    • F02D7/02—Controlling fuel injection where fuel is injected by compressed air
    • 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
    • F02M47/00—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure
    • F02M47/04—Fuel-injection apparatus operated cyclically with fuel-injection valves actuated by fluid pressure using fluid, other than fuel, for injection-valve actuation
    • F02M47/046—Fluid pressure acting on injection-valve in the period of injection to open it
    • 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
    • F02M67/00—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type
    • F02M67/02—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type the gas being compressed air, e.g. compressed in pumps
    • F02M67/04—Apparatus in which fuel-injection is effected by means of high-pressure gas, the gas carrying the fuel into working cylinders of the engine, e.g. air-injection type the gas being compressed air, e.g. compressed in pumps the air being extracted from working cylinders of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode

Definitions

  • the invention relates to a device for introducing fuel into the combustion chamber of an internal combustion engine with a blow-in valve for removing compressed gas from the cylinder and for blowing the gas and the delivered fuel into the cylinder, with a valve-side mixing chamber for storing the gas, into which mixing chamber Fuel can be introduced via at least one fuel flow path opening into the mixing chamber, the injection valve having a lift valve for controlling the gas exchange between the combustion chamber and the valve-side space, and wherein the valve seat of the lift valve delimits the mixing chamber from the combustion chamber, the opening of the fuel flow path into the Mixing chamber is arranged in the region of the valve seat of the globe valve.
  • a similar fuel injection device for two-stroke internal combustion engines with a mixing chamber is known, which is connected to the combustion chamber via a lift valve.
  • the mixing chamber is loaded with compressed cylinder gas via the stroke valve and, after fuel has been injected into the mixing chamber, the resulting mixture is blown into the combustion chamber through the stroke valve.
  • the fuel is supplied in the central region of the injection valve, the fuel being metered via a fuel valve designed as a seat valve on that part of the mixing chamber which faces away from the valve seat of the globe valve.
  • the valve seat of the fuel valve is arranged on or in the mixing chamber coaxially with the lift valve and can be controlled by the fuel pressure.
  • the fuel valve is biased by a spring which is supported on the control piston or on a housing transverse wall, which has the disadvantage that the various component and spring tolerances cause inaccuracies in the fuel metering. Since the valve seat is designed in or on the mixing chamber, the fuel valve requires a guide in the fixed part of the injection valve for a sealing function, which results in disadvantageous friction as a result of the necessary movement between the metering piston of the fuel valve and the guide. Due to the fuel injection into the mixing chamber, which is relatively far from the valve seat of the globe valve, the quality of the mixture preparation in the mixing chamber is quite different.
  • an air injection injector in which fuel is mixed with compressed air which is introduced into the nozzle before it is injected into the combustion chamber and is injected through the compressed air.
  • this valve is not intended and suitable for removing compressed gas from the cylinder.
  • the fuel flow path is partly formed by a longitudinal bore in the valve stem of the lift valve, the fuel being introduced into the valve stem in a region of the lift valve facing away from the valve seat.
  • the fuel outlets on the valve stem are arranged centrally with respect to the mixing chamber, which results in mixture preparation is useful when blowing in compressed air, especially when homogeneous mixing is desired.
  • stratification of the mixture in the mixing chamber can hardly be achieved in this way.
  • the object of the invention is to enable constant, reproducible operating conditions and to improve the mixture preparation in the mixing chamber with a view to reproducible stratification of the mixture in the combustion chamber, in particular in part-load operation.
  • the fuel flow path is at least partially formed by a longitudinal bore in the valve stem of the lift valve, the fuel being introduced into the valve stem in a region of the lift valve facing away from the valve seat and in that the fuel flow path is in the region of the mouth into the mixing chamber arranged check valve can be closed against the fuel delivery direction.
  • Fat mixture components are stored in the vicinity of the injection valve, and these are blown into the combustion chamber when the mixture is injected.
  • the fuel is supplied, for example, via an annular groove outside the mixing chamber and radial bores to the longitudinal bore of the valve stem.
  • a very good atomization of the fuel can be achieved in that the mouth is formed by one or more radial spray bores in the injection valve stem.
  • the wall of the mixing chamber has a bead-like or nose-like atomizing edge for atomizing the fuel jet in the area of impact of a fuel jet injected through the mouth.
  • the fuel jets emerging from the valve stem hit the atomizing edge and are fanned out by it.
  • the check valve in the outlet area from the valve stem can prevent vapor bubbles in the fuel supply.
  • the check valve is designed as an annular lip valve attached to the valve stem, the lips of which rest on the valve stem in the closed position and close the mouth, the elastically deflected by the fuel pressure in the open position Lips are directed towards the valve seat.
  • the ring seated on the injection valve shaft is elastically deformed when acted upon by the fuel pressure and thereby releases the injection openings, the fuel being deflected and atomized in a targeted manner in the direction of the valve seat by the lips of the lip valve.
  • the mouth of the fuel flow path lies in an injection area that is spatially separated from the rest of the mixing chamber.
  • the mixture stratification is thereby supported in a particularly advantageous manner.
  • the evaporation and preparation of the mixture in the mixing chamber can be further improved in that the injection valve has a heating device in the area of the mixing chamber.
  • the heating device can be designed, for example, as an electrical resistance heater or as a heat exchanger.
  • the mixing chamber wall has a surface which catalytically promotes the pre-reaction of the fuel-air mixture.
  • the catalytically active coating on the inside of the mixing chamber favors pre-reactions of the fuel and thereby accelerates the ignition of the mixture cloud after it has been blown into the combustion chamber.
  • An injection valve 1 of an internal combustion engine is shown schematically in the figures. With 2 the cylinder head, with the reference number 3 a cylinder of the internal combustion engine is indicated.
  • a lift valve 5 is slidably mounted in the valve housing 4 of the injection valve 1.
  • the lift valve 5 is actuated by a hydraulic actuation device 6, for example.
  • the actuating device 6 can also be pneumatic or electrical.
  • an actuating piston 7 of the lift valve 5 is pressurized with hydraulic pressure in the pressure chamber 8 against the force of a spring 9, whereby the lift valve 5 is deflected into the open position. When the pressure is released, the lift valve 5 is brought into the closed position by the spring 9.
  • a hydraulic line 10 leads into the pressure chamber 8 and can be connected to a pump 12 or the like via a switching valve 11.
  • the pressure chamber 8 can be relieved via the relief line 13.
  • 13a denotes a container for the hydraulic fluid, which can also be fuel.
  • the switching valve 11 is actuated via an electronic control unit ECU.
  • a mixing chamber 14 Arranged within the valve housing 4 is a mixing chamber 14 which, in the open position of the lift valve 5, is flow-connected to the combustion chamber 21 of the internal combustion engine.
  • a fuel flow path 15 opens into the mixing chamber 14, via which fuel can be injected into the mixing chamber 14.
  • the fuel supply system is indicated by the fuel tank 16, the fuel delivery device 17, a fuel valve 18 and the fuel flow path 15 within the injection valve 1.
  • the fuel flow path 15 consists of a feed channel 19 in the valve housing 4, transverse bores 20 in the valve stem 23 in the region of the feed duct 19, a longitudinal bore 22 in the valve stem 23 of the globe valve 5 and spray bores 24 in the valve stem 23 in the region of the valve seat 25.
  • a check valve 27 is provided in the region of the through the spray bores 24 formed mouth 26 of the fuel flow path 15 into the mixing chamber 14.
  • the check valve 27 is arranged directly in the region of the spray bores 24 or the longitudinal bore 22.
  • an atomizing edge 28 is provided opposite each mouth 26 of the spray bores 24 in the mixing chamber 14, at which an emerging fuel jet 29 is atomized finely.
  • the edge 28 can be designed as a nose or as an annular bead or the like.
  • FIG. 3 shows a detail of the injection valve 1 from FIG. 2 with the atomizing edge 28.
  • annular lip valve 30 surrounding the valve stem 23 is provided in the region of the orifices 26.
  • the lip valve 30 seated firmly on the valve stem 23 has elastically deformable lips 31 directed in the direction of the combustion chamber, which lips cover and close the orifices 26 of the spray bores 24 in the closed position. Due to the fuel pressure, the lips 31 of the lip valve 30 can be lifted elastically from the valve stem 23, as a result of which the fuel jet 29 is divided and atomized in a fan-shaped manner in the direction of the valve stem 23 and the valve seat 25, as can be seen in the detailed illustration in FIG. 5.
  • FIGS. 1, 2 and 4. shows an injection valve 1, the mixing chamber 14 of which is heated by a heating device 32, which can be designed electrically or as a heat exchanger.
  • the external heating device 32 can be combined with any of the other embodiment variants shown in FIGS. 1, 2 and 4.
  • the wall 14a of the mixing chamber 14 can be coated with a material or consist of a material which favors catalytic pre-reactions of the fuel and accelerates the subsequent ignition of the mixture cloud in the combustion chamber 21.
  • an injection region 14b, in which the mouth 26 lies, is spatially separated from the rest of the mixing chamber 14 by a partition wall 33. This enables the mixture layering to be improved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum (21) einer Brennkraftmaschine mit einem Einblaseventil (1) zum Entnehmen von verdichtetem Gas aus dem Zylinder (3) und zum Einblasen des Gases und des geförderten Kraftstoffes in den Zylinder (3), mit einer ventilseitigen Mischkammer (14, 14b) zum Speichern des Gases, in welche Mischkammer (14, 14b) Kraftstoff über mindestens einen in die Mischkammer (14, 14b) mündenden Kraftstoffströmungsweg (15) einbringbar ist, wobei das Einblaseventil (1) ein Hubventil (5) zur Steuerung des Gasaustausches zwischen dem Brennraum (21) und der ventilseitigen Mischkammer (14, 14b) aufweist, wobei die Mündung (26) des Kraftstoffströmungsweges (15) in die Mischkammer (14, 14b) im Bereich des Ventilsitzes (25) des Hubventiles (5) angeordnet ist. Zur Verbesserung der Gemischaufbereitung in der Mischkammer (14, 14b) wird vorgeschlagen, daß der Kraftstoffströmungsweg (15) zumindest zum Teil durch eine Längsbohrung (22) im Ventilschaft (23) des Hubventiles (5) gebildet ist, wobei die Kraftstoffeinleitung in den Ventilschaft (23) in einem dem Ventilsitz (25) abgewandten Bereich des Hubventiles (5) erfolgt und daß der Kraftstoffströmungsweg (15) durch ein im Bereich der Mündung (26) in die Mischkammer (14, 14b) angeordnetes Rückschlagventil (27; 30) entgegen der Kraftstofförderrichtung verschließbar ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Einblaseventil zum Entnehmen von verdichtetem Gas aus dem Zylinder und zum Einblasen des Gases und des geförderten Kraftstoffes in den Zylinder, mit einer ventilseitigen Mischkammer zum Speichern des Gases, in welche Mischkammer Kraftstoff über mindestens einen in die Mischkammer mündenden Kraftstoffströmungsweg einbringbar ist, wobei das Einblaseventil ein Hubventil zur Steuerung des Gasaustausches zwischen dem Brennraum und dem ventilseitigen Raum aufweist, und wobei der Ventilsitz des Hubventiles die Mischkammer gegen den Brennraum abgrenzt, wobei die Mündung des Kraftstoffströmungsweges in die Mischkammer im Bereich des Ventilsitzes des Hubventiles angeordnet ist.
  • Für extremen Magerbetrieb muß insbesondere im Teillastbereich im Brennraum'eine reproduzierbare Schichtung des Gemisches erreicht werden. Dies ist nur möglich, wenn die Gemischaufbereitung in der Mischkammer mit konstanten Ergebnissen reproduzierbar ist.
  • Aus der EP 399 991 A1 ist eine Einrichtung der genannten Art bekannt, mit der verdichtetes Gas während eines Arbeitszyklus aus dem Zylinder entnommen, zwischengespeichert und im darauffolgenden Arbeitszyklus zusammen mit dem Kraftstoff in den Zylinder eingeblasen wird, wobei die Entnahme einer kleinen Menge heißen Gases aus dem Zylinder zeitlich gesteuert über ein in den Brennraum des Zylinders öffnendes Ventil erfolgt. In die durch den Ventilraum des Ventils gebildete Mischkammer, in welcher das entnommene heiße Gas kurzfristig gespeichert wird, wird Kraftstoff eingespritzt, wodurch ein im wesentlichen homogenes Gas-Kraftstoff-Gemisch entsteht. Schließlich wird das gespeicherte Kraftstoff-Gas-Gemisch im darauffolgenden Arbeitszyklus durch das in den Zylinder öffnende Ventil in den Brennraum eingeblasen. Die Einspritzung des Kraftstoffes in die Mischkammer erfolgt dabei über die Mischkammerwand, etwa im mittleren Kammerbereich. Dies hat den Nachteil, daß die Gemischaufbereitung in der Mischkammer nicht optimal ist und durch die unvollständige Zerstäubung ein unterschiedlich starker Kraftstoffilm an der Mischkammerwand entsteht. Dadurch ist, insbesondere im Teillastbereich, eine reproduzierbare Ladungsschichtung nur schwer realisierbar.
  • Aus der DE 40 30 890 A1 ist eine ähnliche Kraftstoffeinblaseeinrichtung für Zweitakt-Brennkraftmaschinen mit einer Mischkammer bekannt, welche mit dem Brennraum über ein Hubventil verbunden ist. Auch hier wird über das Hubventil die Mischkammer mit komprimiertem Zylindergas geladen und nach der Einspritzung von Kraftstoff in die Mischkammer das entstandene Gemisch durch das Hubventil in den Brennraum eingeblasen. Im mittleren Bereich des Einblaseventiles wird der Kraftstoff zugeführt, wobei die Kraftstoffzumessung über ein als Sitzventil ausgebildetes Kraftstoffventil an dem dem Ventilsitz des Hubventiles abgewandten Teil der Mischkammer erfolgt. Der Ventilsitz des Kraftstoffventiles ist dabei an oder in der Mischkammer koaxial zum Hubventil angeordnet und durch den Kraftstoffdruck steuerbar. Das Kraftstoffventil wird durch eine Feder vorgespannt, die sich am Steuerkolben oder an einer Gehäusequerwand abstützt, was den Nachteil hat, daß die verschiedenen Bauteil- und Federtoleranzen Ungenauigkeiten in der Kraftstoffzumessung verursachen. Da der Ventilsitz in oder an der Mischkammer ausgeführt ist, benötigt das Kraftstoffventil für eine Dichtfunktion eine Führung im feststehenden Teil des Einblaseventiles, was infolge der notwendigen Bewegung zwischen Dosierkolben des Kraftstoffventiles und der Führung eine nachteilige Reibung mit sich bringt. Durch die relativ weit entfernt vom Ventilsitz des Hubventiles in die Mischkammer erfolgende Kraftstoffeinspritzung ist die Qualität der Gemischaufbereitung in der Mischkammer recht unterschiedlich.
  • Ferner ist aus der DE 830 589 C eine Lufteinblase-Einspritzdüse bekannt, bei der Kraftstoff mit Druckluft, welche in die Düse eingeführt wird, vor seiner Einspritzung in den Brennraum gemischt und durch die Druckluft eingeblasen wird. Dieses Ventil ist aber nicht dazu bestimmt und geeignet, um verdichtetes Gas aus dem Zylinder zu entnehmen. Der Kraftstoffströmungsweg ist zum Teil durch eine Längsbohrung im Ventilschaft des Hubventiles gebildet, wobei die Kraftstoffeinleitung in den Ventilschaft in einem den Ventilsitz abgewandten Bereich des Hubventiles erfolgt. Die Kraftstoffmündungen am Ventilschaft sind zentral bezüglich der Mischkammer angeordnet, was zur Gemischaufbereitung bei der Drucklufteinblasung zweckmäßig ist, insbesondere dann, wenn eine homogene Vermischung angestrebt wird. Eine Schichtung des Gemisches in der Mischkammer kann auf diese Weise allerdings kaum erreicht werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, konstante, reproduzierbare Betriebsbedingungen zu ermöglichen und die Gemischaufbereitung in der Mischkammer im Hinblick auf eine reproduzierbare Schichtung des Gemisches im Brennraum, insbesondere im Teillastbetrieb zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Kraftstoffströmungsweg zumindest zum Teil durch eine Längsbohrung im Ventilschaft des Hubventiles gebildet ist, wobei die Kraftstoffeinleitung in den Ventilschaft in einem dem Ventilsitz abgewandten Bereich des Hubventiles erfolgt und daß der Kraftstoffströmungsweg durch ein im Bereich der Mündung in die Mischkammer angeordnetes Rückschlagventil entgegen der Kraftstofförderrichtung verschließbar ist. In der Nähe des Einblaseventiles werden fette Gemischanteile vorgelagert und diese bei der Gemischeinblasung zuerst in den Brennraum eingeblasen. Der Kraftstoff wird dabei beispielsweise über eine Ringnut außerhalb der Mischkammer und radialen Bohrungen der Längsbohrung des Ventilschaftes zugeführt. Eine sehr gute Zerstäubung des Kraftstoffes kann dadurch erreicht werden, daß die Mündung durch eine oder mehrere radiale Spritzbohrungen im Einblaseventilschaft gebildet ist. Zur weiteren Verbesserung der Kraftstoffzerstäubung kann vorgesehen sein, daß die Wand der Mischkammer im Auftreffbereich eines durch die Mündung eingespritzten Kraftstoffstrahles eine wulst- oder nasenartige Zerstäubungskante zur Zerstäubung des Kraftstoffstrahles aufweist. Die aus dem Ventilschaft austretenden Kraftstoffstrahlen treffen dabei auf die Zerstäubungskante und werden durch diese fein aufgefächert. Durch das Rückschlagventil im Austrittsbereich aus dem Ventilschaft können Dampfblasen in der Kraftstoffzuführung verhindert werden.
  • In einer äußerst vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß das Rückschlagventil als ein am Ventilschaft befestigtes, ringförmiges Lippenventil ausgeführt ist, dessen Lippen in der Schließstellung am Ventilschaft anliegen und die Mündung verschließen, wobei in der Öffnungsstellung die durch den Kraftstoffdruck elastisch ausgelenkten Lippen etwa zum Ventilsitz gerichtet sind. Der auf dem Einblaseventilschaft sitzende Ring wird bei Beaufschlagung durch den Kraftstoffdruck elastisch verformt und gibt dadurch die Einspritzöffnungen frei, wobei durch die Lippen des Lippenventils der Kraftstoff gezielt in Richtung des Ventilsitzes abgelenkt und zerstäubt wird.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Mündung des Kraftstoffströmungsweges in einem räumlich von der übrigen Mischkammer geteilten Einspritzbereich liegt. Dadurch wird die Gemischschichtung in besonders vorteilhafter Weise unterstützt.
  • Die Verdampfung und Aufbereitung des Gemisches in der Mischkammer kann weiters dadurch verbessert werden, daß das Einblaseventil im Bereich der Mischkammer eine Heizeinrichtung aufweist. Die Heizeinrichtung kann beispielsweise als elektrische Widerstandsheizung oder als Wärmetauscher ausgebildet sein.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mischkammerwand eine die Vorreaktion des Kraftstoff-Luft-Gemisches katalytisch begünstigende Oberfläche aufweist. Die katalytisch wirkende Beschichtung an der Innenseite der Mischkammer begünstigt Vorreaktionen des Kraftstoffes und beschleunigt dadurch die Entflammung der Gemischwolke nach der Einblasung in den Brennraum.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 und 2
    Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Einblaseventiles im Längsschnitt,
    Fig. 3
    eine Detailansicht des Ventiles aus Fig. 2,
    Fig. 4
    eine dritte Ausführungsvariante,
    Fig. 5
    eine Detailansicht des Ventiles aus Fig. 4,
    Fig. 6 und 7
    weitere Ausführungsvarianten der Erfindung.
  • Funktionsgleiche Teile tragen die gleichen Bezugszeichen.
  • In den Fig. ist schematisch ein Einblaseventil 1 einer nicht weiter dargestellten Brennkraftmaschine gezeigt. Mit 2 ist der Zylinderkopf, mit dem Bezugszeichen 3 ein Zylinder der Brennkraftmaschine angedeutet. Im Ventilgehäuse 4 des Einblaseventiles 1 ist ein Hubventil 5 verschiebbar gelagert. Das Hubventil 5 wird durch eine beispielsweise hydraulische Betätigungseinrichtung 6 betätigt. Genauso kann die Betätigungseinrichtung 6 auch pneumatisch oder elektrisch sein. In der in Fig. 1 dargestellten hydraulischen Betätigungseinrichtung 6 wird ein Betätigungskolben 7 des Hubventiles 5 mit hydraulischem Druck in der Druckkammer 8 entgegen der Kraft einer Feder 9 mit Druck beaufschlagt, wodurch das Hubventil 5 in die Öffnungsstellung ausgelenkt wird. Bei Druckentlastung wird das Hubventil 5 durch die Feder 9 in die Schließstellung gebracht. In den Druckraum 8 führt eine Hydraulikleitung 10, welche über ein Schaltventil 11 mit einer Pumpe 12 od. dgl. verbindbar ist. In einer zweiten Stellung des Schaltventiles 11 kann der Druckraum 8 über die Entlastungsleitung 13 entlastet werden. 13a bezeichnet einen Behälter für die Hydraulikflüssigkeit, welche auch Kraftstoff sein kann. Das Schaltventil 11 wird über eine elektronische Steuereinheit ECU betätigt.
  • Innerhalb des Ventilgehäuses 4 ist eine Mischkammer 14 angeordnet, welche in der Öffnungsstellung des Hubventiles 5 mit dem Brennraum 21 der Brennkraftmaschine strömungsverbunden ist. In die Mischkammer 14 mündet ein Kraftstoffströmungsweg 15, über welchen Kraftstoff in die Mischkammer 14 eingespritzt werden kann. Das Kraftstoffversorgungssystem ist durch den Kraftstoffbehälter 16, die Kraftstoffördereinrichtung 17, ein Kraftstoffventil 18 und den Kraftstoffströmungsweg 15 innerhalb des Einblaseventiles 1 angedeutet. Der Kraftstoffströmungsweg 15 besteht aus einem Zuführkanal 19 im Ventilgehäuse 4, Querbohrungen 20 im Ventilschaft 23 im Bereich des Zuführkanals 19, einer Längsbohrung 22 im Ventilschaft 23 des Hubventiles 5 und Spritzbohrungen 24 im Ventilschaft 23 im Bereich des Ventilsitzes 25. Im Bereich der durch die Spritzbohrungen 24 gebildeten Mündung 26 des Kraftstoffströmungsweges 15 in die Mischkammer 14 ist ein Rückschlagventil 27 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel in Fig. 1 und 2 ist das Rückschlagventil 27 unmittelbar im Bereich der Spritzbohrungen 24 bzw. der Längsbohrung 22 angeordnet.
  • Im in Fig. 2 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist gegenüber jeder Mündung 26 der Spritzbohrungen 24 in die Mischkammer 14 eine Zerstäubungskante 28 vorgesehen, an der ein austretender Kraftstoffstrahl 29 fein zerstäubt wird. Die Kante 28 kann als Nase oder als ringförmiger Wulst od. dgl. gestaltet sein. Fig. 3 zeigt ein Detail des Einblaseventils 1 aus Fig. 2 mit der Zerstäubungskante 28.
  • In einer in Fig. 4 gezeigten anderen Ausführungsvariante der Erfindung ist anstelle oder zusätzlich zum Rückschlagventil 27 ein den Ventilschaft 23 umgebendes ringförmiges Lippenventil 30 im Bereich der Mündungen 26 vorgesehen. Das fest am Ventilschaft 23 sitzende Lippenventil 30 weist in Richtung Brennraum gerichtete elastisch verformbare Lippen 31 auf, welche in der Schließstellung die Mündungen 26 der Spritzbohrungen 24 abdecken und verschließen. Durch den Kraftstoffdruck können die Lippen 31 des Lippenventils 30 elastisch vom Ventilschaft 23 angehoben werden, wodurch der Kraftstoffstrahl 29 fächerartig in Richtung des Ventilschaftes 23 und des Ventilsitzes 25 aufgeteilt und zerstäubt wird, wie in der Detaildarstellung in Fig. 5 erkennbar ist.
  • Fig. 6 zeigt ein Einblaseventil 1, dessen Mischkammer 14 über eine Heizeinrichtung 32, welche elektrisch oder als Wärmetauscher ausgebildet sein kann, beheizt wird. Die externe Heizeinrichtung 32 ist mit jeder der anderen in Fig. 1, 2 und 4 gezeigten Ausführungsvarianten kombinierbar.
  • Die Wand 14a der Mischkammer 14 kann mit einem Material beschichtet sein oder aus einem Material bestehen, welches katalytische Vorreaktionen des Kraftstoffes begünstigt und die spätere Entflammung der Gemischwolke im Brennraum 21 beschleunigt.
  • Weiters kann, wie in Fig. 7 dargestellt, ein räumlich durch eine Trennwand 33 vom Rest der Mischkammer 14 getrennter Einspritzbereich 14b vorgesehen sein, in welchem die Mündung 26 liegt. Dies ermöglicht eine Verbesserung der Gemischschichtung.

Claims (7)

  1. Einrichtung zum Einbringen von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine mit einem Einblaseventil zum Entnehmen von verdichtetem Gas aus dem Zylinder und zum Einblasen des Gases und des geförderten Kraftstoffes in den Zylinder, mit einer ventilseitigen Mischkammer zum Speichern des Gases, in welche Mischkammer Kraftstoff über mindestens einen in die Mischkammer mündenden Kraftstoffströmungsweg einbringbar ist, wobei das Einblaseventil ein Hubventil zur Steuerung des Gasaustausches zwischen dem Brennraum und dem ventilseitigen Raum aufweist, und wobei der Ventilsitz des Hubventiles die Mischkammer gegen den Brennraum abgrenzt, wobei die Mündung des Kraftstoffströmungsweges in die Mischkammer im Bereich des Ventilsitzes des Hubventiles angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffströmungsweg (15) zumindest zum Teil durch eine Längsbohrung (22) im Ventilschaft (23) des Hubventiles (5) gebildet ist, wobei die Kraftstoffeinleitung in den Ventilschaft (23) in einem dem Ventilsitz (25) abgewandten Bereich des Hubventiles (5) erfolgt und daß der Kraftstoffströmungsweg (15) durch ein im Bereich der Mündung (26) in die Mischkammer (14, 14b) angeordnetes Rückschlagventil (27; 30) entgegen der Kraftstofförderrichtung verschließbar ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (26) durch eine oder mehrere radiale Spritzbohrungen (24) im Ventilschaft (23) gebildet ist.
  3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (14a) der Mischkammer (14, 14b) im Auftreffbereich eines durch die Mündung (26) eingespritzten Kraftstoffstrahles (29) eine wulst- oder nasenartige Zerstäubungskante (28) zur Zerstäubung des Kraftstoffstrahles (29 aufweist.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil als ein am Ventilschaft (23) befestigtes, ringförmiges Lippenventil (30) ausgeführt ist, dessen Lippen (31) in der Schließstellung am Ventilschaft (23) anliegen und die Mündung (26) verschließen, wobei in der Öffnungsstellung die durch den Kraftstoffdruck elastisch ausgelenkten Lippen (31) etwa zum Ventilsitz (25) gerichtet sind.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (26) des Kraftstoffströmungsweges (15) in einem räumlich von der übrigen Mischkammer (14) geteilten Einspritzbereich (14b) liegt.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblaseventil (1) im Bereich der Mischkammer (14, 14b) eine Heizeinrichtung (32) aufweist.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammerwand (14a) eine die Vorreaktion des Kraftstoff-Luft-Gemisches katalytisch begünstigende Oberfläche aufweist.
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