EP0770175A1 - Fuel injection unit for an internal combustion engine - Google Patents

Fuel injection unit for an internal combustion engine

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EP0770175A1
EP0770175A1 EP95942026A EP95942026A EP0770175A1 EP 0770175 A1 EP0770175 A1 EP 0770175A1 EP 95942026 A EP95942026 A EP 95942026A EP 95942026 A EP95942026 A EP 95942026A EP 0770175 A1 EP0770175 A1 EP 0770175A1
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EP
European Patent Office
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fuel
air
air supply
evaporator
fuel injection
Prior art date
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EP95942026A
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German (de)
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EP0770175B1 (en
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Jörg Lange
Herbert Gladigow
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Ulev GmbH
Texas Instruments Holland BV
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Publication date
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Publication of EP0770175A1 publication Critical patent/EP0770175A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0770175B1 publication Critical patent/EP0770175B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • F02M43/00—Fuel-injection apparatus operating simultaneously on two or more fuels, or on a liquid fuel and another liquid, e.g. the other liquid being an anti-knock additive
    • 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
    • F02M53/00—Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • F02M53/04—Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means
    • F02M53/06—Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means with fuel-heating means, e.g. for vaporising
    • 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
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/047—Injectors peculiar thereto injectors with air chambers, e.g. communicating with atmosphere for aerating the nozzles

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • a fuel injection device with an injection valve and a fuel evaporator connected to it is already known from SAE article 390710, "Cold start Performance of an automotive engine using prevaporized gasoline".
  • the fuel vaporizer consists of an electrically heated tube into which the fuel is injected from the injection valve.
  • three compressed air nozzles are arranged in the connection area between the fuel evaporator and the injection valve, one of which one blows the air radially to the fuel to deflect the fuel jet, and the other two blow the air tangentially to cause the deflected fuel jet to rotate so that the fuel jet travels substantially helically through the electrically heated evaporator tube.
  • a further fuel injection device with an injection valve in which an electrical heating element is arranged in the outlet duct adjoining the injection opening of the injection valve in order to cause the fuel sprayed thereon to evaporate.
  • An air nozzle opens into the area of the outlet duct between the injection opening of the injection valve and the heating element, which air is used to take advantage of the pressure drop in the intake pipe and is mixed with the fuel jet from the injection valve.
  • the device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the air supply in the area of the outlet opening of the fuel evaporator causes a formation of the steam jet emerging from the heated fuel evaporator and that when the fuel evaporator is switched off, that is, the fuel evaporator is not heated, an improved atomization of the escaping fuel jet is reached.
  • annular gap nozzles and nozzles with a plurality of nozzle openings arranged around the outlet opening of the fuel evaporator are particularly suitable, through which air can be blown essentially radially into a fuel jet emerging from the fuel evaporator. Due to the suction effect provided according to the invention, fuel deposits on its inner walls and its evaporator structure can be avoided, particularly in the case of a non-heated fuel evaporator.
  • blow-out opening is designed in such a way that its effective cross section determines the amount of air to be mixed with the fuel jet.
  • the air supply device with an idle actuator of the corresponding internal combustion engine, so that all of the idle air is mixed into the fuel jet via the air supply device.
  • FIG. 1 is a partially sectioned, schematic view of a fuel injection device according to the invention
  • Fig. 2 shows a section substantially along line II-II in Figure 1 in another embodiment of the invention.
  • Fig. 3 shows a schematic section through a fuel evaporator according to a further embodiment of the invention. Corresponding components are provided with the same reference numerals in the various figures of the drawing.
  • FIG. 1 shows a fuel injection device for an internal combustion engine with an injection valve 10, to which fuel under pressure can be supplied from a pressurized fuel source (not shown) via a fuel supply connection 11 and which can be connected via a connecting section 12 to an electrical or electronic engine control unit (not shown).
  • a spray hole section 13 of the injection valve 10 is arranged in a cylindrical recess 14 of a housing 15.
  • a fuel evaporator 16 is located at a distance from the spray hole section 13 in the spray direction S behind the spray hole section 13 in the housing 15, an inlet opening 17 of the fuel evaporator 16 being arranged opposite the spray hole (not shown in any more detail) such that an outlet space is located between the spray hole section 13 and the inlet opening 17 18 for fuel ejected from the injection valve 10 is formed in the cylindrical recess 14.
  • the fuel vaporizer 16 has between its inlet opening 17 and an outlet opening 19 an evaporation region 20 with an evaporator structure 21 arranged therein, which can be heated by means of an electrical heater 22 surrounding the evaporation region 20 and / or directly (not shown).
  • a heating current supply, not shown Line for the heater 22 can be connected to a corresponding power source via a connecting section 23 on the housing 15.
  • the outlet opening 19 of the fuel evaporator 16 is surrounded by an air blow-out device 24 of an air supply device 25, which is preferably designed as an annular gap nozzle and to which there is an outlet opening 26 in the housing 15 for a fuel-air mixture formed in the area of the outlet opening 19 of the fuel evaporator 16.
  • the outlet opening 26 has a guide surface 27 arranged circumferentially with respect to the fuel jet direction A.
  • an air supply line 28 is provided in the housing 15, which can be connected to a corresponding compressed air source, not shown, via a suitable connecting piece 29 or the like.
  • a suitable pump (not shown) can be used as the compressed air source, the suction side of which is connected to the ambient air and the pressure side of which is connected to the air supply line 28.
  • the air supply line 28 is preferably connected to the intake pipe of the internal combustion engine, in which the fuel injection device according to the invention is used, in such a way that the air to be mixed with the fuel in the region of the outlet opening 19 of the fuel vaporizer 16 is supplied using the pressure gradient in the intake pipe.
  • the air supply line 28 it is in particular possible to connect the air supply line 28 to the outlet side of an idle control device the, so that in idle mode, all of the idle air is mixed with the fuel emerging from the fuel evaporator 16.
  • the annular gap nozzle 24 is to be designed such that it does not determine the amount of air to be mixed in, since the metering of the idle air for regulating the idle operation of the internal combustion engine is carried out by the idle actuator.
  • the air blow-out device 24 ' can also be provided with a plurality of nozzles 30 arranged in a star shape in relation to the fuel jet direction A, which are expediently arranged evenly distributed in the circumferential direction.
  • the individual nozzles 30 are connected to the air supply line 28 via an annular channel 31.
  • other suitable designs for. E. Sections arranged in sectors possible.
  • the fuel injection device Immediately after an internal combustion engine is started, the fuel injection device according to the invention is operated in such a way that the fuel evaporator is electrically heated so that its evaporator structure 21 heats up.
  • the fuel injected into the evaporation region 20 by the injection valve 10 and which comes into contact with the evaporator structure 21 is thus evaporated, so that a corresponding fuel vapor jet emerges from the fuel evaporator 16.
  • This fuel vapor jet is shaped by the air blown out of the air blow-out device, that is to say from the annular gap nozzle 24 or the individual nozzles 30, and mixed with it.
  • the mixture formation for the internal combustion engine can be improved.
  • a second air supply line 32 is provided in an embodiment of the invention shown in FIG Connection piece 33 is also connectable to an air source.
  • the air supply line 32 opens into the outlet space 18, which opens between the spray hole section 13 of the injection valve 10 and the inlet opening 17 of the fuel vaporizer 16.
  • the air fed into the outlet space 18 through the second air supply line 32 is conducted through the evaporation region 20 of the fuel evaporator 16 together with the fuel sprayed out of the injection valve 10.
  • the heater 22 of the fuel vaporizer 16 is switched off, this air causes fuel droplets which may be deposited on the vaporizer structure 21 to be carried along again, so that the fuel vaporizer is flushed by this additional air.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention concerns a fuel injection unit for an internal combustion engine. The unit comprises an injection valve (10), a fuel vaporiser (16) into the intake aperture of which fuel can be injected by the inlet valve (10) and from the outlet aperture (19) of which a fuel jet issues; and an air supply unit (25) which supplies air to the fuel vaporiser (16) for mixing with the fuel jet. In order to improve the fuel discharge from the fuel vaporiser (16), it is proposed that the air supply unit (25) should be provided with an air expulsion unit (24, 24') in the vicinity of the outlet aperture (19) of the fuel vaporiser (16) through which the air to be added is introduced into the fuel jet issuing from the fuel vaporiser (16).

Description

KRAFTSTOFFEINSPRITZVORRICKTUNG  FUEL INJECTION PRINCIPLE
FÜR EINEN VERBRENNUNGSMOTOR  FOR A COMBUSTION ENGINE
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Aus dem SAE-Artikel 390710, "Cold start Performance of an automotive engine using prevaporized gasoline" ist bereits eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Einspritzventil und einem daran anschließenden Kraftstoffverdampfer bekannt. Der Kraftstoffverdampfer besteht dabei aus einem elektrisch geheizten Röhrchen, in das der Kraftstoff aus dem Einspritzventil eingespritzt wird. A fuel injection device with an injection valve and a fuel evaporator connected to it is already known from SAE article 390710, "Cold start Performance of an automotive engine using prevaporized gasoline". The fuel vaporizer consists of an electrically heated tube into which the fuel is injected from the injection valve.
Um den Kraftstoffstrahl mit der Innenwand des Röhrchens in Berührung zu bringen, so daß der Kraftstoff verdampft wird, sind im Anschlußbereich zwischen dem Kraftstoffverdampfer und dem Einspritzventil drei Druckluftdüsen angeordnet, von denen eine die Luft radial zum Kraftstoff einbläst, um den Kraftstoffstrahl auszulenken, und die beiden anderen die Luft tangential einblasen, um den ausgelenkten Kraftstoffstrahl in Rotation zu versetzen, so daß sich der Kraftstoffstrahl im wesentlichen schraubenlinienförmig durch das elektrisch beheizte Verdampferröhrchen bewegt. In order to bring the fuel jet into contact with the inner wall of the tube so that the fuel is evaporated, three compressed air nozzles are arranged in the connection area between the fuel evaporator and the injection valve, one of which one blows the air radially to the fuel to deflect the fuel jet, and the other two blow the air tangentially to cause the deflected fuel jet to rotate so that the fuel jet travels substantially helically through the electrically heated evaporator tube.
Aus der DE 28 43 534 A1 ist eine weitere Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit einem Einspritzventil bekannt, bei der im an die Spritzöffnung des Einspritzventils anschließenden Austrittskanal ein elektrisches Heizelement angeordnet ist, um eine Verdampfung des darauf gespritzten Kraftstoffs zu bewirken. In den Eereich des A.ustrittskanals zwischen der Spritzöffnung des Einspritzventils und dem Heizelement mündet eine Luftdüse, der unter Ausnutzung des Druckgefέlles im Ansaugrohr aus dem Ansaugrohr Luft zugeführt wird, die dem Kraftstoffstrahl aus dem Einspritzventil beigemischt wird. From DE 28 43 534 A1 a further fuel injection device with an injection valve is known, in which an electrical heating element is arranged in the outlet duct adjoining the injection opening of the injection valve in order to cause the fuel sprayed thereon to evaporate. An air nozzle opens into the area of the outlet duct between the injection opening of the injection valve and the heating element, which air is used to take advantage of the pressure drop in the intake pipe and is mixed with the fuel jet from the injection valve.
Die Verwendung von Kraftstoffverdampfern in Kraftstoffeinspritzvorrichtungen hat sich bewährt, um nach dem Starten des Verbrennungsmotors den Schadstoffausstoß zu reduzieren. Eine derartige Schadstoffreduzierung ist solange erforderlich, wie ein in die Auspuffanlage des Verbrennungsmotors integrierter Katalysator noch nicht seine Betriebstemperatur erreicht hat und daher noch nicht voll funktionsfähig ist. Sobald der Katalysator jedoch auf seine Betriebstemperatur erwärmt ist, ist eine Vorverdampfung des Kraftstoffs nicht mehr erforderlich, so daß der Kraftstoffverdampfer beim normalen Betrieb des Verbrennungsmotors abgeschaltet werden kann. Wenn jedoch Kraftstoffverdampfer, die direkt mit dem Einspritzventil gekoppelt sind, elektrisch nicht beheizt werden, treten Probleme bei der Bildung des Kraftstoffluftgemisches auf, da der Kraftstoffverdampfer den vom Einspritzventil erzeugten Kraft stoffstrahl beeinträchtigt und damit den Kraftstoffaustrag stört. The use of fuel vaporizers in fuel injection devices has proven itself in order to reduce pollutant emissions after the internal combustion engine has started. Such a pollutant reduction is necessary as long as a catalytic converter integrated in the exhaust system of the internal combustion engine has not yet reached its operating temperature and is therefore not yet fully functional. However, as soon as the catalytic converter has warmed up to its operating temperature, pre-evaporation of the fuel is no longer necessary, so that the fuel evaporator can be switched off during normal operation of the internal combustion engine. However, if fuel vaporizers that are directly coupled to the injection valve are not electrically heated, problems arise in the formation of the fuel / air mixture, since the fuel vaporizer uses the force generated by the injection valve affects the jet of fuel and thus interferes with fuel discharge.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Luftzufuhr im Bereich der Auslaßöffnung des Kraftstoffverdampfers eine Formung des aus dem beheizten Kraftstoffverdampfer austretenden Dampfstrahles bewirkt wird und daß bei abgeschaltetem Kraftstoffverdampfer, also nicht beheiztem Kraftstoffverdampfer eine verbesserte Zerstäubung des austretenden Kraftstoffstrahls erreicht wird. The device according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that the air supply in the area of the outlet opening of the fuel evaporator causes a formation of the steam jet emerging from the heated fuel evaporator and that when the fuel evaporator is switched off, that is, the fuel evaporator is not heated, an improved atomization of the escaping fuel jet is reached.
Besonders vorteilhaft ist es, daß sich durch eine entsprechende Führung der zum Kraftstoffstrahl zuzumischenden Luft ein Saugeffekt ergibt, der das A.ustragverhalten für den Kraftstoff aus dem Verdampfungsbereich des Kraftstoffverdampfers wesentlich verbessert. Hierfür eignen sich insbesondere Ringspaltdüsen und Düsen mit einer Vielzahl von um die Auslaßöffnung des Kraftstoffverdampfers herum angeordneten Düsenöffnungen, durch die Luft im wesentlichen radial in einen aus dem Kraftstoffverdampfer austretenden Kraftstoffstrahl geblasen werden kann. Aufgrund des erfindungsgemäß vorgesehenen Saugeffekts lassen sich insbesondere bei nicht beheiztem Kraftstoffverdampfer Kraftstoffablagerungen an dessen Innenwänden und dessen Verdampferstruktur vermeiden. It is particularly advantageous that a corresponding guidance of the air to be mixed into the fuel jet results in a suction effect which significantly improves the discharge behavior for the fuel from the evaporation area of the fuel evaporator. For this purpose, annular gap nozzles and nozzles with a plurality of nozzle openings arranged around the outlet opening of the fuel evaporator are particularly suitable, through which air can be blown essentially radially into a fuel jet emerging from the fuel evaporator. Due to the suction effect provided according to the invention, fuel deposits on its inner walls and its evaporator structure can be avoided, particularly in the case of a non-heated fuel evaporator.
Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Ausblasöffnung so ausgebildet ist, daß ihr wirksamer Querschnitt die Menge der zum Kraftstoffstrahl zuzumischenden Luft festlegt. Alternativ dazu kann die Luftzuführeinrichtung mit einem Leerlaufsteller des entsprechenden Verbrennungsmotors verbunden sein, so daß die gesamte Leerlaufluft dem Kraftstoffstrahl über die Luftzuführeinrichtung zugemischt wird. It is particularly advantageous if the blow-out opening is designed in such a way that its effective cross section determines the amount of air to be mixed with the fuel jet. Alternatively, the air supply device with an idle actuator of the corresponding internal combustion engine, so that all of the idle air is mixed into the fuel jet via the air supply device.
Um Kraftstoffablagerungen bei nicht beheiztem Kraftstoffverdampfer noch besser zu verhindern, ist es vorteilhaft, wenn neben der Luftzufuhr im Bereich der Auslaßöffnung auch eine Luftzufuhr zur Einlaßöffnung des Kraftstoffverdampfers vorgesehen wird, wodurch eine Spülung des Verdampferbereichs und der Verdampferstruktur erreicht wird. In order to better prevent fuel deposits when the fuel evaporator is not heated, it is advantageous if, in addition to the air supply in the area of the outlet opening, an air supply to the inlet opening of the fuel evaporator is also provided, as a result of which the evaporator area and the evaporator structure are flushed.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Advantageous further developments and improvements of the device specified in the main claim are possible through the measures listed in the subclaims.
Zeichnung drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene, schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung, 1 is a partially sectioned, schematic view of a fuel injection device according to the invention,
Fig. 2 einen Schnitt im wesentlichen nach Linie II-II in Figur 1 bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 2 shows a section substantially along line II-II in Figure 1 in another embodiment of the invention, and
Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch einen Kraftstoffverdampfer nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 3 shows a schematic section through a fuel evaporator according to a further embodiment of the invention. Corresponding components are provided with the same reference numerals in the various figures of the drawing.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments
Figur 1 zeigt eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Einspritzventil 10, dem über einen Kraftstoffzuführanschluß 11 unter Druck stehender Kraftstoff von einer nicht dargestellten Druckkraftstoffquelle zuführbar ist und das über einen Verbindungsabschnitt 12 mit einem nicht dargestellten elektrischen oder elektronischen Motorsteuergsrät verbindbar ist. Ein Spritzlochabschr.itt 13 des Einspritzventils 10 ist in einer zylindrischen Ausnehmung 14 eines Gehäuses 15 angeordnet. FIG. 1 shows a fuel injection device for an internal combustion engine with an injection valve 10, to which fuel under pressure can be supplied from a pressurized fuel source (not shown) via a fuel supply connection 11 and which can be connected via a connecting section 12 to an electrical or electronic engine control unit (not shown). A spray hole section 13 of the injection valve 10 is arranged in a cylindrical recess 14 of a housing 15.
Ein Kraftstoffverdampfer 16 ist mit einem Abstand zum Spritzlochabschnitt 13 in Spritzrichtung S hinter dem Spritzlochabschnitt 13 im Gehäuse 15 untergebracht, wobei eine Einlaßöffnung 17 des KraftstoffVerdampfers 16 dem nicht näher dargestellten Spritzloch derart gegenüberliegend angeordnet ist, daß zwischen dem Spritzlochabschnitt 13 und der Einlaßöffnung 17 ein Austrittsraum 18 für aus dem Einspritzventil 10 ausgespritzten Kraftstoff in der zylindrischen A.usnehmung 14 gebildet ist. A fuel evaporator 16 is located at a distance from the spray hole section 13 in the spray direction S behind the spray hole section 13 in the housing 15, an inlet opening 17 of the fuel evaporator 16 being arranged opposite the spray hole (not shown in any more detail) such that an outlet space is located between the spray hole section 13 and the inlet opening 17 18 for fuel ejected from the injection valve 10 is formed in the cylindrical recess 14.
Der Kraftstoffverdampfer 16 weist zwischen seiner Einlaßöffnung 17 und einer A.uslaßöffnung 19 einen Verdampfungsbereich 20 mit einer darin angeordneten Verdampferstruktur 21 auf, die mittels einer den Verdampfungsbereich 20 umgebenden elektrischen Heizung 22 und/oder direkt (nicht dargestellt) beheizbar ist. Eine nicht näher dargestellte Heizstromzuführ leitung für die Heizung 22 ist über einen Verbindungsabschnitt 23 am Gehäuse 15 mit einer entsprechenden Stromquelle verbindbar. The fuel vaporizer 16 has between its inlet opening 17 and an outlet opening 19 an evaporation region 20 with an evaporator structure 21 arranged therein, which can be heated by means of an electrical heater 22 surrounding the evaporation region 20 and / or directly (not shown). A heating current supply, not shown Line for the heater 22 can be connected to a corresponding power source via a connecting section 23 on the housing 15.
Die Auslaßöffnung 19 des Kraftstoffverdampfers 16 ist von einer Luftausblaseinrichtung 24 einer Luftzuführeinrichtung 25 umgeben, die vorzugsweise als Ringspaltdüse ausgebildet ist und an die sich eine Austrittsöffnung 26 im Gehäuse 15 für ein im Bereich der Auslaßöffnung 19 des Kraftstoffverdampfers 16 gebildetes Kraftstoffluftgemisch anschließt. Die Austrittsöffnung 26 weist eine bezüglich der Kraftstoffstrahlrichtung A umfangsmäßig angeordnete Führungsfläche 27 auf. The outlet opening 19 of the fuel evaporator 16 is surrounded by an air blow-out device 24 of an air supply device 25, which is preferably designed as an annular gap nozzle and to which there is an outlet opening 26 in the housing 15 for a fuel-air mixture formed in the area of the outlet opening 19 of the fuel evaporator 16. The outlet opening 26 has a guide surface 27 arranged circumferentially with respect to the fuel jet direction A.
Um der als Luftausblaseinrichtung dienenden F.ingspaltdüse 24 Luft, vorzugsweise Druckluft, zuzuführen, ist im Gehäuse 15 eine Luftzuführleitung 28 vorgesehen, die über einen geeigneten Anschlußstutzen 29 oder dergleichen mit einer entsprechenden, nicht näher dargestellten Druckluftquelle verbindbar ist. In order to supply air, preferably compressed air, to the spring gap nozzle 24 serving as the air blowing device, an air supply line 28 is provided in the housing 15, which can be connected to a corresponding compressed air source, not shown, via a suitable connecting piece 29 or the like.
Als Druckluftquelle kann beispielsweise eine geeignete Pumpe (nicht dargestellt) verwendet werden, deren Ansaugseite mit der Umgebungsluft verbunden ist und deren Druckseite an die Luftzuführleitung 28 angeschlossen ist. Bevorzugterweise ist jedoch die Luftzufuhrleitung 28 so mit dem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors, in dem die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung verwendet wird, verbunden, daß die dem Kraftstoff im Bereich der Auslaßöffnung 19 des Kraftstoffverdampfers 16 zuzumischende Luft unter Ausnutzung des Druckgefälles im Ansaugrohr zugeführt wird. For example, a suitable pump (not shown) can be used as the compressed air source, the suction side of which is connected to the ambient air and the pressure side of which is connected to the air supply line 28. However, the air supply line 28 is preferably connected to the intake pipe of the internal combustion engine, in which the fuel injection device according to the invention is used, in such a way that the air to be mixed with the fuel in the region of the outlet opening 19 of the fuel vaporizer 16 is supplied using the pressure gradient in the intake pipe.
Dabei ist es insbesondere möglich, die Luftzuführleitung 28 mit der Auslaßseite einer Leerlaufstelleinrichtung zu verbin den, so daß im Leerlaufbetrieb die gesamte Leerlaufluft dem aus dem Kraftstoffverdampfer 16 austretenden Kraftstoff zugemischt wird. In diesem Fall ist die Ringspaltdüse 24 so auszulegen, daß sie die zuzumischende Luftmenge nicht festlegt, da die Zumessung der Leerlaufluft zur Regelung des Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors vom Leerlaufsteller ausgeführt wird. It is in particular possible to connect the air supply line 28 to the outlet side of an idle control device the, so that in idle mode, all of the idle air is mixed with the fuel emerging from the fuel evaporator 16. In this case, the annular gap nozzle 24 is to be designed such that it does not determine the amount of air to be mixed in, since the metering of the idle air for regulating the idle operation of the internal combustion engine is carried out by the idle actuator.
Wie in Figur 2 dargestellt, kann die Luftausblaseinrichtung 24' auch eine Vielzahl von in Eezug auf die Kraftstoffstrahlrichtung A sternförmig angeordneten Düsen 30 vorgesehen sein, die zweckmäßigerweise in Umfangsrichtung gleichmäßig vertei lt angeordnet sind . Die einzelnen Düsen 30 sind dabei über einen Ringkanal 31 mit der Luftzuführleitung 28 verbunden. Neben den beiden dargestellten Auugestaltungen der Luftausblaseinrichtung sind auch andere geeignete Ausbildungen, z. E. sektorförmig angeordnete Schlitze möglich. As shown in FIG. 2, the air blow-out device 24 'can also be provided with a plurality of nozzles 30 arranged in a star shape in relation to the fuel jet direction A, which are expediently arranged evenly distributed in the circumferential direction. The individual nozzles 30 are connected to the air supply line 28 via an annular channel 31. In addition to the two illustrated designs of the air blow-out device, other suitable designs, for. E. Sections arranged in sectors possible.
Unmittelbar nach dem Starten eines Verbrennungsmotors wird die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung so betrieben, daß der Kraftstoffverdampfer elektrisch geheizt wird, so daß sich seine Verdampferstruktur 21 erwärmt. Der vom Einspritzventil 10 in den Verdampfungsbereich 20 eingespritzte Kraftstoff, der mit der Verdampferstruktur 21 in Berührung kommt, wird somit verdampft, so daß aus dem Kraftstoffverdampfer 16 ein entsprechender Kraftstoffdampfstrahl austritt. Dieser Kraftstoffdampfstrahl wird durch die aus der Luftausblaseinrichtung, also aus der Ringspaltdüse 24 oder den einzelnen Düsen 30 ausgeblasenen Luft geformt und mit dieser vermischt. Hierdurch läßt sich die Gemischbildung für den Verbrennungsmotor verbessern. Nach einer Warmlaufzeit des Verbrennungsmotors, in der sich auch ein Katalysator einer Abgasanlage des Verbrennungsmotors auf seine Betriebstemperatur erwärmt hat, ist eine Heizung des Kraftstoffverdampfers 16 nicht mehr erforderlich, so daß dessen Heizung abgeschaltet werden kann. Immediately after an internal combustion engine is started, the fuel injection device according to the invention is operated in such a way that the fuel evaporator is electrically heated so that its evaporator structure 21 heats up. The fuel injected into the evaporation region 20 by the injection valve 10 and which comes into contact with the evaporator structure 21 is thus evaporated, so that a corresponding fuel vapor jet emerges from the fuel evaporator 16. This fuel vapor jet is shaped by the air blown out of the air blow-out device, that is to say from the annular gap nozzle 24 or the individual nozzles 30, and mixed with it. As a result, the mixture formation for the internal combustion engine can be improved. After a warm-up time of the internal combustion engine, in which a catalytic converter of an exhaust system of the internal combustion engine has warmed up to its operating temperature, heating of the fuel evaporator 16 is no longer necessary, so that its heating can be switched off.
Bei abgeschalteter Heizung des Kraftstoffverdampfers 16, also bei abgekühlter Verdampferstruktur 21, erfolgt im Verdampfungsbereich 20 keine wesentliche Kraftstoffverdampfung mehr und aus der A.uslaßöffnung 19 tritt ein Kraftstoffstrahl aus. Dabei sorgt cie von der Luftausblaseinrichtung zugeführte Luft, die bei entsprechender Gestaltung der Ringspaltdüse 24 oder der Einzelcüsen 24' auf Schallgeschwindigkeit beschleunigt sein kann, eine Zerstäubung des austretenden Kraftstoffs, wobei gleichzeitig der Kraftstoffaustrag aus dem Kraftstoffverdampfer 16 durch eine Saugwirkung der ausgeblasenen Luft verbessert wird. Durch diese Saugwirkung wird auch die Ablagerung von Kraftstoff an der Verdampferstruktur 21 wesentlich verringert. When the heating of the fuel evaporator 16 is switched off, that is to say when the evaporator structure 21 has cooled, there is no longer any significant fuel evaporation in the evaporation region 20 and a fuel jet emerges from the outlet opening 19. The air supplied by the air blowing device, which can be accelerated to the speed of sound if the annular gap nozzle 24 or the individual nozzles 24 'are designed accordingly, atomizes the escaping fuel, while at the same time the fuel discharge from the fuel evaporator 16 is improved by a suction effect of the blown air. This suction effect also significantly reduces the deposition of fuel on the evaporator structure 21.
Um zusätzlich zu der verbesserten Zerstäubung des aus dem Verdampfer 16 austretenden Kraftstoffs und der Formung des jeweiligen Kraftstoffstrahls das Auftreten von Kraftstoffablagerungen im Kraftstoffverdampfer 16 praktisch vollständig zu vermeiden, ist bei einem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine zweite Luftzuführleitung 32 vorgesehen, die über einen Anschlußstutzen 33 ebenfalls mit einer Luftquelle verbindbar ist. Die Luftzuführleitung 32 mündet in den Austrittsraum 18, der zwischen dem Spritzlochabschnitt 13 des Einspritzventils 10 und der Einlaßöffnung 17 des Kraftstoffverdampfers 16 mündet. Beim Eetrieb der erfindungsgemäßen Einspritzvorrichtung wird die durch die zweite Luftzuführleitung 32 in den Austrittsraum 18 zugeführte Luft zusammen mit dem aus dem Einspritzventil 10 ausgespritzten Kraftstoff durch den Verdampfungsbereich 20 des Kraftstoffverdampfers 16 geleitet. Dabei bewirkt diese Luft bei abgeschalteter Heizung 22 des Kraftstoffverdampfers 16, daß sich eventuell an der Verdampferstruktur 21 ablagernde Kraftstofftröpfchen wieder mitgenommen werden, so daß der Kraftstoffverdampfer durch diese zusätzliche Luft gespült wird. In order to practically completely avoid the occurrence of fuel deposits in the fuel evaporator 16 in addition to the improved atomization of the fuel emerging from the evaporator 16 and the shaping of the respective fuel jet, a second air supply line 32 is provided in an embodiment of the invention shown in FIG Connection piece 33 is also connectable to an air source. The air supply line 32 opens into the outlet space 18, which opens between the spray hole section 13 of the injection valve 10 and the inlet opening 17 of the fuel vaporizer 16. When the injection device according to the invention is operated, the air fed into the outlet space 18 through the second air supply line 32 is conducted through the evaporation region 20 of the fuel evaporator 16 together with the fuel sprayed out of the injection valve 10. When the heater 22 of the fuel vaporizer 16 is switched off, this air causes fuel droplets which may be deposited on the vaporizer structure 21 to be carried along again, so that the fuel vaporizer is flushed by this additional air.
Zusammen mit der im Eereich der A.uslaßöffnung 19 des KraftstoffVerdampfers 16 zugeführten Luft, die dort einen Saugeffekt bewirkt, wird also eine erhebliche Verbesserung des Kraftstoffaustrags erreicht, wobei gleichzeitig Kraftstoffablagerungen im Kraftstoffverdampfer 16, die Kraftstoffaustrag beeinträchtigen könnten, praktisch vollständig vermieden werden, wodurch sich eine exakte Zumessung des Kraftstoffs für die Gemischbildung erreichen läßt. Together with the air supplied in the area of the outlet opening 19 of the fuel evaporator 16, which causes a suction effect there, a considerable improvement in the fuel discharge is achieved, while at the same time fuel deposits in the fuel evaporator 16, which could impair the fuel discharge, are practically completely avoided, as a result of which can achieve an exact metering of the fuel for the mixture formation.

Claims

Patentansprüche claims
1. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor 1. Fuel injection device for an internal combustion engine
mit einem Einspritzventil (10),  with an injection valve (10),
mit einem Kraftstoffverdampfer (16), in dessen Einlaßöffnung vom Einspritzventil (10) Kraftstoff einspritzbar ist und aus dessen Auslaßöffnung (19) ein Kraftstoffstrahl austritt, und  with a fuel evaporator (16), in the inlet opening of which fuel can be injected from the injection valve (10) and from the outlet opening (19) a fuel jet emerges, and
mit einer Luftzuführeinrichtung (25), die dem Kraftstoffstrahl zuzumisehende Luft zum Kraftstoffverdampfer (16) liefert,  with an air supply device (25) which supplies air to be admixed to the fuel jet to the fuel evaporator (16),
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
daß die Luftzuführeinrichtung (25) eine im Eereich der Auslaßeffnung (19) des Kraftstoffverdampfers (16) angeordnete Luftausblaseinrichtung (24, 24') aufweist, durch welche die zuzumischende Luft dem aus dem Kraftstoffverdampfer (16) austretenden Kraftstoffstrahl zugeführt wird.  that the air supply device (25) has an air blowing device (24, 24 ') arranged in the area of the outlet opening (19) of the fuel evaporator (16), through which the air to be mixed is supplied to the fuel jet emerging from the fuel evaporator (16).
2. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzelehnet, 2. The fuel injection device according to claim 1, characterized in that:
daß die Luftausblaseinrichtung als in Strömungsrichtung (A) des Kraftstoffstrahls hinter der A.uslaßöffnung (19) des Kraftstoffverdampfers (16) in den Kraftstoffstrahl mündende Düse (24, 24') ausgebildet ist.  that the air blow-out device is designed as a nozzle (24, 24 ') opening into the fuel jet in the direction of flow (A) of the fuel jet behind the outlet opening (19) of the fuel evaporator (16).
3. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 3. Fuel injection device according to claim 2, characterized in that
daß die Ausblasrichtung der Düse (24, 24') im wesentlichen radial zur Kraftstoffstrahlrichtung (A) ist. that the blow-out direction of the nozzle (24, 24 ') is essentially radial to the fuel jet direction (A).
4. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, 4. Fuel injection device according to claim 2 or 3, characterized in that
daß die Luftausblaseinrichtung als Ringspaltdüse (24) ausgebildet ist.  that the air blowing device is designed as an annular gap nozzle (24).
5. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 2 cder 3, dadurch gekennzeichnet, 5. Fuel injection device according to claim 2 or 3, characterized in
daß die Luftausblaseinrichtung als Düse (24') mit einer Mehrzahl Düsenbohrungen (30) ausgebildet ist.  that the air blowing device is designed as a nozzle (24 ') with a plurality of nozzle bores (30).
6. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, 6. Fuel injection device according to one of claims 2, 3 or 4, characterized in that
daß die Düse (24, 24') einen vorbestimmten Querschnitt aufweist, der die Menge der dem Kraftstoffstrahl zuzumischenden Luft festlegt.  that the nozzle (24, 24 ') has a predetermined cross section which determines the amount of air to be mixed with the fuel jet.
7. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden A.nsprüche, dadurch gekennzeichnet, 7. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that
daß die Luftzuführeinrichtung (25) eine weitere Luftausblaseinrichtung im Bereich der Einlaßöffnung (17) des Kraftstoffverdampfers (16) aufweist.  that the air supply device (25) has a further air blowing device in the region of the inlet opening (17) of the fuel evaporator (16).
8. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 8. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that
daß die Luftzuführeinrichtung (25) eine mit einem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors verbindbare Luftzuführleitung (29, 32) aufweist. that the air supply device (25) has an air supply line (29, 32) which can be connected to an intake pipe of the internal combustion engine.
9. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 9. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that
daß die Luftzuführleitung (26, 32) der Luftzuführeinrichtung (25) über eine Leerlaufstelleinrichtung mit dem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors verbindbar ist.  that the air supply line (26, 32) of the air supply device (25) can be connected to the intake pipe of the internal combustion engine via an idle control device.
10. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 10. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that
daß die Luftzuführeinrichtung (25) eine Luftzuführleitung (26, 32) aufweist, deren Eingangsseite mit einer Druckluftpumpe verbunden ist.  that the air supply device (25) has an air supply line (26, 32), the input side of which is connected to a compressed air pump.
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