EP1492953A1 - Brennstoffeinspritzventil-zündkerze-kombination - Google Patents

Brennstoffeinspritzventil-zündkerze-kombination

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Publication number
EP1492953A1
EP1492953A1 EP03745245A EP03745245A EP1492953A1 EP 1492953 A1 EP1492953 A1 EP 1492953A1 EP 03745245 A EP03745245 A EP 03745245A EP 03745245 A EP03745245 A EP 03745245A EP 1492953 A1 EP1492953 A1 EP 1492953A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spark plug
injection valve
fuel injection
fuel
electrodes
Prior art date
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Granted
Application number
EP03745245A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1492953B1 (de
Inventor
Manfred Vogel
Werner Herden
Rainer Ecker
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP1492953B1 publication Critical patent/EP1492953B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/22—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation having two or more electrodes embedded in insulation
    • 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
    • F02M57/00—Fuel-injectors combined or associated with other devices
    • F02M57/06—Fuel-injectors combined or associated with other devices the devices being sparking plugs

Definitions

  • the invention relates to a fuel injector with an integrated spark plug (fuel injection valve-spark plug combination) according to the preamble of the main claim.
  • the known fuel injection valve with an integrated spark plug has one Valve body which, together with a valve closing body which can be actuated by means of a valve needle, forms a sealing seat, to which a spray opening opening on an end face of the valve body facing the combustion chamber is connected.
  • the valve body is insulated from a high-voltage resistance by a ceramic insulating body from a housing body which can be screwed into the cylinder head of the internal combustion engine.
  • There is a ground electrode on the housing body in order to have a counter potential to that to which high voltage is applied To form valve body. When sufficient high voltage is applied to the valve body, a sparkover occurs between the valve body and the ground electrode connected to the housing body
  • a further disadvantage is that the operating voltage, which is required to generate a spark, is normally up to 25 kV, which on the one hand makes the components required for voltage generation and transformation cost-intensive and space-consuming and, on the other hand, due to the high voltages, it is strong are burdened and therefore have a short life
  • the inven tion fuel injection valve spark plug - combination with the characterizing features of the main claim has the advantage that the spark gap of the spark plug is so short that even low voltages are sufficient to generate a spark
  • the width of the spark gap is between 50 and 300 ⁇ m at an axial distance of 3 to 15 mm in front of the spray opening.
  • the electrodes can be of almost any shape so that every installation and injection situation can be taken into account.
  • the electrodes can be bent at right angles or in part circles in both the radial and axial directions.
  • the ends of the electrodes are advantageously chamfered or tapered in a conical shape in order to facilitate the sparkover.
  • Figure 1 is a schematic section through the spray end of a first embodiment of a fuel injector according to the invention - spark plug combination ion.
  • 2A-B are schematic top views against the spray direction on two possible arrangements of the electrodes of the spark plug; 3A-B are schematic top views against the spray direction on two possible arrangements of the spark gap;
  • 4A-C are schematic representations of different shapes of the electrodes
  • 5A-B show different views of the spray-side end of a second exemplary embodiment of a fuel injector-spark plug combination designed according to the invention.
  • 6A-D diagrams of the injection and ignition curve in different operating states of an internal combustion engine equipped with the fuel injection valve-spark plug combinations configured according to the invention.
  • spark plug 2 fuel injection valve-spark plug combination
  • the fuel injector 1 has a nozzle body 3 and a valve seat body 4.
  • a plurality of openings 5, for example five in the present exemplary embodiment, are arranged.
  • the fuel injection valve 1 has a valve needle 6, which is arranged in the nozzle body 3.
  • the valve needle 6 has at its spray-side end a valve closing body 7, which forms a sealing seat with a valve seat surface 8 formed on the valve seat body 4.
  • In the present first exemplary embodiment is an inward opening fuel injector 1.
  • the fuel injection valve 1 can be designed as an electromagnetically actuated fuel injection valve 1 or can also have a piezoelectric or magnetostrictive actuator for actuation.
  • the spark plug 2 consists of a spark plug 9, which preferably consists of a ceramic material, and a first electrode 10 arranged therein.
  • the first electrode 10 is arranged therein.
  • Fuel injection valve 1 are arranged in a common housing 11. At least one second electrode 12 is fixed to the common housing 11 in such a way that a spark gap 13 is formed between the electrodes 10 and 12. By installing the spark plug 2 and
  • Fuel injection valve 1 in the common housing 11 can save the installation space which would otherwise have to be used for a separately arranged spark plug 2.
  • the spark gap 13 has a very small width, which is only 50 to 300 ⁇ m, and is 3 to 15 mm away from the spray openings 5 of the fuel injection valve 1.
  • the small width of the spark gap 13 is advantageous in that the ignition voltage, which is required to generate an ignition spark between the electrodes 10 and 12, is considerably lower than in conventional spark plugs. It varies between 5 and 8 kV, while the ignition voltage requirement for conventional spark plugs is around 25 kV.
  • the electrodes 10 and 12 are also protected since the electrode erosion can be greatly reduced by capacitive discharge, since this depends on the square of the voltage
  • FIG. 2A and 2B show two exemplary embodiments for a corresponding arrangement of the electrodes 10 and 12 according to the exemplary embodiment shown in FIG. 1 of a fuel injector 1 designed in accordance with the invention with an integrated spark plug 2.
  • the direction of view is in each case opposite to the spray direction of the fuel on the valve seat body 4 of the fuel injector 1 directed
  • electrodes 10 and 12 are linear and are diametrically opposed to one another. This has the advantage of being particularly easy to manufacture, since the electrodes are only bent at a right angle, as shown in FIG. 1, and otherwise do not have to be processed further
  • the electrodes 10 and 12 shown in FIG. 2B are curved so that the second electrode 12 is not diametrically opposed to the first electrode 10, as shown in FIG. 2A, but at least partially forms a circle with it.
  • This has the advantage that common housing 11 of the fuel injector 1 and the spark plug 2 can be made considerably slimmer and, as a result, the installation space required in the cylinder head can be reduced
  • the electrodes 10 and 12 are arranged in such a way that the spark gap 13 is always arranged within the mixture cloud sprayed through the spray openings 5. This has the advantage that the mixture cloud is always present Mixture flow and the resulting spark deflection can ignite safely.
  • the spark gap 13 can, as shown in FIG.
  • 3B shows a further possibility of arranging the spark gap 13 relative to the spray openings 5.
  • the spark gap 13 By suitably placing the spark gap 13, it can be avoided, for example, that the electrodes 10 and 12 are injected too directly, which causes the coking of the electrodes 10 and 12 and thus malfunctions and resulting misfires were amplified.
  • the spark gap 13 is arranged as centrally as possible in order to be able to use the short flame paths.
  • 4A to 4C show possible shapes of the electrodes 10 and 12 which can advantageously be used in the fuel injection valve 1 with an integrated spark plug 2
  • Electrodes 10 and 12 which are inclined at right angles to one another, ends 14 of the electrodes 10, 12 being chamfered or even shaped in a conical shape in order to promote the sparkover.
  • the electrodes bent at right angles extend parallel to an end face 17 of the housing 11.
  • FIG. 4B provides for the ends 14 of the electrodes 10, 12 to be bent open again at right angles, so that they are again parallel to one another. This has the advantage that the spark gap 13 experiences a certain shield against the mixture flow, so that the risk of coking and subsequent misfires is reduced
  • the electrodes 10 and 12 incline towards each other, making the arrangement particularly easy to manufacture. It should also be noted here that the ends 14 of the electrodes 10, 12 are at least in contact or even conical in order to promote the sparkover
  • 5A and 5B show a second exemplary embodiment of a fuel injector 1 designed in accordance with the invention with an integrated spark plug 2, the
  • Fuel injector 1 in contrast to the m the Fig.
  • fuel injector 1 is designed as an outwardly opening fuel injector 1.
  • 5A shows a highly schematic side view of the injection-side end of the fuel injector 1 and the integrated spark plug
  • the fuel injection valve 1 has a nozzle body 3, with which a valve needle 6 is guided.
  • the valve needle 6 has at its spray-side end a valve closing body 7, which forms a sealing seat with a valve seat surface 8 formed on a valve seat body 4. Due to the conical design of the valve closing body 7, the fuel injector 1 injects a cone-shaped mixture cloud 15.
  • the axial length of the electrodes 10, 12 is dimensioned such that the mixture cloud 15 does not completely envelop the electrodes 10, 12 or the intervening spark gap 13, but grazes tangentially.
  • FIG. 5B which opposes a top view of the spray-side end of the fuel spray] Is 1 and the spark plug 2 the spray direction shows.
  • the axial height above the outlet area of the fuel is about 5mm. It can be seen that the opening angle of the cone-shaped mixture cloud 15 is just so large that the spark gap 13 is in the region of the stoichiometric mixture without being directly sprayed on. This is advantageous for the service life of the spark plug 2, since the thermal shock load is not as great and the electrodes 10, 12 are less prone to electrode erosion.
  • Electrodes 10, 12 shown in FIGS. 4A to 4C can also be used in particular.
  • FIGS. 6A to 6D The diagrams of the injection and ignition curve m different load states of the internal combustion engine shown in FIGS. 6A to 6D serve to clarify the structural features.
  • FIG. 6A schematically shows a simplified representation of the course of the load M m as a function of the speed n of the internal combustion engine.
  • Operating states within the horizontally hatched area are referred to as stratified charge operation or partial load operation, while operating states within the vertically hatched area are referred to as homogeneous, homogeneous lean operation or full-load operation.
  • Fig. 6B and 6D relate to an operating state from the area of stratified charge operation, while Fig 6C illustrates an operating state from the area of homogeneous operation.
  • FIG. 6B shows a possible injection and ignition curve, which shows an injection phase over a time t over a crankshaft angle range ° KW. The ignition takes place shortly after the start of injection before top dead center.
  • the injection and ignition curve shown in FIG. 6D is also possible, in which a small-quantity injection takes place for ignition after the actual injection.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiments shown and can be used for any construction of fuel injection valves 1 and spark plugs 2.

Landscapes

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

Ein Brennstoffeinspritzventil (1) mit integrierter Zündkerze (2) umfasst ein Brennstoffeinspritzventil (1) zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine und eine Zündkerze (2) zum Zünden des in den Brennraum eingespritzten Brennstoffs mit einem Kerzenstein (9), der eine erste Elektrode (10) aufweist, und eine zweite Elektrode (12), die durch eine Funkenstrecke (13) von der ersten Elektrode (10) beabstandet ist, wobei das Brennstoffeinspritzventil (1) und der Kerzenstein (9) der Zündkerze (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (11) angeordnet sind. Die Funkenstrecke (13) weist eine Weite von 50 bis 300 mum auf und ist in einem Abstand von 3 bis 10 mm vor dem Brennstoffeinspritzventil (1) angeordnet.

Description

Brennstoffeinspritzventil- Zündkerze-Kombination
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstoffeinspritzventil mit integrierter Zündkerze (Brennstoffemspritzventil- Zundkerze-Kombmation) nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Aus der EP 0 661 446 AI ist ein Brennstoffeinspritzventil mit einer integrierten Zündkerze bekannt. Das Brennstoffeinspritzventil mit integrierter Zündkerze dient zum direkten Einspritzen von Brennstoff m den Brennraum einer Brennkraftmaschine und zum Zünden des m den Brennraum eingespritzten Brennstoffs Durch die kompakte Integration eines Brennstoffemspritzventils mit einer Zündkerze kann Einbauraum am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingespart werden Das bekannte Brennstoffeinspritzventil mit integrierter Zündkerze weist einen Ventilkorper auf, der zusammen mit einem mittels einer Ventilnadel betatigbaren Ventilschließkorper einen Dichtsitz bildet, an welchen sich eine an einer dem Brennraum zugewandten Stirnflache des Ventilkorpers ausmundende Abspritzoffnung anschließt Der Ventilkorper ist durch einen keramischen Isolationskorper von einem m den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine einschraubbaren Gehausekorper hochspannungsfest isoliert . An dem Gehausekorper befindet sich eine Masseelektrode, um ein Gegenpotential zu dem mit Hochspannung beaufschlagten Ventilkorper zu bilden. Bei Beaufschlagung des Ventilkorpers m t einer ausreichenden Hochspannung erfolgt ein Funkenuberschlag zwischen dem Ventilkorper und der mit dem Gehausekorper verbundenen Masseelektrode
Bei dem bekannten Brennstoffeinspritzventil mit integrierter Zündkerze st jedoch nachteilig, daß die Position des Funkenuberschlags bezuglich des von der Abspπtzoffnung abgespritzten BrennstoffStrahls nicht definiert ist, da der Funkenuberschlag an einer nahezu beliebigen Stelle im seitlichen Bereich eines Vorsprungs des Ventilkorpers erfolgen kann Eine sichere Zündung der sogenannten Strahlwurzel des von der Abspritzoffnung abgespritzten BrennstoffStrahls ist bei dieser bekannten Bauweise nicht mit der notwendigen Sicherheit möglich Eine sichere und zeitlich exakt definierte Entflammung des BrennstoffStrahls ist jedoch für eine Schadstoffreduzierung unbedingt erforderlich Ferner kann an der Austrittsoffnung des BrennstoffStrahls eine stetig fortschreitende Verrußung oder Verkokung auftreten, die die abgespritzte Strahlform beeinflußt Außerdem ist nachteilig, daß die Keramikumspntzung des Brennstoffe spritzventils relativ kostenintensiv ist
Weiterhin ist von Nachteil, daß die Betriebsspannung, welche zur Erzeugung eines Zundfunkens benotigt wird, normalerweise bei bis zu 25 kV liegt, wodurch einerseits die Komponenten, welche zur Spannungserzeugung bzw -transformation benotigt werden, kostenintensiv und platzaufwendig und andererseits bedingt durch die hohen Spannungen stark belastet und daher von geringer Lebensdauer sind
Vorteile der Erfindung
Die erf dungsgemaße Brennstoffeinspritzventil- Zündkerze - Kombination mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Funkenstrecke der Zündkerze so kurz ist, daß bereits geringe Spannungen ausreichen, um einen Zündfunken zu erzeugen- Die Weite der Funkenstrecke beträgt dabei zwischen 50 und 300 μm in einem axialen Abstand von 3 bis 15 mm vor der Abspritzöffnung.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinsprit zventil- Zündkerze-Kombination möglich.
Insbesondere ist dabei von Vorteil, daß die Elektroden nahezu beliebig geformt sein können, so daß jeder Einbau- und Einspritzsituation Rechnung getragen werden kann. Die Elektroden können dabei sowohl in radialer als auch in axialer Richtung rechtwinklig oder teilkreisförmig gebogen sein.
Weiterhin ist von Vorteil, daß die Erfindung für beliebige
• Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen, insbesondere sowohl für innenöffnende als auch für außenöffnende Brennstoffeinspritzventile, geeignet ist.
Vorteilhafterweise sind die Enden der Elektroden abgeschrägt oder kegelförmig zugespitzt, um den Funkenüberschlag zu erleichtern .
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch das abspritzseitige Ende eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Brennstoffeinspritzventil - Zündkerze -Kombinat ion ;
Fig. 2A-B schematische Aufsichten entgegen der Abspritzrichtung auf zwei mögliche Anordnungen der Elektroden der Zündkerze; Fig. 3A-B schematische Aufsichten entgegen der Abspritzrichtung auf zwei mögliche Anordnungen der Funkenstrecke ;
Fig. 4A-C schematische Darstellungen verschiedener Formen der Elektroden;
Fig. 5A-B verschiedene Ansichten des abspritzseitigen Endes eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffein- spritzventi1 -Zündkerze-Kombination; und
Fig. 6A-D Diagramme des Einspritz- und Zündverlaufs in verschiedenen Betriebszuständen einer mit den erfindungsgemäß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventil -Zündkerze-Kombinationen ausgestatteten Brennkraftmaschine .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist ein schematischer Teillängsschnitt des abspritzseitigen Endes eines Brennstoffeinspritzventils 1 mit integrierter Zündkerze 2 (Brennstoffeinsprit zventil- Zündkerze-Kombination) zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine und zum Zünden des in den Brennraum eingespritzten Brennstoffs dargestellt .
Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist dabei einen Düsenkörper 3 und einen Ventilsitzkorper 4 auf . In dem Ventilsitzkorper 4 sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise fünf Abspritzö fnungen 5 angeordnet. Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist eine Ventilnadel 6 auf, welche in dem Düsεnkörper 3 angeordnet ist. Die Ventilnadel 6 weist an ihrem abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkorper 7 auf, welcher mit einer an dem Ventilsitzkorper 4 ausgebildeten Ventilsitzfläche 8 einen Dichtsitz bildet. Im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1.
Das Brennstoffeinspritzventil 1 kann dabei als elektromagnetisch betätigbares Brennstoffeinsprit zventil 1 ausgebildet sein oder auch über einen piezoelektrischen oder magnetostriktiven Aktor zur Betätigung verfügen.
Die Zündkerze 2 besteht aus einem Kerzenstein 9, der vorzugsweise aus einem Keramikmaterial besteht, sowie einer darin angeordneten ersten Elektrode 10. Die erste Elektrode
10 ist elektrisch durch ein nicht weiter dargestelltes
Zündgerät kontaktierbar . Die Zündkerze 2 und das
Brennstoffeinspritzventil 1 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 11 angeordnet. Mindestens eine zweite Elektrode 12 ist an dem gemeinsamen Gehäuse 11 so fixiert, daß zwischen den Elektroden 10 und 12 eine Funkenstrecke 13 ausgebildet ist . Durch den Einbau der Zündkerze 2 und des
Brennstoffeinspritzventils 1 in dem gemeinsamen Gehäuse 11 kann der Einbauraum, welcher sonst für eine getrennt angeordnete Zündkerze 2 aufgewandt werden muß, eingespart werden.
Die Funkenstrecke 13 weist dabei erfindungsgemäß eine sehr geringe Weite auf, welche bei nur 50 bis 300 μm liegt, und ist 3 bis 15 mm von den Abspritzöffnungen 5 des Brennstoffeinspritzventils 1 entfernt. Die geringe Weite der Funkenstrecke 13 ist insofern von Vorteil, als die Zündspannung, welche benötigt wird, um einen Zündfunken zwischen den Elektroden 10 und 12 zu erzeugen, erheblich niedriger als bei herkömmlichen Zündkerzen liegt . Sie variiert zwischen 5 und 8 kV, während der Zündspannungsbedarf bei herkömmlichen Zündkerzen bei etwa 25 kV liegt.
Dies hat den Vorteil, daß die die Zündspannung bereitstellenden Bauteile weniger leistungsstark ausgelegt werden müssen, wodurch die Herstellung kostengünstiger wird. Zudem ist die Belastung der elektrischen Komponenten geringer, was zu längeren Lebensdauern fuhrt
Die Elektroden 10 und 12 werden ebenfalls geschont, da die Elektrodenerosion durch kapazitive Entladung stark verringert werden kann, da diese vom Quadrat der Spannung abhangt
Die Fig 2A und 2B zeigen zwei Ausfuhrungsbeispiele für eine entsprechende Anordnung der Elektroden 10 und 12 gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel eines erf dungsgemaß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1 mit integrierter Zündkerze 2. Die Blickrichtung ist dabei jeweils entgegen der Abspritzrichtung des Brennstoffs auf den Ventilsitzkorper 4 des Brennstoffeinspritzventils 1 gerichtet
In Fig. 2A sind die Elektroden 10 und 12 linear ausgebildet und stehen einander diametral gegenüber. Dies hat den Vorteil besonders einfacher Herstellbarkeit , da die Elektroden lediglich im rechten Winkel, wie m Fig 1 dargestellt, abgebogen werden und ansonsten nicht weiterbearbeitet werden müssen
Die Fig. 2B dargestellten Elektroden 10 und 12 sind gebogen ausgeführt, so daß die zweite Elektrode 12 nicht der ersten Elektrode 10, wie F g 2A dargestellt, diametral gegenübersteht, sondern zusammen mit dieser zumindest teilweise einen Kreis bildet Dies hat den Vorteil, daß das gemeinsame Gehäuse 11 des Brennstoffeinspritzventils 1 und der Zündkerze 2 erheblich schlanker gestaltet werden kann und resultierend der benotigte Einbauraum im Zylinderkopf reduziert werden kann
Wie bereits aus den Fig 1, 2A uns 2B zu erkennen, sind die Elektroden 10 und 12 so angeordnet, daß die Funkenstrecke 13 immer innerhalb der durch die Abspritzoffnungen 5 abgespritzten Gemischwolke angeordnet ist Dies hat den Vorteil, daß die Gemischwolke durch die stets vorhandene Gemischstromung und die daraus resultierende Funkenauslenkung sicher entflammen kann Die Funkenstrecke 13 kann dabei, wie Fig. 3A dargestellt, axial auf einer Langsachse 16 des Brennstoffeinspritzventils 1 zentriert über den konzentrischen Ringen von Abspritzoffnungen 5 des Brennstoffeinspritzventils 1 angeordnet sein, wodurch die Gemischwolke im Zentrum entflammt wird Danach kann die Gemischwolke sehr schnell durchbrennen, da die Flammwege m die Außenbereiche der Gemischwolke nur etwa halb so lang sind wie bei einer randstandigen Anordnung der Zündkerze 2 , welche die Gemischwolke zuerst m einem Randbereich entflammt .
Fig. 3B zeigt eine weitere Möglichkeit der Anordnung der Funkenstrecke 13 relativ zu den Abspritzoffnungen 5. Durch eine geeignete Plazierung der Funkenstrecke 13 kann beispielsweise vermieden werden, daß die Elektroden 10 und 12 zu stark direkt angespritzt werden, was die Verkokung der Elektroden 10 und 12 und damit Fehlfunktionen und resultierende Zündaussetzer verst rken wurde. Andererseits bleibt aber eine möglichst zentrale Anordnung der Funkenstrecke 13 erhalten, um die kurzen Flammwege ausnutzen zu können.
Die Fig. 4A bis 4C zeigen mögliche Formen der Elektroden 10 und 12, welche vorteilhaft in dem erfmdungsgemaß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventil 1 mit integrierter Zündkerze 2 einsetzbar sind
Fig 4A zeigt dabei Elektroden 10 und 12, welche einander rechtwinklig zugeneigt sind, wobei Enden 14 der Elektroden 10, 12 angeschragt oder sogar kegelförmig ausgeformt sind, um den Funkenuberschlag zu fordern. Die rechtwinkelig abgebogenen Elektroden erstrecken sich dabei parallel zu einer Stirnflache 17 des Gehäuses 11.
Die Fig 4B dargestellte Ausfuhrungsform sieht vor, die Enden 14 der Elektroden 10, 12 nochmals im rechten Winkel aufzubiegen, so daß sie wieder parallel zueinander stehen. Dies hat den Vorteil, daß die Funkenstrecke 13 eine gewisse Abschirmung gegenüber der Gemischstromung erfahrt, so daß die Gefahr der Verkokung und nachfolgender Zündaussetzer verringert wird
In Fig. 4C neigen sich die Elektroden 10 und 12 ungew kelt aufeinander zu, wodurch die Anordnung besonders einfach herstellbar ist. Auch hier ist zu beachten, daß die Enden 14 der Elektroden 10, 12 zumindest angeschragt oder sogar kegelförmig ausgebildet sind, um den Funkenuberschlag zu fordern
Fig 5A und 5B zeigen em zweites Ausfuhrungsbeispiel eines erfmdungsgemaß ausgestalteten Brennstoffeinspritzventils 1 mit integrierter Zündkerze 2, wobei das
Brennstoffeinspritzventil 1 im Gegensatz zu dem m den Fig.
1 bis 3 dargestellten Brennstoffeinspritzventil 1 als nach außen öffnendes Brennstoffeinspritzventil 1 ausgeführt ist.
Fig. 5A zeigt dabei eine stark schematisierte seitliche Ansicht des abspritzseitigen Endes des Brennstoffeinspritzventils 1 und der integrierten Zündkerze
2 Das Brennstoffeinspritzventil 1 weist wie im vorigen Ausfuhrungsbeispiel einen Dusenkorper 3 auf, m welchem eine Ventilnadel 6 gefuhrt ist. Die Ventilnadel 6 weist an ihrem abspritzseitigen Ende einen Ventilschließkorper 7 auf, welcher mit einer an einem Ventilsitzkorper 4 ausgebildeten Ventilsitzflache 8 einen Dichtsitz bildet Das Brennstoffeinspritzventil 1 spritzt bedingt durch die kegelförmige Ausbildung des Ventilschließkorpers 7 eine kegel antelformige Gemischwolke 15 ab.
Wie aus Fig 5A ersichtlich, ist die axiale Lange der Elektroden 10, 12 dabei so bemessen, daß die Gemischwolke 15 die Elektroden 10, 12 bzw die dazwischenliegende Funkenstrecke 13 nicht vollständig umhüllt, sondern tangential streift. Dies wird auch m Fig 5B verdeutlicht, welche eine Aufsicht auf das abspritzseitige Ende des Brennstoffe spritzvent] Is 1 und der Zündkerze 2 entgegen der Abspritzrichtung zeigt. Die axiale Hohe über dem Austrittsbereich des Brennstoffs betragt dabei etwa 5mm. Es ist ersichtlich, daß der Offnungswmkel der kegelmantelformigen Gemischwolke 15 gerade so weit ist, daß die Funkenstrecke 13 im Bereich des stochiometnschen Gemischs liegt, ohne direkt angespritzt zu werden. Dies ist für die Lebensdauer der Zündkerze 2 von Vorteil, da die Thermoschockbelastung nicht so stark ist und die Elektroden 10, 12 weniger zu Elektrodenerosion neigen.
Für das in Fig. 5A und 5B dargestellte zweite Ausfuhrungsbeispiel eines Brennstoffeinspritzventils 1 mit integrierter Zündkerze 2 sind insbesondere auch die m den Fig. 4A bis 4C dargestellten Ausführungsformen von Elektroden 10, 12 verwendbar.
Zur Verdeutlichung der konstruktiven Merkmale dienen die m den Fig. 6A bis 6D dargestellten Diagramme des Emspritz- und Zündverlaufs m verschiedenen Lastzustanden der Brennkraftmaschine.
Fig. 6A zeigt dabei schematisch eine vereinfachte Darstellung des Verlaufs der Last M m Abhängigkeit von der Drehzahl n der Brennkraftmaschine. Betriebszustande innerhalb der waagerecht schraffierten Flache werden als Schichtladebetrieb oder Teillastbetrieb bezeichnet, wahrend Betriebszust nde innerhalb der senkrecht schraffierten Flache als Homogen-, Homogenmagerbetrieb oder Vollastbetrieb bezeichnet werden Die Fig. 6B und 6D beziehen sich dabei auf einen Betriebszustand aus dem Bereich des Schichtladebetriebs, wahrend Fig 6C einen Betriebszustand aus dem Bereich des Homogenbetriebs darstellt.
Fig 6B stellt einen möglichen Emspritz- und Zündverlauf dar, welcher eine Einspritzphase über eine Zeit t über einen Kurbelwellenwmkelbereich °KW zeig . Die Zündung erfolgt kurz nach dem Beginn der Einspritzung vor dem oberen Totpunkt . Alternativ ist auch der in Fig. 6D dargestellte Einspritz- und Zündverlauf möglich, bei welchem nach der eigentlichen Einspritzung eine Kleinstmengeneinspritzung zur Zündung erfolgt .
Dies ist unter der Maßgabe, daß zwischen Haupteinspritzung und Kleinstmengeneinspritzung ein größerer Kurbelwellenwmkelbereich liegt, auch für den Homogenbetrieb möglich, wie in Fig. 6C gezeigt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt und für beliebige Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1 und Zündkerzen 2 anwendbar .

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzventil-Zündkerze-Kombination mit einem Brennstoffeinspritzventil (1) zum direkten Einspritzen von Brennstoff durch zumindest eine Abspritzöffnung (5) in einen Brennraum einer Brennkraftmaschme und einer Zündkerze (2) zum Zünden des in den Brennraum eingespritzten Brennstoffs mit einem Kerzenstein (9) , der eine erste Elektrode (10) aufweist, und einer zweiten Elektrode (12) , die durch eine Funkenstrecke (13) von der ersten Elektrode (10) beabstandet ist , dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffeinspritzventil (1) und der Kerzenstein (9) der Zündkerze (2) in einem gemeinsamen Gehäuse (11) angeordnet sind und daß die Funkenstrecke (13) eine Weite von 50 bis 300 μm aufweist und m einem Abstand von 3 bis 15 mm vor der Abspritzöffnung (5) angeordnet ist.
2. Brennstoffemspritzventil-Zündkerze-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (12) an dem gemeinsamen Gehäuse (11) fixiert is .
3. Brennstoffeinspritzventil -Zündkerze-Kombination nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch, gekennzeichnet, daß die Elektroden (10; 12) geradlinig ausgebildet sind und sich diametral gegenüberstehen.
4. Brennstoffeinspritzventil-Zündkerze-Kombination nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (10; 12) teilkreisförmig gebogen sind.
5. Brennstoffeinspritzventil-Zündkerze-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (10; 12) an ihren einander zugewandten
Enden (14) angeschrägt oder kegelförmig zugespitzt sind.
6. Brennstoffeinspritzventil -Zündkerze-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (10; 12) parallel zu einer Längsachse (16) des Brennstoffeinspritzventils (1) in dem Gehäuse (11) und der Zündkerze (2) angeordnet sind und zur Bildung der Funkenstrecke (13) rechtwinklig abgebogen sind.
7. Brennstoffeinspritzventil -Zündkerze-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (10; 12) zur Bildung der Funkenstrecke (13) bogenförmig aufeinander zu gebogen sind.
8. Brennstoffeinspritzventil -Zündkerze-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (14) der Elektroden (10; 12) rechtwinklig aufgebogen sind, so daß sie parallel zueinander stehen.
9. Brennstoffeinspritzventil -Zündkerze-Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet; daß das Brennstoffeinspritzventil (1) als nach innen öffnendes Brennstoffeinspritzventil (1) mit mehreren Abspritzoffnungen ausgebildet ist.
10. Brennstoffemspritzventil-Zündkerze-Kombmat on nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zu einer Stirnseite (17) des Gehäuses (11) verlaufenden Teile der Elektroden (10; 12) die gleiche Länge aufweisen.
11. Brennstoffemspritzventil-Zündkerze-Kombmation nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke (13) der axialen Verlängerung einer
Längsachse (16) des Brennstoffeinspritzventils (1) angeordnet ist .
12. Brennstoffemspπtzvent l-Zündkerze-Kombmation nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zu einer Stirnseite (17) des Gehäuses (11) verlaufenden Teile der Elektroden (10; 12) unterschiedliche Längen aufweisen.
13. Brennstoffemspritzventil-Zύndkerze-Kombmation nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffeinspritzventil (1) als nach außen öffnendes Brennstoffeinspritzventil (1) ausgebildet ist.
14. Brennstoffemspritzventil-Zundkerze-Kombmation nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke (13) zwischen den Elektroden (10; 12) so angeordnet ist, daß eine durch das Brennstof feinspritzventil (1) abgespritzte kegelmantelfόrmige Gemischwolke (15) die Funkenstrecke (13) tangential streift.
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