EP2650527A1 - Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum - Google Patents
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- EP2650527A1 EP2650527A1 EP13003438.2A EP13003438A EP2650527A1 EP 2650527 A1 EP2650527 A1 EP 2650527A1 EP 13003438 A EP13003438 A EP 13003438A EP 2650527 A1 EP2650527 A1 EP 2650527A1
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- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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- F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
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- F02M61/1813—Discharge orifices having different orientations with respect to valve member direction of movement, e.g. orientations being such that fuel jets emerging from discharge orifices collide with each other
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- F02M61/1846—Dimensional characteristics of discharge orifices
Definitions
- the invention relates to a device for injecting fuel into a combustion chamber, in particular for injecting fuel into a cylinder of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
- This type of injector was, as from the document DE 44 07 360 A1 emerges, later evolved.
- a corresponding injection nozzle with fan-shaped jet is further developed in that the jet can be rotated in the combustion chamber, so that the injected fuel quantity can be distributed to the desired amount of air.
- a better distribution of the fuel is possible by twisting a fan beam, but this is a corresponding time required.
- For optimal engine operation is a short and complete Combustion advantageous to use the resulting increase in pressure as efficiently as possible.
- the object of the invention is therefore to propose a device for injecting fuel, by means of which an improved droplet size distribution and / or fuel distribution in the combustion chamber is possible.
- a device is characterized in that the jet channels are arranged distributed over the peripheral surface of a nozzle body, and that the fan levels of the multi-jet nozzles are aligned transversely and / or inclined to the geometric axis of the nozzle body, wherein the leadership of the jet channels is such that these are at an angle relative to the main axis of the injection device, so that the spray zone generated by fan nozzles is designed pyramidal.
- a baffle zone according to the invention is already present when two or more fuel jets only touch or overlap in some regions, which already partly causes the inventive effect.
- a multi-jet nozzle for example a double-jet nozzle, takes advantage of the fine atomization of such nozzles.
- a fine atomization causes a rapid evaporation of the fuel with a largely homogeneous fuel-air mixture ratio.
- the fine atomization provides a large surface area of the liquid fuel which is advantageous for such evaporation.
- the large surface area is also advantageous when the ignition has already taken place, since even with any existing liquid surface of fuel droplets, the combustion proceeds considerably more effectively with a correspondingly large surface area.
- the combustion chamber can be spatially defined and sprayed out in a short time, so that in a correspondingly small time interval, a good fuel air distribution in the combustion chamber is achieved.
- double-jet nozzles form a fan beam which spans substantially at the angle at which the partial beams impinge on one another.
- colliding occurs a fine atomization, wherein the propagation direction of the fuel droplets almost completely away from the nozzle, which in turn is advantageous for a combustion process, since thus a load on the nozzles by soot or the like particles that may arise during combustion, is avoided .
- a very flat fan beam can be formed by a double jet nozzle, whose extension, e.g. as angular expansion, in the fan plane defined by the two fuel jets is significantly larger than in the transverse direction to this fan level.
- This circumstance can be advantageously used to selectively fill a shallow combustion chamber with a fuel mist.
- an appropriate arrangement of the multi-jet nozzles or double jet nozzles can be achieved in a sense a nearly disc-shaped fuel distribution with very fine atomization. This is particularly advantageous in reciprocating engines, which have such a disc-shaped combustion chamber at the top dead center of the lifting movement.
- Such a quasi disk-shaped fuel distribution is preferably achieved with multiple jet nozzles, the fan levels are aligned substantially parallel to the disk.
- any other fuel distribution can also be achieved by appropriate arrangement of the fan levels.
- a fan level may also be parallel to the cylinder axis or to a Be aligned center axis of an injector. Even inclined fan levels in oblique angle arrangements are possible.
- different nozzle openings and the penetration depth of the fuel can be influenced in the combustion chamber.
- different multi-jet nozzles with different nozzle openings can also be used, as are multiple jet nozzles which have jet-dependent different nozzle openings.
- an injection device is provided with a nozzle chamber common to two or more multiple jet nozzles from which the jet channels of the two or more multiple jet nozzles emanate.
- a nozzle chamber common to two or more multiple jet nozzles from which the jet channels of the two or more multiple jet nozzles emanate.
- a closure for the separation of the jet channels of the fuel supply is provided. This allows clocked operation of the injector in a compact design.
- the nozzle chamber is formed with a closure element as a closable blind hole, wherein the jet channels in the flow direction behind the closure element pass through the wall of the nozzle chamber.
- the jet channels are distributed over the peripheral surface of the nozzle chamber in order to achieve a corresponding good spatial distribution of the spray region of the fuel.
- At least two multi-jet or double-jet nozzles with mutually parallel fan planes are arranged offset transversely to the fan planes.
- adjacent multi-jet nozzles or double jet nozzles can be formed very close to each other.
- an embodiment is possible in which jet channels of two double-jet nozzles intersect in the wall of the injection device, but the intersecting flow channels are separated from one another by this offset.
- slit-shaped jet channels are also conceivable which produce a rather three-dimensional spray pattern, for the production of a flat spray pattern, however, the use of round beams, which are to be produced by beam channels with a round cross section, is recommended.
- the fan levels of all multi-jet or double-jet nozzles are arranged in parallel. This results in a nearly disc-shaped spray area with the advantages indicated above. Although the slight offset between individual fan levels transversely to the fan levels entails a certain height extent of the spray area, it is still a substantially flat pronounced spray area of multiple multi-jet or double jet nozzles in different angular directions possible by such a configuration.
- the multi-jet or double-jet nozzles are arranged so that they are distributed substantially uniformly over an angle of 360 °.
- a flat cylindrical combustion chamber can be sprayed out well.
- predetermined free spaces are recessed from the spray area of the multi-jet nozzles.
- This can be advantageous, for example, in the area of inlet or outlet valves or also in the region of a spark plug in order to protect these components against contamination, in particular against coking or sooting.
- the recess from the spray area can by appropriate spatial arrangement of the Multi-jet or twin jet nozzles are achieved. Even by different angles of the jet channels of a multi-jet or double jet nozzle, a certain area can be excluded from the spray area.
- the angle between the flow channels of a multi-jet nozzle which at the same time forms the impact angle (for example as an angle between two jets) under which the fuel jets produced thereby collide, is preferably selected to be greater than 10 ° or 20 °.
- a particularly good spray pattern has at impact angles between 30 ° and 50 °, z. B. 40 °.
- the impact angle can be adapted to the desired fuel distribution. If, for example, a greater penetration depth is desired in the combustion chamber, smaller impact angles can be selected. On the other hand, a larger impact angle gives a wider fan beam.
- the distance between the beams to each other and the impact angle, the distance of the baffle zone, d. H. of the place where the rays collide at the impact angle, are set to the nozzle body.
- the injection device according to the invention is well suited for operating pressure differences between the high-pressure side in the interior of the nozzle chamber and the low-pressure side outside greater than 100 bar, preferably greater than 150 bar.
- the desired spray range is formed with a dynamics and atomization that is well suited for operation in an internal combustion engine.
- the distribution and the fineness of the fuel atomization of a device according to the invention can be used even with smaller pressure differences.
- the injection device according to the invention is integrated in an advantageous manner in a so-called injector, which can be mounted as a unit to combustion devices.
- injectors can be mounted, for example, in the cylinder head of Hübkolbenmotoren. They are preferably electronically controllable in order to carry out the fuel metering in the desired amount in the required time sequence.
- such injectors are connected to a common pressure line (common rail). In principle, however, they can also be provided individually with a corresponding pressure generator (pump / nozzle).
- the invention is basically usable in a variety of combustion processes. These may require continuous or discontinuous combustion. Continuous combustion would be conceivable, for example, when used in turbines or heating burners.
- the arrangement and orientation of the multi-jet nozzles can vary.
- the fan levels of two or more multiple jet nozzles can also be aligned with each other inclined.
- the invention is used in clocked combustion devices, in which the good, spatially defined and quickly established fuel distribution at a high Zerstäubungsgrad is of particular use.
- a disc-shaped fuel distribution in the flat combustion chamber at top dead center of the reciprocating desirable is usually a disc-shaped fuel distribution in the flat combustion chamber at top dead center of the reciprocating desirable.
- a plurality of multi-jet or double-jet nozzles are advantageously arranged so that they spray parallel to the main plane of the combustion chamber in the assembled state of the injection nozzles.
- the jet channels relative to the axis of the injector or the fuel pressure chamber can also be inclined, so that the emission in the combustion chamber again takes place largely parallel to the main plane of the combustion chamber.
- the injection device 1 according to Fig. 1 comprises a substantially cylindrical injector head 2 with a truncated cone 3 for cross-sectional tapering at the outlet end of the injection device 1, to which a dome-shaped nozzle body 4 connects, which forms a nozzle chamber in its interior.
- the nozzle body 4 is hollow for this purpose and comprises jet channels, which are described in more detail below.
- the injection device 1 is also formed round and centric of a major axis H.
- angular recesses 5 in the nozzle body 4 can be seen in which jet channels 6 open.
- the angular recesses 5 serve to provide a surface arranged at right angles to the respective exit surface for drilling round beam channels 6, 7. This is particularly advantageous when the beam channels 6, 7 are mechanically drilled.
- the diameters of the bores for the jet channels 6, 7 are preferably selected to be clearly ⁇ 500 ⁇ m, for example ⁇ 150 ⁇ m, preferably in the region of 100 ⁇ m.
- Such jet channels offer among those in internal combustion engines Ruling operating conditions a good distribution and atomization of the fuel.
- a nozzle with more than two jets for example a triple-jet nozzle, could be used in which three or more jets converge in a common vertex S.
- a third ray could be directed to the vertex S.
- the cross sections of the jet channels (6, 7) are chosen equal in the illustrated embodiment for all multi-jet nozzles 8. However, this can also be varied.
- the cross sections of various flow channels 6, 7 of a multi-jet nozzle 8 can also be chosen differently, as are the cross sections of jet channels 6, 7 of different multi-jet nozzles 8.
- the impact angle ⁇ which at the same time forms the angle between the two beams 6, 7 of a double-jet nozzle and defines the plane of the fan beam 9, should not be too great be chosen small. Experiments have yielded good results with angles> 10 ° or> 20 °, preferably> 30 ° and ideally around 40 °.
- the fan beams 9 can be generated with parallel fan planes.
- Fig. 5 For example, four double jet nozzles 8 lie in a plane corresponding to the sectional plane V Fig. 4 equivalent. Another four double-jet nozzles 8 are arranged in a plane corresponding to the sectional plane VI in Fig. 4 equivalent. All these double-jet nozzles are arranged such that their fan planes are parallel and, in the illustrated embodiment, perpendicular to the main axis H of the injection device 1.
- the fan levels are also at an angle ⁇ (see Fig. 4 ) is arranged to the main axis H with injection device 1, so that the fan plane or the flat spray pattern, which is generated by the double jet nozzles 8, is also inclined to the main axis H.
- ⁇ see Fig. 4
- the exact geometric configuration depends, inter alia, on the installation position of an injector head 2 in the respective combustion chamber.
- the use of different ⁇ -angle is conceivable, as for example, based on the angle ⁇ 1 and ⁇ 2 in FIG. 8a is shown.
- double jet nozzles 8 in two different, offset by the offset or distance A planes V, VI mounted, ie they are arranged transversely to the fan plane of the fan beams 9.
- a larger number of double-jet nozzles can be circumferentially distributed without the jet channels 6, 7 meet in the wall of the nozzle body 4.
- a substantially flat spray pattern is generated by the totality of all double-jet nozzles 8. If necessary, but by a plurality of such levels and / or by a larger offset A and a more extensive in the axial direction, z. B. columnar spray pattern can be generated.
- Fig. 7 shows one of the Fig.
- an injector needle 10 is provided as a closure element.
- the Injektornadel 10 sits on a valve seat 11 which is mounted in the transition of the nozzle body 4 to the truncated cone 3.
- the injector needle 10 thus seals the nozzle body 4 with respect to the injector head 2.
- a blind hole in this embodiment, one speaks of a so-called blind hole nozzle, as in other expression in Fig. 8a is shown.
- a blind hole In a blind hole, a blind hole is closed by a closure element 12, wherein the jet channels 13 remain open with respect to the interior 14 of the nozzle body.
- the interior 14 of the nozzle body forms a certain dead volume.
- an injection device 1 according to the invention can also be designed as a so-called seat hole nozzle, as in Fig. 8b shown.
- the closure element 12 closes immediately the jet channels 13, which accordingly open in the region of the valve seat 15.
- a more uniform injection behavior can be realized in the embodiment as a blind-hole nozzle, which is particularly important for the micro-quantity metering in the pre- and post-injections of internal combustion engines.
- a seat-hole nozzle an uneven spray pattern can occur with small strokes, which is due to production-related tolerances.
- a seat hole nozzle can also provide good results.
- the seat hole nozzle offers the advantage over the blind hole nozzle of a smaller dead volume.
- the dead volume by the arrangement and shape of the closure element, for. B. the Injektornadel 10 can be influenced.
- the injector needle 10 is designed so that it minimizes the dead volume in the region of the nozzle body in the closed state.
- the leadership of the beam channels 13 in the embodiments according to Fig. 8a and 8b is such that they are slightly opposite to the main axis H at an angle. This has the consequence that the spray zone generated by fan nozzles is no longer flat, but slightly pyramidal designed. This is intended according to the invention.
- a reciprocating engine and a flat spray pattern can be strived for, as for example in Fig. 9 is shown.
- an injection device 1 according to Fig. 9 with regularly circumferentially distributed double jet nozzles 8 results in a uniform planar distribution of fan beams 9, each narrow narrow zones 15 limit, in which no or little fuel is sprayed.
- the geometry of the spray pattern can be designed defined by arrangement and design of the double jet nozzles 8.
- a smaller impact angle in a double jet nozzle for example, a certain free zone 15 can be increased.
- the free zone 15 can also be designed.
- an entire fan jet 9 can be recessed to save at this point, for example, an inlet or outlet valve or a spark plug from the spray area.
- FIG. 9 spray pattern shown is particularly suitable for use in a reciprocating engine.
- a cylinder 16 and the associated piston 17 of a reciprocating engine shown schematically.
- the piston 17 is at top dead center.
- the cylinder head is not shown to release the view into the cut cylinder 16.
- the cylinder head would close the combustion chamber 18 at the level of the sealing surface 19, so that the injector 20 projects through the cylinder head into the combustion chamber 18.
- a correspondingly flat configuration of the spray pattern of the injector 20 is advantageous.
- This in Fig. 10 spray pattern shown corresponds to the spray pattern according to Fig. 9 , as for example, by an injection device according to the Fig. 1 to 6 is achievable.
- the injector 20 projects centrally into the cylinder 16 in parallel and concentric manner.
- the injector 20 may be inclined to the main axis of the cylinder 16 are introduced into the combustion chamber, wherein a corresponding inclination of the fan planes of the double jet nozzles 8 is possible to produce a transverse to the main axis of the cylinder 16 spray pattern.
- the angle would be ⁇ , as in Fig. 4 is drawn, deviating from the right angle to choose.
- the spray pattern can be adapted to the respective combustion chamber of the combustion device.
- Essential for the invention is the fact that with multiple, simultaneously acted multi-jet nozzles, in particular double jet nozzles on the one hand excellent atomization with the smallest droplets and the associated large surface area of the fuel can be achieved, at the same time an excellent adaptation to the geometry of the combustion chamber and thus a very uniform and fast distribution of the fuel in the combustion chamber is possible.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum, insbesondere zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Einspritzvorrichtungen in Verbrennungskraftmaschinen sind seit langer Zeit bekannt. So wird in der Druckschrift
DE 369 670 eine Einspritzvorrichtung beschrieben, bei der in einer Einspritzdüse zwei oder mehrere Strahlen erzeugt werden, die sich im Verbrennungsraum kreuzen. Der Sinn dieser Anordnung liegt darin, dass die mit hoher Geschwindigkeit austretenden Brennstoffstrahlen im Verbrennungsraum aufeinanderprallen, wodurch eine äußerst innige Zerstäubung des Brennstoffs herbeigeführt wird. - Diese Art der Einspritzdüse wurde, wie aus der Druckschrift
DE 44 07 360 A1 hervorgeht, später weiterentwickelt. In dieser Druckschrift wird eine entsprechende Einspritzdüse mit fächerförmigem Strahl dadurch weitergebildet, dass der Strahl im Brennraum gedreht werden kann, so dass sich die eingespritzte Kraftstoffmenge auf die gewünschte Luftmenge verteilen kann. Zwar ist durch das Verdrehen eines Fächerstrahls eine bessere Verteilung des Kraftstoffs möglich, hierzu wird jedoch eine entsprechende Zeit benötigt. Für einen optimalen Motorbetrieb ist jedoch eine kurze und vollständige Verbrennung von Vorteil, um den dadurch bedingten Druckanstieg möglichst effizient nutzen zu können. - Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff vorzuschlagen, mittels der eine verbesserte Tropfengrößenverteilung und/oder Brennstoffverteilung im Brennraum möglich ist.
- Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
- Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, dass die Strahlkanäle über die Umfangsfläche eines Düsenkörpers verteilt angeordnet sind, und dass die Fächerebenen der Mehrfachstrahldüsen quer und/oder geneigt zur geometrischen Achse des Düsenkörpers ausgerichtet sind, wobei die Führung der Strahlkanäle derart ist, dass diese gegenüber der Hauptachse der Einspritzvorrichtung unter einem Winkel stehen, sodass die durch Fächerdüsen erzeugte Sprühzone pyramidenförmig ausgestaltet ist.
- Eine erfindungsgemäße Prallzone liegt dabei bereits dann vor, wenn sich zwei oder mehrere Brennstoffstrahlen nur bereichsweise berühren oder überschneiden, wodurch bereits teilweise der erfinderische Effekt verursacht wird.
- Durch die Verwendung einer Multistrahldüse, beispielsweise einer Doppelstrahldüse wird der Vorteil der feinen Zerstäubung derartiger Düsen genutzt. Eine feine Zerstäubung bewirkt eine schnelle Verdampfung des Brennstoffs bei weitgehend homogenem Brennstoff-Luft-Mischungsverhältnis. Die feine Zerstäubung bietet eine große Oberfläche des flüssigen Brennstoffs, die für eine solche Verdampfung vorteilhaft ist. Die große Oberfläche ist auch bei bereits erfolgter Zündung von Vorteil, da auch bei etwaiger noch vorhandener flüssiger Oberfläche von Brennstofftröpfchen die Verbrennung bei einer entsprechend großen Oberfläche erheblich wirkungsvoller abläuft.
- Durch die Verwendung mehrerer derartiger Mehrfachstrahldüsen kann der Brennraum räumlich definiert und in kurzer Zeit ausgesprüht werden, so dass in einem entsprechend kleinen Zeitintervall eine gute Brennstoffluftverteilung im Brennraum erreicht wird.
- Es hat sich gezeigt, dass derartige Doppelstrahldüsen einen Fächerstrahl ausbilden, der sich im Wesentlichen unter dem Winkel aufspannt, in dem die Teilstrahlen aufeinander prallen. Beim Aufeinanderprallen erfolgt eine feine Zerstäubung, wobei die Ausbreitungsrichtung der Brennstofftröpfchen nahezu vollständig von der Düse weg weist, was für einen Verbrennungsvorgang wiederum von Vorteil ist, da somit eine Belastung der Düsen durch Ruß oder dergleichen Partikel, die bei der Verbrennung entstehen können, vermieden wird. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass durch eine Doppelstrahldüse ein sehr flacher Fächerstrahl ausgeprägt werden kann, dessen Ausdehnung, z.B. als winkelförmige Ausdehnung, in der durch die beiden Brennstoffstrahlen definierten Fächerebene deutlich größer ist als in Querrichtung zu dieser Fächerebene.
- Dieser Umstand kann vorteilhafterweise dazu genutzt werden, um einen flachen Brennraum gezielt mit einem Brennstoffnebel zu füllen. Bei entsprechender Anordnung der Mehrfachstrahldüsen bzw. Doppelstrahldüsen kann gewissermaßen eine nahezu scheibenförmige Brennstoffverteilung bei sehr feiner Zerstäubung erzielt werden. Dies ist insbesondere bei Hubkolbenmotoren von Vorteil, die im oberen Totpunkt der Hubbewegung einen solchen scheibenförmigen Brennraum aufweisen.
- Eine solche quasi scheibenförmige Brennstoffverteilung wird bevorzugt mit Mehrfachstrahldüsen erzielt, deren Fächerebenen im Wesentlichen scheibenparallel ausgerichtet sind.
- Durch erfindungsgemäße Mehrfachstrahldüsen kann jedoch auch jede andere Brennstoffverteilung durch entsprechende Anordnung der Fächerebenen erzielt werden. So kann eine Fächerebene durchaus auch parallel zur Zylinderachse oder zu einer Mittelachse eines Injektors ausgerichtet sein. Auch geneigte Fächerebenen in schrägen Winkelanordnungen sind möglich.
- Durch unterschiedliche Düsenöffnungen kann auch die Eindringtiefe des Brennstoffs in den Brennraum beeinflusst werden. Dabei können verschiedene Mehrfachstrahldüsen mit unterschiedlichen Düsenöffnungen ebenso Verwendung finden, wie Mehrfachstrahldüsen, die strahlabhängig unterschiedliche Düsenöffnungen aufweisen.
- Vorteilhafterweise wird eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung mit einer für zwei oder mehrere Mehrfachstrahldüsen gemeinsamen Düsenkammer versehen, von dem die Strahlkanäle der zwei oder mehreren Mehrfachstrahldüsen ausgehen. Dies ermöglicht eine kompakte Bauform unter Beibehaltung von zwei oder mehreren Mehrfachstrahldüsen oder Doppelstrahldüsen, mit den damit verbundenen Vorteilen einer verbesserten räumlichen Verteilung des Sprühbereichs.
- Vorzugsweise wird bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Verschluss für die Trennung der Strahlkanäle von der Brennstoffzufuhr vorgesehen. Dies ermöglicht einen getakteten Betrieb der Einspritzvorrichtung bei kompakter Bauweise.
- In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform wird ein gemeinsamer Verschluss für die Brennstoffzufuhr von zwei oder mehreren Mehrfachstrahldüsen vorgesehen. Hierdurch wird der konstruktive Aufwand verringert und wiederum die Möglichkeit einer kompakten Bauweise bei gemeinsamer Taktung der Mehrfachstrahldüsen geschaffen.
- In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Düsenkammer mit einem Verschlusselement als verschließbares Sackloch ausgebildet, wobei die Strahlkanäle in Strömungsrichtung hinter dem Verschlusselement die Wandung der Düsenkammer durchsetzen.
- Durch diese Bauweise ist es möglich, eine Vielzahl von Strahlkanälen in der Wandung der Düsenkammer anzubringen, wobei die Brennstoffzufuhr zugleich mit nur einem Verschlusselement taktbar ist.
- Gemäß der Erfindung werden die Strahlkanäle über die Umfangsfläche der Düsenkammer verteilt angeordnet, um eine entsprechende gute räumliche Verteilung des Sprühbereichs des Brennstoffs zu erzielen.
- Vorteilhafterweise werden wenigstens zwei Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen mit zueinander parallelen Fächerebenen quer zu den Fächerebenen versetzt angeordnet. Durch die Maßnahme können benachbarte Mehrfachstrahldüsen oder Doppelstrahldüsen sehr nahe zueinander benachbart ausgebildet werden. Im Extremfall ist eine Ausgestaltung möglich, bei der sich Strahlkanäle zweier Doppelstrahldüsen in der Wandung der Einspritzvorrichtung kreuzen, die sich kreuzenden Strömungskanäle jedoch durch diesen Versatz voneinander getrennt sind.
- Grundsätzlich ist es durch die Brennstoffversorgung aus einem gemeinsamen Brennstoffdruckraum zwar ohne Weiteres denkbar, dass sich Strahlkanäle in der Wandung der Düse tatsächlich treffen, d. h. miteinander in Verbindung stehen, da alle von der gleichen Düsenkammer abgehenden Strahlkanäle mit dem gleichen Druck beaufschlagt werden. Für eine definierte Strahlcharakteristik ist jedoch eine entsprechende Führungslänge der Flüssigkeit im Strahlkanal von Vorteil. Insbesondere bei geringen Wandstärken empfiehlt es sich daher, jeden Strahlkanal separat von den anderen Strahlkanälen auszubilden. Dies ist auch unter dem Gesichtspunkt von Vorteil, dass zur Erzeugung der gewünschten Strahlcharakteristik eine hohe Präzision und Güte bei der Fertigung der Strahlkanäle erforderlich ist, die bei separater Herstellung jedes Strahlkanals, beispielsweise durch mechanisches Bohren, aber auch durch andere Fertigungsverfahren besser zu gewährleisten ist.
- Grundsätzlich sind zwar auch schlitzförmige Strahlkanäle denkbar, die ein eher dreidimensionales Sprühbild erzeugen, für die Erzeugung eines flachen Sprühbildes empfiehlt sich jedoch die Verwendung von Rundstrahlen, die durch Strahlkanäle mit rundem Querschnitt zu erzeugen sind.
- In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden die Fächerebenen aller Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen parallel angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein nahezu scheibenförmiger Sprühbereich mit den oben angedeuteten Vorteilen. Der leichte Versatz zwischen einzelnen Fächerebenen quer zu den Fächerebenen bringt zwar eine gewisse Höhenausdehnung des Sprühbereichs mit sich, es ist jedoch nach wie vor ein im Wesentlichen flach ausgeprägter Sprühbereich mehrerer Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen in unterschiedliche Winkelrichtungen durch eine solche Ausgestaltung möglich.
- Bevorzugt werden die Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen so angeordnet, dass sie über einen Winkel von 360° im Wesentlichen gleichförmig verteilt liegen. Hierdurch kann beispielsweise ein flacher zylinderförmiger Brennraum gut ausgesprüht werden.
- Wie bereits oben angeführt, werden gemäß der Erfindung andere Orientierungen der Fächerebenen vorgesehen, z. B. um eine großvolumigere Brennstoffverteilung in der Tiefe zu erzielen.
- Dabei können auch unterschiedliche Fächerorientierungen, z. B. kombiniert in vertikaler und horizontaler Richtung, bezogen auf die Injektor- oder die Zylinderachse, vorgesehen werden. Auch Zwischenstellungen mit geneigter, schräger Fächerebene, bezogen auf die Injektor- oder Zylinderachse, sind denkbar.
- Vorzugsweise werden zudem vorbestimmte Freiräume aus dem Sprühbereich der Mehrfachstrahldüsen ausgespart. Dies kann beispielsweise im Bereich von Ein- oder Auslassventilen oder aber auch im Bereich einer Zündkerze von Vorteil sein, um diese Bauelemente vor Verunreinigung, insbesondere vor Verkokung oder Verrußen zu schützen. Die Aussparung aus dem Sprühbereich kann durch entsprechende räumliche Anordnung der Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen erzielt werden. Auch durch unterschiedliche Winkel der Strahlkanäle einer Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüse kann ein bestimmter Bereich aus dem Sprühbereich ausgeklammert werden.
- Der Winkel zwischen den Strömungskanälen einer Mehrfachstrahldüse, der zugleich den Prallwinkel (z. B. als Winkel zwischen zwei Strahlen) bildet, unter dem die dadurch erzeugten Brennstoffstrahlen aufeinander prallen, wird bevorzugt größer als 10° oder 20° gewählt. Dies hat sich für die Ausprägung einer fächerförmigen Brennstoffverteilung unter den in Verbrennungsmotoren, insbesondere Hubkolbenmotoren herrschenden Drücken und der entsprechenden Kurzzeitdynamik des Einspritzvorgangs als vorteilhaft erwiesen. Ein besonders gutes Sprühbild hat sich bei Prallwinkeln zwischen 30° und 50°, z. B. 40° ergeben. Der Prallwinkel kann an die gewünschte Brennstoffverteilung angepasst werden. Wird beispielsweise eine größere Eindringtiefe in den Brennraum gewünscht, so können kleinere Prallwinkel gewählt werden. Andererseits ergibt ein größerer Prallwinkel einen breiteren Fächerstrahl.
- Über den Abstand der Strahlen zueinander und durch den Prallwinkel kann darüber hinaus auch der Abstand der Prallzone, d. h. des Ortes, an dem die Strahlen unter dem Prallwinkel aufeinanderprallen, zum Düsenkörper festgelegt werden.
- Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung eignet sich beispielsweise gut für Betriebsdruckdifferenzen zwischen der Hochdruckseite im Innern der Düsenkammer und der Niederdruckseite außerhalb größer 100 bar vorzugsweise größer 150 bar. Oberhalb dieser Druckdifferenzen bildet sich der gewünschte Sprühbereich mit einer Dynamik und Zerstäubung, die für den Betrieb in einem Verbrennungsmotor gut geeignet ist. Für den Einsatz in anderen Verbrennungsvorrichtungen können auch bei kleineren Druckdifferenzen die Verteilung und die Feinheit der Brennstoffzerstäubung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung genutzt werden.
- Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung wird in vorteilhafter Weise in einen sogenannten Injektor integriert, der als Baueinheit an Verbrennungsvorrichtungen montierbar ist. Solche Injektoren können beispielsweise in den Zylinderkopf von Hübkolbenmotoren montiert werden. Sie sind bevorzugt elektronisch ansteuerbar, um die Kraftstoffdosierung in der gewünschten Menge im erforderlichen zeitlichen Ablauf vorzunehmen.
- In der Regel werden derartige Injektoren an eine gemeinsame Druckleitung (common rail) angeschlossen. Grundsätzlich können sie jedoch auch einzeln mit einem entsprechenden Druckgenerator (Pumpe/Düse) versehen werden.
- Die Erfindung ist grundsätzlich bei einer Vielzahl von Verbrennungsvorgängen verwendbar. Diese können kontinuierliche oder diskontinuierliche Verbrennung erfordern. Eine kontinuierliche Verbrennung wäre beispielsweise beim Einsatz in Turbinen oder Heizungsbrenner denkbar.
- Je nach Anwendungsfall und Form des Brennraums kann die Anordnung und Orientierung der Mehrfachstrahldüsen variieren. So können z. B. mehrere Mehrfachstrahldüsen in Bezug auf eine geometrische Achse des Düsenkörpers in axialer Richtung versetzt und/oder umfangsseitig verteilt angeordnet sein und/oder die Fächerebenen der Mehrfachdüsen quer und/oder parallel und/oder geneigt zur Achse des Düsenkörpers ausgerichtet sein. Die Fächerebenen zweier oder mehrerer Mehrfachstrahldüsen können auch zueinander geneigt ausgerichtet sein.
- Bevorzugt wird die Erfindung in getakteten Verbrennungsvorrichtungen eingesetzt, in denen die gute, räumlich definierte und schnell aufzubauende Brennstoffverteilung bei hohem Zerstäubungsgrad von besonderem Nutzen ist.
- Insbesondere bei Hubkolbenmotoren ist in der Regel eine scheibenförmige Brennstoffverteilung im flachen Brennraum beim oberen Totpunkt des Hubkolbens wünschenswert. Für diese Anwendung werden mehrere Mehrfachstrahl- oder Doppelstrahldüsen vorteilhafterweise so angeordnet, dass sie im montierten Zustand der Einspritzdüsen parallel zur Hauptebene des Brennraums absprühen. Bei einem zum Hubkolben oder zur Zylinderachse parallelen Einbau eines solchen Injektors bedeutet dies, dass die Strahlkanäle der Mehrfachstrahl- bzw. Doppelstrahldüsen quer zur Längsachse des Injektors abgehen. Bei schräger Einbaulage des Injektors bzw. der Düsenkammer, von der die Strahlkanäle abgehen, können die Strahlkanäle bezogen auf die Achse des Injektors bzw. des Brennstoffdruckraums auch geneigt angebracht werden, so dass die Abstrahlcharakteristik im Brennraum wiederum weitgehend parallel zur Hauptebene des Brennraums erfolgt.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
- Im Einzelnen zeigen
- Fig. 1
- eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß
Fig. 1 , - Fig. 3
- eine Schnittdarstellung entlang Schnittlinie III in
Fig. 2 , - Fig. 4
- eine Detaildarstellung aus
Fig. 1 , - Fig. 5
- eine Schnittdarstellung entlang Schnittlinie V in
Fig. 4 , - Fig. 6
- eine Schnittdarstellung entlang Schnittlinie VI in
Fig. 4 ; - Fig. 7
- eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung mit Verschlussnadel,
- Fig. 8a und 8b
- Vergleichsdarstellungen zum grundsätzlichen Aufbau zwischen Sacklochdüse und Sitzlochdüse,
- Fig. 9
- eine schematische Darstellung des Sprühbildes einer Einspritzvorrichtung in perspektivischer Darstellung und
- Fig. 10
- eine schematische Darstellung einer Einspritzvorrichtung beim Einsatz in einem Verbrennungsmotor.
- Die Einspritzvorrichtung 1 gemäß
Fig. 1 umfasst einen im Wesentlichen zylinderförmigen Injektorkopf 2 mit einem Kegelstumpf 3 zur Querschnittsverjüngung an dem Austrittsende der Einspritzvorrichtung 1, an den sich ein kuppelförmiger Düsenkörper 4 anschließt, der in seinem Innenraum eine Düsenkammer ausbildet. Der Düsenkörper 4 ist hierzu hohlförmig und umfasst Strahlkanäle, die nachfolgend näher beschrieben werden. Die Einspritzvorrichtung 1 ist zudem rund und zentrisch einer Hauptachse H ausgebildet. - In der Detailvergrößerung gemäß
Fig. 4 sind winkelförmige Aussparungen 5 im Düsenkörper 4 erkennbar, in denen Strahlkanäle 6 ausmünden. Wie in der Schnittdarstellung gemäß denFig. 5 und 6 erkennbar ist, dienen die winkelförmigen Aussparungen 5 dazu, eine zur jeweiligen Austrittsfläche rechtwinklig angeordnete Fläche zur Bohrung von runden Strahlenkanälen 6, 7 bereitzustellen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Strahlkanäle 6, 7 mechanisch gebohrt werden. Die Durchmesser der Bohrungen für die Strahlkanäle 6, 7 werden bevorzugt deutlich < 500 pm gewählt, beispielsweise < 150 µm, vorzugsweise im Bereich von 100 µm. Derartige Strahlkanäle bieten unter den in Verbrennungsmotoren herrschenden Betriebsbedingungen eine gute Verteilung und Zerstäubung des Brennstoffs. - Wie in den
Fig. 5 und 6 erkennbar ist, sind jeweils paarweise zwei Strahlkanäle 6, 7 unter einem Winkel α zueinander angeordnet. Der Scheitelpunkt S dieses Winkels α definiert die Prallzone einer aus jeweils zwei Strahlkanälen 6, 7 gebildeten Doppelstrahldüse 8. Durch eine derartige Ausgestaltung von Strahlkanälen 6, 7 ergibt sich in Strahlrichtung hinter dem Scheitelpunkt S bzw. hinter der Prallzone S ein Fächerstrahl 9, dessen Geometrie im Wesentlichen durch die geradlinige Verlängerung der Strahlkanäle 6, 7 vorgegeben ist. - Grundsätzlich könnte auch an Stelle einer Doppelstrahldüse 8 als Mehrfachstrahldüse eine Düse mit mehr als zwei Strahlen, beispielsweise eine Dreifachstrahldüse, verwendet werden, bei der drei oder mehrere Strahlen in einem gemeinsamen Scheitelpunkt S zusammenlaufen. So könnte beispielsweise in der Mitte der Strahlen 6, 7 ein dritter Strahl auf den Scheitelpunkt S gerichtet sein. Durch derartige Mehrfachstrahldüsen kann beispielsweise gegenüber einer Doppelstrahldüse die Geschwindigkeitsverteilung im Fächerstrahl beeinflusst werden.
- Die Querschnitte der Strahlkanäle (6, 7) sind im dargestellten Ausführungsbeispiel für alle Mehrfachstrahldüsen 8 gleich gewählt. Dies kann jedoch auch variiert werden. Die Querschnitte verschiedener Strömungskanäle 6, 7 einer Mehrfachstrahldüse 8 können ebenso verschieden gewählt werden, wie die Querschnitte von Strahlkanälen 6, 7 verschiedener Mehrfachstrahldüsen 8.
- Es hat sich jedoch im Versuch gezeigt, dass mit der Verwendung von Doppelstrahldüsen gemäß dem Ausführungsbeispiel die erfindungsgemäßen Vorteile gut realisierbar sind.
- Der Prallwinkel α, der zugleich den Winkel zwischen den beiden Strahlen 6, 7 einer Doppelstrahldüse bildet und die Ebene des Fächerstrahls 9 definiert, sollte dabei möglichst nicht zu klein gewählt werden. Versuche haben mit Winkeln > 10° oder > 20°, bevorzugt > 30° und idealerweise um die 40° gute Ergebnisse erbracht.
- Wie aus den
Figuren 1 bis 6 hervorgeht, können die Fächerstrahlen 9 mit zueinander parallelen Fächerebenen erzeugt werden. InFig. 5 liegen beispielsweise vier Doppelstrahldüsen 8 in einer Ebene, die der Schnittebene V gemäßFig. 4 entspricht. Weitere vier Doppelstrahldüsen 8 sind in einer Ebene angeordnet, die der Schnittebene VI inFig. 4 entspricht. Alle diese Doppelstrahldüsen sind derart angeordnet, dass ihre Fächerebenen parallel und im dargestellten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Hauptachse H der Einspritzvorrichtung 1 stehen. - Grundsätzlich werden gemäß der Erfindung jedoch die Fächerebenen auch unter einem Winkel β (siehe
Fig. 4 ) zur Hauptachse H mit Einspritzvorrichtung 1 angeordnet, so dass die Fächerebene bzw. das flache Sprühbild, das durch die Doppelstrahldüsen 8 erzeugt wird, ebenfalls zur Hauptachse H geneigt ist. Die genaue geometrische Ausgestaltung hängt u. a. von der Einbaulage eines Injektorkopfs 2 in dem jeweiligen Brennraum ab. Auch die Verwendung unterschiedlicher β-Winkel ist denkbar, wie dies beispielsweise anhand der Winkel β1 und β2 inFigur 8a dargestellt ist. - Wie in
Fig. 4 erkennbar ist, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel Doppelstrahldüsen 8 in zwei verschiedenen, um den Versatz oder Abstand A versetzten Ebenen V, VI angebracht, d. h. sie sind quer zur Fächerebene der Fächerstrahlen 9 angeordnet. Durch diese Anordnung lässt sich eine größere Anzahl von Doppelstrahldüsen umfangseitig verteilt anbringen, ohne dass sich die Strahlkanäle 6, 7 in der Wandung des Düsenkörpers 4 treffen. Trotz des geringen Versatzes A wird dennoch ein im Wesentlichen flaches Sprühbild durch die Gesamtheit aller Doppelstrahldüsen 8 erzeugt. Bei Bedarf kann aber durch mehrere solcher Ebenen und/oder durch einen größeren Versatz A auch ein in axialer Richtung ausgedehnteres, z. B. säulenartiges Sprühbild erzeugt werden.Fig. 7 zeigt eine derFig. 3 entsprechende Darstellung der Vorrichtung 1, wobei zusätzlich eine Injektornadel 10 als Verschlusselement vorgesehen ist. Die Injektornadel 10 sitzt auf einem Ventilsitz 11, der im Übergang des Düsenkörpers 4 zum Kegelstumpf 3 angebracht ist. Die Injektornadel 10 dichtet somit den Düsenkörper 4 gegenüber dem Injektorkopf 2 ab. - In dieser Ausführungsform spricht man von einer sogenannten Sacklochdüse, wie sie in anderer Ausprägung in
Fig. 8a dargestellt ist. Bei einer Sacklochdüse wird ein Sackloch durch ein Verschlusselement 12 verschlossen, wobei die Strahlkanäle 13 gegenüber dem Innenraum 14 des Düsenkörpers offen bleiben. Der Innenraum 14 des Düsenkörpers bildet dabei ein gewisses Totvolumen. - Grundsätzlich kann eine erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung 1 auch als sogenannte Sitzlochdüse ausgebildet werden, wie sie in
Fig. 8b dargestellt. In diesem Fall verschließt das Verschlusselement 12 unmittelbar die Strahlkanäle 13, die dementsprechend im Bereich des Ventilsitzes 15 ausmünden. - Es hat sich gezeigt, dass sich in der Ausprägung als Sacklochdüse ein gleichmäßigeres Einspritzverhalten realisierbar ist, was besonders wichtig ist für die Kleinstmengendosierung bei den Vor- und Nacheinspritzungen von Verbrennungsmotoren. Bei einer Sitzlochdüse kann bei Kleinsthüben ein ungleiches Spraybild entstehen, was auf fertigungsbedingte Toleranzen zurückzuführen ist. Mit einem erhöhten Aufwand im Bereich dieser Toleranzen kann jedoch auch eine Sitzlochdüse gute Ergebnisse liefern. Die Sitzlochdüse bietet gegenüber der Sacklochdüse den Vorteil eines kleineren Totvolumens.
- Im Falle einer Sacklochdüse kann das Totvolumen durch die Anordnung und Form des Verschlusselementes, z. B. der Injektornadel 10 beeinflusst werden. Vorteilhafterweise wird die Injektornadel 10 so gestaltet, dass sie das Totvolumen im Bereich des Düsenkörpers im geschlossenen Zustand minimiert.
- Die Führung der Strahlkanäle 13 in den Ausführungsvarianten gemäß
Fig. 8a und 8b ist derart, dass diese gegenüber der Hauptachse H leicht unter einem Winkel stehen. Dies hat zur Folge, dass die durch Fächerdüsen erzeugte Sprühzone nicht mehr eben, sondern leicht pyramidenförmig ausgestaltet ist. Dies ist gemäß der Erfindung beabsichtigt. - Bei einem Hubkolbenmotor kann auch ein ebenes Sprühbild anzustreben sein, wie es beispielsweise in
Fig. 9 dargestellt ist. Bei einer Einspritzvorrichtung 1 gemäßFig. 9 mit regelmäßig umfangseitig verteilten Doppelstrahldüsen 8 ergibt sich eine gleichmäßige ebene Verteilung von Fächerstrahlen 9, die jeweils schmale Freizonen 15 begrenzen, in denen kein oder nur wenig Brennstoff versprüht wird. Wie anhand vonFig. 9 gut erkennbar ist, kann durch Anordnung und Ausgestaltung der Doppelstrahldüsen 8 die Geometrie des Sprühbildes definiert gestaltet werden. Durch einen kleineren Prallwinkel bei einer Doppelstrahldüse kann beispielsweise eine bestimmte Freizone 15 vergrößert werden. Durch Wegfall oder andere Positionierung einer Doppelstrahldüse kann die Freizone 15 ebenfalls gestaltet werden. Beispielsweise kann ein gesamter Fächerstrahl 9 ausgespart werden, um an dieser Stelle beispielsweise ein Ein- oder Auslassventil oder aber eine Zündkerze aus dem Sprühbereich auszusparen. - Das in
Fig. 9 dargestellte Sprühbild eignet sich besonders für die Verwendung in einem Hubkolbenmotor. Zur Veranschaulichung hierzu ist inFig. 10 ein Zylinder 16 sowie der zugehörige Kolben 17 eines Hubkolbenmotors schematisch dargestellt. Der Kolben 17 befindet sich im oberen Totpunkt. Der Zylinderkopf ist nicht dargestellt, um den Blick in den aufgeschnittenen Zylinder 16 freizugeben. Der Zylinderkopf würde den Brennraum 18 auf Höhe der Dichtfläche 19 verschließen, so dass der Injektor 20 durch den Zylinderkopf hindurch in den Brennraum 18 ragt. Dies entspricht einer üblichen Geometrie in Hubkolbenmotoren, die einen flachen scheibenförmigen Brennraum 18 ergibt. - In diesem Fall ist eine entsprechend flache Ausgestaltung des Sprühbilds des Injektors 20 von Vorteil. Das in
Fig. 10 dargestellte Sprühbild entspricht dem Sprühbild gemäßFig. 9 , wie es beispielsweise von einer Einspritzvorrichtung gemäß denFig. 1 bis 6 erzielbar ist. In der Ausführung gemäßFig. 10 ragt der Injektor 20 zentral in den Zylinder 16 parallel und konzentrisch hinein. In diesem Fall ist es von Vorteil, die Doppelstrahldüsen 8 in der Tat quer zur Hauptachse H des Injektors anzuordnen, wie es inFig. 4 mit dem Winkel β angedeutet ist. Falls erwünscht, kann der Injektor 20 jedoch auch zur Hauptachse des Zylinders 16 geneigt in den Brennraum eingebracht werden, wobei zur Erzeugung eines quer zur Hauptachse des Zylinders 16 verlaufenden Sprühbilds eine entsprechende Neigung der Fächerebenen der Doppelstrahldüsen 8 möglich ist. In diesem Fall wäre der Winkel β, wie er inFig. 4 eingezeichnet ist, abweichend von dem rechten Winkel zu wählen. - Wie bereits mehrfach angedeutet, kann durch entsprechende Anordnung und Ausgestaltung der Mehrfachstrahldüsen das Sprühbild dem jeweiligen Brennraum der Verbrennungsvorrichtung angepasst werden. Wesentlich für die Erfindung ist der Umstand, dass mit mehreren, gleichzeitig beaufschlagten Mehrfachstrahldüsen, insbesondere Doppelstrahldüsen zum einen eine hervorragende Zerstäubung mit kleinsten Tröpfchen und der damit verbundenen großen Oberfläche des Brennstoffs erzielbar ist, wobei zugleich eine ausgezeichnete Anpassung an die Geometrie des Brennraums und somit eine sehr gleichmäßige und schnelle Verteilung des Brennstoffs im Brennraum möglich ist.
-
- 1
- Einspritzvorrichtung
- 2
- Injektorkopf
- 3
- Kegelstumpf
- 4
- Düsenkörper
- 5
- Aussparung
- 6
- Strahlkanal
- 7
- Strahlkanal
- 8
- Doppelstrahldüse
- 9
- Fächerstrahl
- 10
- Injektornadel
- 11
- Ventilsitz
- 12
- Verschlusselement
- 13
- Stahlkanal
- 14
- Innenraum
- 15
- Freizone
- 16
- Zylinder
- 17
- Kolben
- 18
- Brennraum
- 19
- Dichtfläche
- 20
- Injektor
Claims (14)
- Vorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum, insbesondere zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors, wobei eine Mehrfachstrahldüse (8) mit wenigstens zwei Strahlkanälen (6, 7) zur Erzeugung wenigstens zweier, in einer Prallzone (S) wenigstens teilweise aufeinander prallender Brennstoffstrahlen vorgesehen ist, wobei zwei oder mehrere solcher Mehrfachstrahldüsen (8) vorgesehen sind und wobei die Mehrfachstrahldüsen (8) durch die wenigstens zwei Strahlkanäle (6, 7) eine Fächerdüse zur Erzeugung eines Fächerstrahls (9) bilden, dessen Ausdehnung in einer Fächerebene größer ist als in Querrichtung zu dieser Fächerebene, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlkanäle (6, 7) über die Umfangsfläche eines Düsenkörpers (4) verteilt angeordnet sind, und dass die Fächerebenen der Mehrfachstrahldüsen (8) quer und/oder geneigt zur geometrischen Achse des Düsenkörpers (4) ausgerichtet sind, wobei die Führung der Strahlkanäle (6, 7, 13) derart ist, dass diese (6, 7, 13) gegenüber der Hauptachse (H) der Einspritzvorrichtung (1) unter einem Winkel stehen, sodass die durch Fächerdüsen erzeugte Sprühzone pyramidenförmig ausgestaltet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Düsenkammer (4) vorgesehen ist, von dem die Strahlkanäle (6, 7) von zwei oder mehreren Mehrfachstrahldüsen (8) ausgehen.
- Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlusselement (10) für den Verschluss der Brennstoffzufuhr vorgesehen ist.
- Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsames Verschlusselement (10) für den Verschluss der Brennstoffzufuhr für zwei oder mehrere, insbesondere für alle Mehrfachstrahldüsen (8) vorgesehen ist.
- Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkammer ein mit einem Verschlusselement (10) verschließbares Sackloch bildet, wobei die Strahlkanäle (6, 7) in Strömungsrichtung hinter dem Verschlusselement (10) die Wandung der Düsenkammer durchsetzen.
- Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlkanäle (6, 7) als Rundkanäle ausgebildet sind.
- Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Mehrfachstrahldüsen (8) mit zueinander parallelen Fächerebenen angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Mehrfachstrahldüsen (8) mit zueinander nicht parallelen Fächerebenen angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Mehrfachstrahldüsen (8) mit zueinander parallelen Fächerebenen quer zu den Fächerebenen versetzt angeordnet sind.
- Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fächerebenen aller Mehrfachstrahldüsen (8) parallel zueinander liegen.
- Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vorbestimmte Freiräume (15) aus dem Sprühbereich der Mehrfachstrahldüsen (8) ausgespart sind.
- Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallwinkel zweier aufeinander prallender Strahlen > 10° oder > 20°, vorzugsweise zwischen 30° und 50° ausgebildet ist.
- Injektor für eine Verbrennungsvorrichtung zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum, insbesondere eines Verbrennungsmotors, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Einspritzvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche umfasst.
- Verbrennungsmotor mit einer Vorrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Brennraum, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (1) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum vorgesehen ist.
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