WO2003027486A1 - Brennstoffeinspritzsystem - Google Patents

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WO2003027486A1
WO2003027486A1 PCT/DE2002/002175 DE0202175W WO03027486A1 WO 2003027486 A1 WO2003027486 A1 WO 2003027486A1 DE 0202175 W DE0202175 W DE 0202175W WO 03027486 A1 WO03027486 A1 WO 03027486A1
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WO
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fuel injection
flame protection
injection system
protection shield
shield
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PCT/DE2002/002175
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English (en)
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Inventor
Jürgen RAIMANN
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to JP2003531021A priority patent/JP2005504217A/ja
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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
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/14—Arrangements of injectors with respect to engines; Mounting of injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection system according to the preamble of the main claim.
  • Fuel injection valve comprises, the fuel f in a combustion chamber formed by a piston / cylinder structure, and is provided with a spark plug projecting into the combustion chamber.
  • the fuel injector is arranged with at least one row distributed over the circumference of the fuel injector
  • injection holes Through a targeted injection of fuel through the injection holes, a jet-guided combustion process is formed by forming a
  • Fuel injection valve which thereby ' clog and the flow through the fuel injector is not permitted greatly decrease. This leads to malfunction of the internal combustion engine.
  • the fuel injection system according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a flame protection shield arranged downstream of the injection openings of the ' fuel injection valve reduces the temperature of the flame front of the burning mixture cloud in the area of the spray openings so much that no combustion residues can precipitate in the area of the spray openings , whereby an overgrowth of the spray openings through coking residues is avoided.
  • the flame retardant shield can either be attached to the injection-side end of the fuel injection valve or to the wall of the receiving bore in the cylinder head in which the fuel injection valve is mounted.
  • the Fl mmschutzschild is designed as a cone or truncated cone, whereby a simple and inexpensive manufacture is possible.
  • the cone or partial cone can advantageously either have a homogeneous inclination with respect to the wall of the receiving bore or one or more inclination changes, as a result of which the height of the flame protection shield and thus the installation depth of the fuel injector can be adapted to the requirements in a simple manner.
  • the Radius determines the installation depth of the fuel injector.
  • the flame retardant shield can advantageously be designed in the form of partial shields which extend over a freely selectable angular range, the number of partial shields being matchable to the number of spray openings, the spray angle or the opening angle of the mixture cloud.
  • the protective function of the flame protection shield can be regulated as desired.
  • Fig. 1 shows a schematic section through a general
  • FIG. 2A shows a schematic section through the spray-side part of the fuel injection system shown in FIG. 1 in area II in FIG. 1;
  • Fig. 2B the spray-side part of the fuel injection system shown in Fig. 1 with a
  • FIGS. 4A-C show exemplary embodiments of a flame protection shield designed according to the invention, which is in each case attached to a wall of the receiving bore of the cylinder head adjacent to the injection-side end of the fuel injection valve;
  • Fig. 5 is a schematic plan view of the spray-side part of the
  • Fig. 6 is a schematic view of the downstream end of the fuel injector with an embodiment of an additional shield or an extension of the flame protection shield.
  • FIG. 1 shows a schematic and simplified view of a fuel injection system -1, which comprises a fuel injection valve 2, which is introduced into a receiving bore 3 of a cylinder head 4 of an internal combustion engine.
  • Fuel injection valve 2 is designed in the form of a direct injection fuel injection valve 2, which can be used for the direct injection of fuel into a combustion chamber of a mixture-compressing, spark-ignition internal combustion engine (not shown).
  • the fuel injection valve 2 has a plug-in connection • to a fuel distributor line 6 at an inlet-end 5 that is sealed by a seal 7 between the .
  • Fuel distributor line 6 and a feed pipe connector 8 of the fuel injector 2 is sealed.
  • the fuel injector 2 has Via an electrical connection 9 for the electrical contact ation for actuating the fuel injection valve 2.
  • the fuel injection valve 2 is provided at least in its part projecting beyond the cylinder head 4 with a plastic coating 10 which also surrounds the electrical connection 8.
  • the fuel injector 2 is by measures not shown, such as. B. a clamp, fixed in the ' cylinder head 4 and secured against rotation.
  • An elastomer ring 11 for centering and mounting the fuel injection valve 2 is provided in the receiving bore 3.
  • a sealing ring 13 is provided, • 'which seals the fuel injection valve 2 against the cylinder head 4 of the internal combustion engine.
  • a valve seat body 14 of the fuel injection valve 2 at least one spray opening, not visible in FIG. 1, is formed, through which the fuel is sprayed into the combustion chamber.
  • the fuel injector 2 is usually inserted into the receiving bore 3 of the cylinder head 4 in such a way that an end 15 of the fuel injector 2 on the injection side is flush with a surface 16 of the cylinder head 4 facing the combustion chamber or even towered over them.
  • This is disadvantageous in relation to the task, namely the reduction in the tendency of the fuel injector 2 to carbonize, so that to apply the measures according to the invention, the fuel injector 2 is first mounted in the receiving bore 3 of the cylinder head 4 in accordance with FIG 15 of the fuel injection valve 2 is arranged recessed relative to the surface 16 of the cylinder head 4 facing the combustion chamber.
  • the installation depth of the fuel injection valve 2 is dependent on the opening angle ⁇ of the cone jet sprayed by the fuel injection valve 2.
  • the fuel injector 2 must be in the Receiving hole 3 may be used that a wall 17 of
  • Location hole 3 is not wetted by the fuel.
  • the fuel injection system 1 has one to further protect the spray openings from coking
  • Flame protection shield 18 which either on the fuel injector 2, as shown in FIGS. 3A to 3C
  • the flame protection shield 18 Due to the arrangement of the flame protection shield 18 on the downstream side . Jets can coke the jets. be reduced. Since the diameter of the spray openings is typically approx. 100 ⁇ m, there is a risk that the spray openings become blocked by coking over time and . thus the flow rate is impermissibly restricted 5, relatively large. This is due in particular to the high temperatures when the mixture cloud injected into the combustion chamber is ignited, since this causes components of the fuel to settle at the tip of the fuel injector 2. By attaching the flame protection shield 18, the surface temperature in the outlet region of the spray openings can be reduced to such an extent that the spray openings cannot become overgrown due to coking residues. The flame protection shield 18 thereby prevents the flame front from spreading in the area between the flame protection shield 18 and the spray-side end. the fuel injector 2.
  • 3A to 3C show the section designated III in FIG. 2B with different ones Embodiments of the flame protection shield 18 according to the invention when formed on the fuel injection valve 2.
  • FIG. 3A shows a simple shape, which is conical or frustoconical in shape and extends in the spray direction from the tip of the fuel suction injector 2 m in the direction of the combustion chamber.
  • the inclination ⁇ of the conical or truncated cone-shaped flame protection shield 18 relative to the wall 17 of the receiving bore 3 of the cylinder head can be between 0 ° and 90 °.
  • the flame protection shield 18 preferably projects beyond the surface 16 of the cylinder head 4 facing the combustion chamber by a certain amount, which is dependent on the height of the cone projected onto the wall 17 or the angle of inclination ⁇ .
  • the conical or frustoconical flame shield 18 is first at a shoulder 19 at a first angle ßj . and in the further course m an area 22 adjoining the extension 19 is inclined at a second angle ⁇ 2 with respect to the wall 17 of the receiving bore 3.
  • the second angle ß 2 is larger or the same size as the first angle ßi, the size of ß 2 between 0 ° and 180 ° and the size of ß] _ between 0 ° and 90 °.
  • the number of changes in inclination can also be two or more, so that several differently inclined regions adjoin one another.
  • 3C shows a third embodiment of the flame protection shield 18 according to the invention, the shape of a partial sphere having been chosen here, the radius R of which determines the height of the flame protection shield 18 and thus the installation depth of the fuel injection valve 2 in the cylinder head 4.
  • the flame shield on the fuel injector 2 for example on the valve seat body 14 is formed, as shown schematically in FIGS. 4A to 4C, similar shapes on the wall 17 of the receiving bore 3 of the cylinder head 4 are attached downstream of the fuel injector 2.
  • the conical, truncated cone or partially spherical flame protection shield 18 is fixed in a suitable manner on the wall 17 and, depending on the requirements for the installation depth of the fuel injection valve 2, projects beyond the surface 16 of the cylinder head 4 facing the combustion chamber.
  • the flame protection shield 18 is attached in the same position relative to the surface 16 of the cylinder head 4 facing the combustion chamber as in the embodiment shown in FIG. 3A, while the extension 19 of the flame protection shield 18 shown in FIG. 4B is in the direction of the mouth of the ' receiving bore 3 is shifted into the combustion chamber.
  • the approach 19 of the flame protection shield 18 can be formed in particular at the transition of the wall 17 of the receiving bore 3 into the surface 16 of the cylinder head 4.
  • the inclination angles ⁇ x and ⁇ 2 can take up a larger angular range than in the exemplary embodiment shown in FIG. 3B.
  • the size of ß can be between -90 ° and 270 ° and the size of ß ⁇ . be between -90 ° and 90 °.
  • flame protection shields 18 designed according to the invention can also be in the form of partial shields 20, as shown in FIG. 5.
  • FIG. 5 shows an example of a fuel injection system . 1 with one
  • Fuel injector 2 which is six on a circle arranged spray openings 21, which are shielded by two partial shields 20, which occupy an angular range of q ⁇ or ⁇ 2 , which need not necessarily be the same size.
  • the number of partial shields 20 is freely selectable and can be matched, for example, to the number of spray openings 21 or the geometry of the mixture cloud injected into the combustion chamber.
  • Fig. 6 is a further measure to improve the protective function displays of the flame shield 18, 20.
  • the flame shield 18, provided with an additional shield 24 20 ' which is disposed radially inwardly into the flame shield 18, 20 and extends up to the outflow-side end face 15 of the valve seat body 14 extends.
  • the hollow-conical structure of the resulting overall shield 18, 20, 24 enables a flow-dynamically improved shielding of the spray openings 21 of the fuel injector 1.
  • a similar arrangement can also be produced in that the flame-retardant shield 18, 20 has an extension 25 formed in one piece with it in the axial direction, which is bent radially inward and also extends to the downstream end face 15 of the valve seat body 14.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments shown and can be used for any forms of flame protection shields 18, which can be fixed in any way on the wall 17 of the receiving bore 3 or on the spray-side end of the fuel injection valve 2, and for any construction of fuel injection valves 1.

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Abstract

Ein Brennstoffeinspritzsystem (1) für eine Brennkraftmaschine umfasst ein Brennstoffeinspritzventil (2) zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum, welches in einer Aufnahmebohrung (3) eines Zylinderkopfes (4) der Brennkraftmaschine eingesetzt und durch eine Dichtung (13) gegen den Brennraum abgedichtet ist, wobei abspritzseitig des Brennstoffeinspritzventils (2) in der Aufnahmebohrung (3) ein Flammschutzschild (18; 20) angeordnet ist, welcher Abspritzöffnungen (21) des Brennstoffeinspritzventils (2) gegen den Brennraum der Brennkraftmaschine abschirmt. Der Flammschutzschild (18; 20) ist an einem abspritzseitigen Ende (23) des Brennstoffeinspritzventils (2) oder an einer Wandung (17) der Aufnahmebohrung (3) des Zylinderkopfes (4) abspritzseitig des Brennstoffeinspritzventils (2) angeordnet.

Description

Brennstof f einspritzsystem
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Brennstof f einsprit zsystem nach der Gattung des Hauptanspruchs .
Aus der DE 198 04 463 AI ist ein Brennstof f einsprit zsystem für eine gemischverdichtende , fremdgezündete
Brennkraftmaschine bekannt , welches ein
Brennstoff einspritzventil umfaßt , das Brennstof f in einen von einer Kolben- /Zylinderkonstruktion gebildeten Brennraum einsprit zt , und mit einer in den Brennraum ragenden Zündkerze versehen ist . Das Brennstoff einspritzventil ist mit mindestens einer Reihe über den Umfang des Brennstof f einspritzventils verteilt angeordneten
Einspritzlöchern versehen . Durch eine gezielte Einsprit zung von Brennstoff über die Einspritzlöcher wird ein strahl geführtes Brennverfahren durch Bildung einer
Gemischwolke mit mindestens einem Strahl realisiert .
Nachteilig an dem aus der obengenannten Druckschrif t bekannten Brennstof f einsprit zsystem ist insbesondere die Verkokung der • ' Absprit zόf fnungen des
Brennstoff einspritzventils , welche ' dadurch verstopfen und den Durchfluß durch das Brennsto f einspritzventil unzulässig stark vermindern. Dies führt zu Fehlfunktionen der Brennkraftmaschine .
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Brennstoffeinspritzsystem mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein abströmseitig der Abspritzöffnungen des ' Brennstoffeinspritzventils angeordneter Flammschutzschild die Temperatur der Flammfront der durchbrennenden Gemischwolke im Bereich der Abspritzöffnungen so stark verringert, daß sich keine Verbrennungsrückstände im Bereich der Abspritzöff ungen niederschlagen können, wodurch ein Zuwachsen der Abspritzöffnungen durch Verkokungsrückstände vermieden wird.
Der Flammschutzschild kann dabei entweder am abspritzseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils oder an der Wandung der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes, in welcher das Brennstoffeinspritzventil montiert ist, angebracht sein.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des im Hauptanspruch angegebenen Brennstoffeinspritzsystems möglich.
Von Vorteil ist insbesondere, daß der Fl mmschutzschild als Kegel oder Kegelstumpf ausgebildet ist, wodurch eine einfache und kostengünstige Herstellung möglich ist.
Der Kegel oder Teilkegel kann dabei vorteilhafterweise entweder eine homogene Neigung gegenüber der Wandung der Aufnahmebohrung oder eine oder mehrere Neigungsänderungen aufweisen, wodurch die Höhe des Flammschutzschildes und damit die Einbautiefe des Brennstoffeinspritzventils in einfacher Weise an die Anforderungen angepaßt werden kann.
Weiterhin ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des Flammschutzschildes in Form einer Teilkugel möglich, deren Radius die Einbautiefe des Brennstoffeinspritzventils bestimmt .
Vorteilhafterweise kann der Flammschutzschild in Form von Teilschilden, die sich über einen frei wählbaren Winkelbereich erstrecken, ausgebildet sein, wobei die Anzahl der Teilschilde auf die Anzahl der Abspritzöffnungen, den Abspritzwinkel oder den Öff ungswinkel der Gemischwolke abstimmbar ist .
Besonders vorteilhaft ist, daß durch eine variable
Überhöhung des FlammschutzSchildes über der Oberfläche des
Zylinderkopfes die Schutzfunktion des Flammschutzschildes beliebig reguliert werden kann.
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 eine allgemeine
Darstellung . eines Brennstoff einspritzsystems , welches zur Ausführung der erfindungsgemäßen Maßnahmen geeignet ist, in einer Gesamtansicht;
Fig. 2A einen schematischen Schnitt durch den abspritzseitigen Teil des in Fig. 1 dargestellten Brennstoff einspritzsystems im Bereich II in Fig. 1;
Fig. 2B den abspritzseitigen Teil des in Fig. 1 dargestellten Brennstoff einspritzsystems mit einem
Brennstoffeinspritzventil in einer den erfindungsgemäßen Maßnahmen angepaßten Einbaulage in gleicher Darstellung wie Fig. 2A;
Fig. 3A-C Ausführungsbeispiele eines erf in düng s gemäß ausgestalteten Flammschutzschildes, der jeweils an einem abspritzseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils angebracht ist;
Fig. 4A-C Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäß ausgestalteten Flammschutzschildes, der jeweils an einer dem abspritzseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils benachbarten Wandung der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes angebracht ist ;
Fig. 5 eine schematische Aufsicht auf den abspritzseitigen Teil des
Brennstoffeinspritzventils entgegen der Abspritzrichtung; und
Fig. 6 eine schematische Ansicht des abströmseitigen Endes des Brennstoffeinspritzventils mit einem Ausführungsbeispiel eines Zusatzschildes oder einer Verlängerung des Flammschutzschildes .
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt eine schematisierte und vereinfachte Ansicht eines Brennstoffeinspritzsystems -1, welches ein Brennstoffeinspritzventil 2 umfaßt, das in eine Aufnahmebohrung 3 eines Zylinderkopfes 4 einer Brennkraftmaschine eingebracht ist.
Ein . Brennstoffeinspritzventil 2 ist dabei in Form eines direkt einspritzenden Brennstoffeinspritzventils 2 ausgeführt, das zum direkten Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum einer nicht weiter dargestellten gemischverdichtenden, fremdgezündeten Brennkraftmaschine dienen kann. Das Brennstoffeinspritzventil 2 weist an einem zulaufseifigen Ende 5 eine Steckverbindung • zu einer Brennstoffverteilerleitung 6 auf, die durch eine Dichtung 7 zwischen der. BrennstoffVerteilerleitung 6 und einem Zuleitungsstutzen 8 des Brennstoffeinspritzventils 2 abgedichtet ist. Das Brennstoffeinspritzventil 2 verfügt über einen elektrischen Anschluß 9 für die elektrische Kontakt ierung zur Betätigung des Brennstoffeinspritzventils 2. Das Brennstoffeinspritzventil 2 ist zumindest in seinem den Zylinderkopf 4 überragenden Teil mit einer Kunststoffumspritzung 10 versehen, welche auch den elektrischen Anschluß 8 umgibt.
Das Brennstoffeinspritzventil 2 ist durch nicht weiter dargestellte Maßnahmen, wie z. B. eine Spannpratze, im' Zylinderkopf 4 fixiert und gegen Verdrehen gesichert. In der Aufnahmebohrung 3 ist ein Elastomerring 11 zur Zentrierung und Lagerung des Brennstoffeinspritzventils 2 vorgesehen. An einem Düsenkörper 12 des Brennstoffeinspritzventils 2 ist ein Dichtring 13 vorgesehen, • 'der das Brennstoffeinspritzventil 2 gegen den Zylinderkopf 4 der Brennkraftmaschine abdichtet. In einem Ventilsitzkörper 14 des Brennstoffeinspritzventils 2 ist zumindest eine, in Fig. 1 nicht sichtbare Abspritzöffnung ausgebildet, durch welche der Brennstoff in den Brennraum abgespritzt wird.
Das Brennstoffeinspritzventil 2 ist dabei, wie auch in der vergrößerten Darstellung in Fig. 2A zu erkennen, gängigerweise so in die Aufnahmebohrung 3 des Zylinderkopfes 4 eingesetzt, daß eine abspritzseitige Stirnseite 15 des Brennstoffeinspritzventils 2 mit einer dem Brennraum zugewandten Oberfläche 16 des Zylinderkopfes 4 bündig abschließt oder diese sogar überragt. Dies ist in Bezug auf die Aufgabenstellung, nämlich die Verringerung der Verkokungsneigung des Brennstoffeinspritzventils 2, von Nachteil, so daß zur Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen das Brennstoffeinspritzventil 2 zunächst gemäß Fig. 2B so in der Aufnahmebohrung 3 des Zylinderkopfes 4 montiert wird, daß die abspritzseitige Stirnseite 15 des Brennstoffeinspritzventils 2 gegenüber der dem Brennraum zugewandten Oberfläche 16 des Zylinderkopfes 4 vertieft angeordnet ist. Dabei ist die Einbautiefe des Brennstoffeinspritzventils 2 abhängig vom Öffnungswinkel α des durch das Brennstoffeinspritzventil 2 abgespritzten Kegelstrahls. Das Brennstoffeinspritzventil 2 muß so in die Aufnahmebohrung 3 eingesetzt sein, daß eine Wandung 17 der
Aufnahmebohrung 3 nicht durch den Brennstoff benetzt wird.
Durch diese Anordnung kann eine erste Verbesserung der 5 Verkokungsneigung erzielt werden, da die Abspritzöffnungen durch die vertiefte Anordnung des Brennstoffeinspritzventils 2 in der Aufnahmebohrung 3 vor der im Brennraum herrschenden BrennstoffStrömung abgeschirmt werden.
0 Zum ■ weiteren Schutz der Abspritzöffnungen vor Verkokungen weist das Brennstoffeinspritzsystem 1 erfindungsgemäß einen
Flammschutzschild 18 auf, der entweder, wie in den Fig. 3A bis 3C dargestellt, an dem Brennstoffeinspritzventil 2
. ausgebildet sein kann, oder, wie in den Fig. 4A bis 4C -5 gezeigt, an der Wandung 17 der Aufnahmebohrung 3 des Zylinderkopfes 4 abströmseitig des Ventilsitzkörpers 14 angeordnet sein kann.
Durch die Anordnung des Flammschutzschildes 18 abströmseitig 0 der . Abspritzöffnungen kann die Verkokung der Abspritzöffnungen . reduziert werden. Da der Durchmesser- der Abspritzöffnungen typischerweise ca.. 100 μm beträgt, ist die Gefahr, daß die Abspritzöffnungen durch Verkokung mit der Zeit verstopfen und. somit die Durchflußmenge unzulässig 5 stark eingeschränkt wird, relativ groß. Dies ist insbesondere durch die hohen Temperaturen beim Durchzünden der in den Brennraum eingespritzten Gemischwolke bedingt, da sich dadurch Bestandteile des Brennstoffs an der Spitze des Brennstoffeinspritzventils 2 absetzen. Durch die Anbringung 0 des Flammschutzschildes 18 kann die Oberflächentemperatur im Austrittsbereich der Abspritzöffnungen so weit reduziert werden, daß die Abspritzöffnungen nicht durch Verkokungsrückstände zuwachsen können. Der Flammschutzschild 18 verhindert dadurch die Ausbreitung der Flammfront im 5 Bereich zwischen dem Flammschutzschild 18 und dem abspritzseitigen Ende. des Brennstoffeinspritzventils 2.
Die Fig. 3A bis 3C zeigen den in Fig. 2B mit III bezeichneten Ausschnitt mit unterschiedlichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Flammschutzschildes 18 bei Ausbildung am Brennstoffeinspritzventil 2.
Fig. 3A zeigt eine einfache Form, die kegel- oder kegelstumpfformig ausgebildet ist und sich m Abspritzrichtung von der Spitze des Brennsuoffeinspritzventils 2 m Richtung Brennraum erstreckt. Die Neigung ß des kegel- oder kegelstumpfformigen Flammschutzschildes 18 gegenüber der Wandung 17 der Aufnahmebohrung 3 des Zylinderkopfes kann dabei zwischen 0° und 90° betragen. Der Flammschutzschild 18 überragt zur besseren Abschirmung vorzugsweise die dem Brennraum zugewandte Oberfläche 16 des Zylinderkopfes 4 um ein gewisses Maß, welches abhängig von der auf die Wandung 17 projizierten Höhe des Kegels bzw. dem Neigungswinkel ß ist.
In Fig. 3B ist eine weitere mögliche Form des Flammschutzschildes 18 dargestellt, welche eine größere Einbautiefe des Brennstoffeinspritzventils 2 im Zylinderkopf 4 bei gleicher Schutzwirkung erlaubt. Hierbei ist der kegel- oder kegelstumpfförmige Flammschutzschild 18 zunächst an einem Ansatz 19 unter einem ersten Winkel ßj. und im weiteren Verlauf m einem sich an den Ansatz 19 anschließenden Bereich 22 unter einem zweiten Winkel ß2 gegenüber der Wandung 17 der Aufnahmebohrung 3 geneigt. Der zweite Winkel ß2 ist dabei größer oder gleich groß wie der erste Winkel ßi, wobei die Größe von ß2 zwischen 0° und 180° und die Größe von ß]_ zwischen 0° und 90° betragen kann. Die Anzahl von Neigungsanderungen kann auch zwei oder mehr betragen, so daß sich mehrere unterschiedlich geneigte Bereiche aneinander anschließen.
Fig. 3C zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flammschutzschildes 18, wobei hier die Form einer Teilkugel gewählt wurde, deren Radius R die Höhe des Flammschutzschildes 18 und somit die Einbautiefe des Brennstoffeinspritzventils 2 im Zylinderkopf 4 bestimmt. Analog zu den in . Fig. 3A bis 3C dargestellten Ausführungsformen, bei denen der Flammschutzschild am Brennstoffeinspritzventil 2, beispielsweise am Ventil sitzkörper 14, ausgebildet ist, können, wie in den Fig. 4A bis 4C schematisch dargestellt, ähnliche Formen an der - Wandung 17 der Aufnahmebohrung 3 des Zylinderkopfes 4 abströmseitig des Brennstoffeinspritzventils 2 angebracht werden. Dazu wird der kegel-, kegelstumpf- oder teilkugelförmige Flammschutzschild 18 in geeigneter Weise an der Wandung 17 fixiert und überragt je nach den Anforderungen für die Einbautiefe des Brennstoffeinspritzventils 2 die dem Brennraum zugewandte Oberfläche 16 des Zylinderkopfes 4.
In Fig. 4A ist dabei der Flammschutzschild 18 in gleicher Position relativ zu der dem Brennraum zugewandten Oberfläche 16 des Zylinderkopfes- 4 wie in dem in Fig. 3A dargestellten Ausführungsbeispiel angebracht, während der Ansatz 19 des in Fig. 4B dargestellten Flammschutzschildes 18 in Richtung auf die Ausmündung der 'Aufnahmebohrung 3 in den Brennraum verschoben ist. Der Ansatz 19 des Flammschutzschildes 18 kann dabei insbesondere am Übergang der Wandung 17 der Aufnahmebohrung 3 in die Oberfläche 16 des Zylinderkopfes 4 ausgebildet sein. Dadurch können die Neigungswinkel ßx und ß2 einen größeren Winkelbereich als in dem in Fig. 3B dargestellten Ausführungsbeispiel einnehmen. Die Größe von ß kann zwischen -90° und 270° und die Größe von ß^. zwischen -90° und 90° betragen.
Zur einfacheren Montage und zur gezielten Abschirmung der Spitze des Brennstoffeinspritzventils 2 vor der Gemischströmung im Brennraum können die oben beschriebenen Ausführungsformen von erfindungsgemäß ausgestalteten Flammschutzschilden 18 auch, wie in Fig. 5 dargestellt, in Form von Teilschilden 20 ausgebildet sein.
Fig. 5 zeigt dabei exemplarisch ein Brennstoffeinspritzsystem . 1 mit einem
Brennstoffeinspritzventil 2, welches sechs auf einem Kreis angeordnete Abspritzöffnungen 21 aufweist, die durch zwei Teilschilde 20, die einen Winkelbereich von q^ bzw. φ2 einnehmen, die nicht zwangsläufig gleich groß sein müssen, abgeschirmt werden. Die Anzahl der Teilschilde 20 ist dabei frei wählbar und kann beispielsweise auf die Anzahl der Abspritzöffnungen 21 oder die Geometrie der in den Brennraum eingespritzten Gemischwolke abgestimmt - werden. Die Winkelausdehnung von n Teilschilden 20 beträgt dabei jeweils 0° < φn < 360°. Für φ = 360° geht der Teilschild 20 ' in den Flammschutzschild 18 über, welcher bereits in den Fig. 3A bis 3C und 4A bis 4C beschrieben wurde.
Fig. 6 zeigt eine weitere Maßnahme zu Verbesserung der Schutzfunktion des Flammschutzschildes 18, 20. Dabei ist der Flammschutzschild 18, 20 mit einem zusätzlichen Schild 24 versehen, 'welcher radial innen in dem Flammschutzschild 18, 20 angeordnet ist und sich bis an die abströmseitige Stirnseite 15 des Ventilsitzkörpers 14 erstreckt. Die hohlkegelige Struktur des sich ergebenden Gesamtschildes 18, 20, 24 ermöglicht eine strömungsdynamisch verbesserte Abschirmung der Abspritzöf nungen 21 des Brennstoffeinspritzventils 1.
Eine ähnliche Anordnung kann auch dadurch hergestellt werden, daß der Flammschutzschild 18, 20 eine einstückig mit diesem ausgebildete Verlängerung 25 in axialer Richtung aufweist, welche nach radial innen umgebogen ist und sich ebenfalls bis an die abströmseitige Stirnseite 15 des Ventilsitzkörpers 14 erstreckt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Aus ührungsbeispiele beschränkt und für beliebige Formen von Flammschutzschilden 18, welche in beliebiger Weise an der Wandung 17 der Aufnahmebohrung 3 oder am abspritzseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils 2 fixierbar sind, sowie für beliebige Bauweisen von Brennstoffeinspritzventilen 1 anwendbar .

Claims

Ansprüche
1. Brennstoffeinspritzsystem (1) für eine Brennkraftmaschine mit einem Brennstoffeinspritzventil (2) zum Einspritzen von Brennstoff in einen Brennraum, welches in einer Aufnahmebohrung (3) eines Zylinderkopfes (4) der Brennkraftmaschine eingesetzt und durch eine Dichtung (13) gegen den Brennraum abgedichtet ist, wobei abspritzseitig des Brennstoffeinspritzventils (2) in der Aufnahmebohrung (3) ein Flammschutzschild (.18; 20) angeordnet ist, welcher Abspritzöffnungen (21) des Brennstoffeinspritzventils (2) gegen den Brennraum der Brennkraftmaschine abschirmt, dadurch gekennzeichnet, daß . der Flammschutzschild (18; 20) an einem abspritzseitigen Ende (23) des Brennstoffeinspritzventils (2) oder an einer Wandung (17) der Aufnahmebohrung (3) des Zylinderkopfes (4) abspritzseitig des Brennstoffeinspritzventils (2) angeordnet ist.
2. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammschutzschild (18; 20) in Form eines Kegels oder Kegelstumpfes ausgebildet ist.
3. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Neigungswinkel ß des kegel- oder kegelstumpfförmigen Flammschutzschildes (18; 20) zwischen -0° und 90° beträgt.
4. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammschutzschild (18; 20) in Form eines mehrstu igen Kegels oder Kegelstumpfes ausgebildet ist .
5. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, . daß die Anzahl der Stufen des kegel- oder kegelstumpfförmigen Flammschutzschildes (18; 20) zwei beträgt .
6. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Neigungswinkel ß]_, der zwischen einem Ansatz (19) des Flammschutzschildes (18; 20) und der Wandung (17) der Aufnahmebohrung (3) ausgebildet ist, kleiner ist als ein zweiter Neigungswinkel ß2 zwischen einem sich an den Ansatz (19) anschließenden Bereich (22) des Flammschutzschildes (18 ; 20) und der Wandung (17) .
7. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für am abspritzseitigen Ende des Brennstoffeinspritzventils (2) angeordnete
Flammschutzschilde (18; 20) der erste Neigungswinkel ßi. zwischen 0° und 90° und der zweite Neigungswinkel ß2 zwischen 0° und 180° beträgt.
8. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für an der Wandung (17) der Aufnahmebohrung (3) des Zylinderkopfes (4) angeordnete Flammschutzschilde (18; 20) der erste Neigungswinkel ß zwischen -90° und 90° und der zweite Neigungswinkel ß2 zwischen -90° und 270° beträgt.
9. Brennstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammschutzschild (18; 20) in Form einer Teilkugel ausgebildet ist.
10. Brennstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß 'der Flammschutzschild (18) sich in mehrere Teilschilde (20) gliedert.
11. Brennstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammschutzschild (18; 20) eine dem Brennraum zugewandte Oberfläche (16) des Zylinderkopfes (4) in. Abspritzrichtung überragt.
12. Brennstoff inspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, • daß der Fl mmschutzschild (18; 20) durch einen weiteren Schild (24) ergänzt ist, welcher an einer radial inneren Seite des Flammschutzschilds (18; 20) angeordnet ist.
13. Brennstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Flammschutzschild (18; 20) in axialer Richtung eine
Verlängerung (25) aufweist, die in Richtung auf das abspritzseitige Ende (23) des Brennstoffeinspritzventils (1) nach radial innen umgebogen ist .
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