WO2006003049A1 - Injection nozzle for injecting fuel into the combustion chamber of a diesel engine - Google Patents

Injection nozzle for injecting fuel into the combustion chamber of a diesel engine Download PDF

Info

Publication number
WO2006003049A1
WO2006003049A1 PCT/EP2005/052159 EP2005052159W WO2006003049A1 WO 2006003049 A1 WO2006003049 A1 WO 2006003049A1 EP 2005052159 W EP2005052159 W EP 2005052159W WO 2006003049 A1 WO2006003049 A1 WO 2006003049A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
injection nozzle
injection
combustion chamber
partial
jet
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/052159
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Werner Teschner
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP05743101A priority Critical patent/EP1766228A1/en
Publication of WO2006003049A1 publication Critical patent/WO2006003049A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0654Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling
    • F02B23/0657Thermal treatments, e.g. with heating elements or local cooling the spray interacting with one or more glow plugs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B23/00Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
    • F02B23/02Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
    • F02B23/06Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
    • F02B23/0645Details related to the fuel injector or the fuel spray
    • F02B23/0669Details related to the fuel injector or the fuel spray having multiple fuel spray jets per injector nozzle
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • Injector for injecting fuel into a combustion chamber of a diesel engine
  • the invention relates to an injection nozzle for injecting fuel into a combustion chamber of a diesel engine via at least a first partial beam and at least a second partial beam which is output simultaneously with the first partial beam, wherein a direction of a first partial beam is located on a first cone shroud with a first opening angle.
  • Such an injection nozzle is known for example from the Automotive Handbook, 23rd Edition, page 556.
  • the injectors shown there are for one
  • Schrägeinbau provided in a cylinder head of an internal combustion engine and issue through multiple injection holes partial beams whose directions lie on a cone.
  • the axis of the cone passes through the piston, which seals the combustion chamber movable.
  • Cone of these known injection nozzles is in the range of 140 to 160 degrees. This geometry results in an injection into a comparatively flat volume. Appropriately, the injection occurs relatively late near top dead center of the compression of the upwardly moving piston.
  • the good cold start capability results from the fact that, because of the wide opening angle, fuel is sprayed in the vicinity of a glow plug which is arranged in the cylinder head.
  • the glow plug is heated electrically in the cold start case and makes it easier to ignite the filling of the combustion chamber.
  • diesel engines will in future also work with homogeneous combustion chamber fillings.
  • a homogeneous distribution of the fuel in the combustion chamber is achieved by a comparatively early and deep into the combustion chamber, taking place well before the top dead center of the compression injection, so that more time is available for a homogeneous distribution of the fuel in the combustion chamber.
  • the homogeneous distribution is also supported by the fact that the upwardly moving piston swirls the combustion chamber filling of air and fuel during further compression.
  • the object of the invention is to specify measures which ensure an improvement in the cold start capability in diesel engines with homogeneous combustion processes.
  • This object is achieved with an injection nozzle of the type mentioned in that a direction of at least a second partial beam is located on a second conical surface with a second opening angle which is smaller than the first opening angle.
  • the invention is based on the finding that the undesirable effect of deterioration of the
  • two opening angles are used, so that there is a division of the injection quantity into at least one ignition jet and further jets which ensure a homogeneous mixture distribution in the combustion chamber. It is preferable that the second opening angle is between 30 and 130 degrees.
  • the first opening angle is between 130 and 160 degrees.
  • This angular interval corresponds approximately to the usual angular interval used for a stratified charge, which has shown good cold start capability.
  • Cargo usual angle direction aims, as usual in the cylinder head mounted heater, such as a glow plug, bring much more heat in the injected fuel, which the ignition at low combustion chamber temperatures and thus the
  • the injection nozzle simultaneously outputs exactly a first partial beam and a plurality of second partial beams.
  • a partial jet is output through an associated injection hole at a combustion chamber end of the injection nozzle.
  • the output of a Kraftstoffn ⁇ enge over several injection holes allows a reproducible distribution of the fuel quantity to be injected to a plurality of partial beams, which is essential for optimizing a subsequent combustion.
  • the two conical shells have the same conical axis and that n injection jets are distributed on the two conical shells so that an n-fold symmetry results in a projection of the n directions of the injection jets on a plane perpendicular to the conical axis.
  • an arrangement has an n-fold symmetry when it is imaged onto itself during a rotation of 360 ° / n.
  • the arrangement of the injection jets is as much as possible adapted to the symmetry of the air volume into which is injected. Since the injection takes place comparatively early in a homogeneous combustion process, this air volume is essentially defined by the cylinder shape above the piston which is moving upwards.
  • a further preferred embodiment is characterized in that a partial beam, the direction of which lies on the first conical jacket, has a smaller penetration depth into a combustion chamber than a partial beam whose direction lies on the second conical jacket.
  • This embodiment takes into account that the sub-beam is radiated on the first conical surface essentially transversely to the cylinder axis and that an injection nozzle arranged centrally in the direction of the cylinder axis can only be moved by a comparatively small distance from one lateral cylinder wall is separated.
  • the distance of a piston at bottom dead center to the injector is about twice the distance of the injector nozzle from the cylinder shell. In the case of an early injection with the aim of a homogeneous mixture distribution, therefore, a comparatively large penetration depth into the cylinder is to be striven for.
  • the injection holes are dimensioned so that a larger fuel mass is injected via a second partial jet during an injection than via a first partial jet.
  • This configuration causes the lower penetration depth of the ignition jet and, moreover, causes the larger quantity of fuel to be available for the desired homogeneous distribution in the cylinder and only as little fuel as possible for an ignition jet to be diverted. As a result, losses that may result from the breakage of the symmetry of the injection jet arrangement with a warm internal combustion engine are kept small.
  • injection holes are dimensioned so that the same amount of fuel is metered via two second partial beams during an injection become .
  • This feature contributes as much as possible to maintain a symmetry of the fuel distribution in the cylinder and thus positively influences the combustion.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the injection nozzle has markings for determining a built-in rotational angle position. It is furthermore preferred that the markings define a built-in rotational angle position in which a first partial jet has a predetermined orientation relative to a heating device or ignition device in the combustion chamber.
  • the first partial beam is directed to a heating device.
  • This arrangement ensures that the cold start improvement potential of the injection jet assembly according to the invention also comes into play when a heater arranged at a certain angle is used. With annular or other heaters distributed over the circumference of the cylinder, this feature would be dispensable.
  • markings have a form-locking rotation lock.
  • a further preferred embodiment is characterized by a fastening means for axially fixing the injection nozzle in a cylinder head of an internal combustion engine.
  • the fastening means comprise a threaded sleeve or a union nut.
  • FIG. 1 shows schematically a combustion chamber with a known, centrally arranged injection nozzle for a stratified diesel combustion process
  • FIG. 2 schematically shows a combustion chamber with a injection nozzle according to the invention for a homogeneous diesel combustion process
  • Fig. 3 is an observed from the direction of a piston injection nozzle as an embodiment of an injection nozzle according to the invention.
  • an injection nozzle 10 is shown, the combustion chamber side end 12 projects into a combustion chamber 14.
  • the injection nozzle 10 has at its combustion chamber end 12 holes or openings 16, 18, 20, are output via the injection jets 22 in an air filling of the combustion chamber 14. The output of the
  • the combustion chamber 14 is bounded above by a cylinder head 30 and to the sides by a cylinder jacket 32 and movably sealed by a piston 34.
  • the numeral 36 in FIG. 1 marks the position of a top dead center of movement of the piston 34 in the cylinder jacket 32.
  • the illustration of FIG. 1 represents a known combustion chamber and injection jet geometry used in conjunction with a late fuel injection for the formation of a stratified combustion chamber charge becomes. In this case, the injection takes place relatively late, so only shortly before the piston 34 reaches its top dead center 36. Accordingly, the remaining volume of the combustion chamber 14 at this time is comparatively flat and wide.
  • This geometry of the combustion chamber 14 at the time of injection is taken into account by a geometry of the injection jets angle that passes through a comparatively wide first opening angle 28 is characterized.
  • the first opening angle 28 is typically between 130 and 160 ° in the boundary conditions shown in FIG.
  • a glow plug 38 is usually arranged in the cylinder head 30, the combustion chamber side end 40 is electrically heated.
  • the very wide first opening angle which is an interval between 130 ° and 160 °, as used in the prior art, has shown good cold start properties.
  • FIG 2 shows schematically a combustion chamber 14 with an injection nozzle 42 according to the invention for a homogeneous
  • the injection nozzle 42 outputs a first partial jet 44 in a direction 46 which lies on a first conical jacket with a first opening angle 28.
  • the injection nozzle 42 is at least a second partial beam 48 and / or 50 in a second
  • Direction 52 and / or 54 each lying on a second cone sheath with a second opening angle 56, which is smaller than the first opening angle 28.
  • the second opening angle 56 is preferably in an interval between 30 ° and 130 °, while the first opening angle 28 corresponds to the known from the prior art ago opening angle from the interval between 130 and 160 c .
  • the second partial beams 48 and 50 are injected at the comparatively small aperture angle 56 to achieve a large penetration depth with a comparatively early injection.
  • the piston 34 is in this case still relatively far away from its upper Tot Vietnameseläge 36, so that the known Injection geometry, as shown in Figure 1, would capture only a portion of the combustion chamber volume.
  • the piston 34 which continues to move upwards during and after an injection, swirls the injected fuel with the air filling of the combustion chamber 14, so that the result is a substantially homogeneous mixture of fuel and air in the combustion chamber 14.
  • Cylinder jacket 32, the cylinder head 30 and the piston 34 to ensure the first partial beam 44 is preferably sold with the flatter, or wider, first opening angle 28. This is done with the aim of achieving a local fuel enrichment at the combustion chamber end 40 of the glow plug 38. With a suitable orientation of the injection nozzle 42, a single first partial jet 44 suffices, which has a lower penetration depth than the second partial beams 48 and 50 and which also transports less fuel.
  • the first sub-beam 44 thus serves as a kind of ignition. It is designed, for example by a smaller injection hole 16, to a lower injection quantity than the other partial beams 48, 50 in order to influence the pollutant emissions as little as possible in a warm combustion engine.
  • the injection nozzle 42 is preferably inserted into the cylinder head 30 such that the first partial jet 44 is deposited in the direction of the glow plug 38.
  • the injection nozzle 42 may have at its periphery a fixed mark 58 which fits positively into a correspondingly formed counterpart of the cylinder head 30 and fixes the injector 42 in the desired angular position.
  • the injection nozzle 42 is preferably clamped by means of threaded sleeves, banjo bolts, union nuts or claws with the cylinder head 30.
  • FIG. 3 shows an injection pattern of an exemplary embodiment of an injection nozzle 42 viewed from the direction of rotation of the piston 34.
  • the injection nozzle according to FIG. 3 has a first injection opening 16 and seven second injection openings 18. The total of eight
  • Injection openings 16, 18 are arranged so that the directions of the output partial beams have an eightfold symmetry. It is preferred that in each case the same injection quantities are output via the second injection openings 18, so that the partial beams 48 emitted via the injection openings 18 have the same penetration depth. In contrast, the first part of the beam 44 should have a lower penetration depth and transport a lower fuel mass. This is illustrated in FIG. 3 by a partial beam 44 shortened in comparison to the second partial beams 48.

Abstract

The invention relates to an injection nozzle (42) for injecting fuel into the combustion chamber (14) of a diesel engine via at least one first partial jet (44) and at least one second partial jet (44) which is emitted simultaneously with the first partial jet (44), a direction (46) of a first partial jet (44) being located on a first conical surface having a first cone angle (28). The injection nozzle (42) is characterized in that a direction (52, 54) of at least one second partial jet (48, 50) is located on a second conical surface having a second cone angle (56) which is smaller than the first cone angle (28).

Description

Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum eines DieselmotorsInjector for injecting fuel into a combustion chamber of a diesel engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum eines Dieselmotors über wenigstens einen ersten Teilstrahl und wenigstens einen zweiten Teilstrahl, der gleichzeitig mit dem ersten Teilstrahl ausgegeben wird, wobei eine Richtung eines ersten Teilstrahls auf einem ersten Kegelmantel mit einem ersten Öffnungswinkel liegt.The invention relates to an injection nozzle for injecting fuel into a combustion chamber of a diesel engine via at least a first partial beam and at least a second partial beam which is output simultaneously with the first partial beam, wherein a direction of a first partial beam is located on a first cone shroud with a first opening angle.
Eine solche Einspritzdüse ist zum Beispiel aus dem Kraftfahrtechnischen Taschenbuch, 23. Auflage, Seite 556 bekannt. Die dort gezeigten Einspritzdüsen sind für einenSuch an injection nozzle is known for example from the Automotive Handbook, 23rd Edition, page 556. The injectors shown there are for one
Schrägeinbau in einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors vorgesehen und geben durch mehrere Einspritzlöcher Teilstrahlen aus, deren Richtungen auf einem Kegel liegen. Die Achse des Kegels geht dabei durch den Kolben, der den Brennraum beweglich abdichtet. Der Öffnungswinkels desSchrägeinbau provided in a cylinder head of an internal combustion engine and issue through multiple injection holes partial beams whose directions lie on a cone. The axis of the cone passes through the piston, which seals the combustion chamber movable. The opening angle of the
Kegels dieser bekannten Einspritzdüsen liegt im Bereich von 140 bis 160 Grad. Aus dieser Geometrie ergibt sich eine Einspritzung in ein vergleichsweise flaches Volumen. Passend dazu erfolgt die Einspritzung relativ spät in der Nähe des oberen Totpunkts der Verdichtung des aufwärts laufenden Kolbens.Cone of these known injection nozzles is in the range of 140 to 160 degrees. This geometry results in an injection into a comparatively flat volume. Appropriately, the injection occurs relatively late near top dead center of the compression of the upwardly moving piston.
Wegen der späten Einspritzung in eine stark verdichtete Luftfüllung steht für eine Gemischaufbereitung im Brennraum nur eine sehr kurze Zeitspanne bis zum Einsetzen der Verbrennung zur Verfügung. Der eingespritzte Kraftstoff verteilt sich daher nicht homogen im gesamten Brennraum. Stattdessen bilden sich Ladungswolken im Brennraum um den oder um die Einspritzstrahlen aus, in denen die Kraftstoffkonzentration von innen nach außen abnimmt. Diese Art der Ladungsverteilung wird auch als geschichtete Brennraumfüllung bezeichnet.Because of the late injection into a highly compressed air filling is for a mixture preparation in the combustion chamber, only a very short period of time until the onset of Combustion available. The injected fuel is therefore not distributed homogeneously throughout the combustion chamber. Instead, charge clouds are formed in the combustion chamber around or around the injection jets, in which the fuel concentration decreases from the inside to the outside. This type of charge distribution is also referred to as stratified combustion chamber filling.
Als Nebeneffekt tritt bei diesem vergleichsweise breiten Öffnungswinkel eine gute Kaltstartfähigkeit auf. Die gute Kaltstartfähigkeit resultiert daraus, dass wegen des breiten Öffnungswinkels Kraftstoff in die Nähe einer im Zylinderkopf angeordneten Glühstiftkerze gespritzt wird. Die Glühstiftkerze wird im Kaltstartfall elektrisch beheizt und erleichtert eine Entflammung der Füllung des Brennraums•As a side effect occurs at this comparatively wide opening angle good cold start capability. The good cold start capability results from the fact that, because of the wide opening angle, fuel is sprayed in the vicinity of a glow plug which is arranged in the cylinder head. The glow plug is heated electrically in the cold start case and makes it easier to ignite the filling of the combustion chamber.
Nach neueren Entwicklungstendenzen sollen Dieselmotoren künftig auch mit homogenen Brennraumfüllungen arbeiten. Eine homogene Verteilung des Kraftstoffs in dem Brennraum wird dabei durch eine vergleichsweise frühe und tief in den Brennraum reichende, weit vor dem oberen Totpunkt der Verdichtung erfolgende Einspritzung erzielt, so dass für eine homogene Verteilung des Kraftstoffs im Brennraum mehr Zeit zur Verfügung steht. Die homogene Verteilung wird auch dadurch unterstützt, dass der aufwärts laufende Kolben beim weiteren Verdichten die Brennraumfüllung aus Luft und Kraftstoff verwirbelt.According to recent development trends, diesel engines will in future also work with homogeneous combustion chamber fillings. A homogeneous distribution of the fuel in the combustion chamber is achieved by a comparatively early and deep into the combustion chamber, taking place well before the top dead center of the compression injection, so that more time is available for a homogeneous distribution of the fuel in the combustion chamber. The homogeneous distribution is also supported by the fact that the upwardly moving piston swirls the combustion chamber filling of air and fuel during further compression.
Die große Eindringtiefe resultiert bei diesem Verfahren daraus, dass der Kraftstoff in wesentlich spitzerem Öffnungswinkel in Richtung auf den aufwärts laufenden, aber noch vergleichsweise weit entfernten Kolben eingespritzt wird. Bei Versuchen mit derartigen neuen Brennverfahren hat sich eine wesentlich schlechtere Kaltstartfähigkeit als bei üblichen Dieselmotoren mit Direkteinspritzung gezeigt.The large penetration depth results in this method from the fact that the fuel is injected at a much sharper opening angle in the direction of the upwardly running, but still relatively distant piston. In experiments with such new combustion process, a much lower cold start capability than in conventional direct injection diesel engines has been shown.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe von Maßnahmen, die für eine Verbesserung der Kaltstartfähigkeit bei Dieselmotoren mit homogenen Brennverfahren sorgen.Against this background, the object of the invention is to specify measures which ensure an improvement in the cold start capability in diesel engines with homogeneous combustion processes.
Diese Aufgabe wird mit einer Einspritzdüse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine Richtung wenigstens eines zweiten Teilstrahls auf einem zweiten Kegelmantel mit einem zweiten Öffnungswinkel liegt, der kleiner als der erste Öffnungswinkel, ist.This object is achieved with an injection nozzle of the type mentioned in that a direction of at least a second partial beam is located on a second conical surface with a second opening angle which is smaller than the first opening angle.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Durch diese Maßnahme wird die Aufgabe vollkommen gelöst. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass der unerwünschte Effekt der Verschlechterung derThis measure completely solves the problem. The invention is based on the finding that the undesirable effect of deterioration of the
Kaltstartfähigkeit weniger eine direkte Folge des homogenen Brennverfahrens ist, sondern vielmehr eine direkte Folge des wesentlich kleineren Öffnungswinkels des Kegels der Einspritzrichtungen beim homogenen Brennverfahren ist.Cold startability is less a direct consequence of the homogeneous combustion process, but rather is a direct consequence of the much smaller angle of opening of the cone of the injection directions in the homogeneous combustion process.
Erfindungsgemäß werden zwei ÖffnungsWinkel verwendet, so dass sich eine Aufteilung der Einspritzmenge in wenigstens einen Zündstrahl und weitere Strahlen ergibt, die für eine homogene Gemischverteilung im Brennraum sorgen. Es ist bevorzugt, dass der zweite Öffnungswinkel zwischen 30 und 130 Grad liegt.According to the invention, two opening angles are used, so that there is a division of the injection quantity into at least one ignition jet and further jets which ensure a homogeneous mixture distribution in the combustion chamber. It is preferable that the second opening angle is between 30 and 130 degrees.
Es hat sich gezeigt, dass mit diesem Öffnungswinkel eine sehr gute Homogenität der Kraftstoffverteilung erzielt werden kann. Bevorzugt ist auch, dass der erste Öffnungswinkel zwischen 130 und 160 Grad liegt.It has been shown that with this opening angle a very good homogeneity of the fuel distribution can be achieved. It is also preferable that the first opening angle is between 130 and 160 degrees.
Dieses Winkelintervall entspricht ungefähr dem üblichen, für eine geschichtete Ladung verwendeten Winkelintervall, bei dem sich eine gute Kaltstartfähigkeit gezeigt hat.This angular interval corresponds approximately to the usual angular interval used for a stratified charge, which has shown good cold start capability.
Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Einspritzdüse wenigstens ein Teilstrahl in eine für eine geschichteteCharacterized in that in the injector according to the invention at least one partial beam in one for a layered
Ladung übliche Winkelrichtung zielt, kann eine wie üblich im Zylinderkopf angebrachte Heizvorrichtung, beispielsweise eine Glühstiftkerze, wesentlich mehr Wärme in den eingespritzten Kraftstoff einbringen, was die Zündung bei tiefen Brennraumtemperaturen und damit dieCargo usual angle direction aims, as usual in the cylinder head mounted heater, such as a glow plug, bring much more heat in the injected fuel, which the ignition at low combustion chamber temperatures and thus the
Kaltstartfähigkeit bei einem mit einem homogenen Brennverfahren arbeitenden Dieselmotor wesentlich verbessert.Cold start capability significantly improved in a working with a homogeneous combustion diesel engine.
Es ist bevorzugt, dass die Einspritzdüse gleichzeitig genau einen ersten Teilstrahl und eine Mehrzahl von zweiten Teilstrahlen ausgibt.It is preferred that the injection nozzle simultaneously outputs exactly a first partial beam and a plurality of second partial beams.
Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass eine Hauptmenge des eingespritzten Kraftstoffes für eine homogene Verteilung zur Verfügung steht und nur eine kleinere Menge für eine Verbesserung der Kaltstartfähigkeit abgezweigt wird. Dadurch werden Einbußen bei den Vorteilen, die sich durch eine weitgehend homogene Verteilung des Kraftstoffes im Brennraum ergeben, nur wenig gemindert.By this configuration, it is achieved that a main amount of the injected fuel is available for a homogeneous distribution and only a smaller amount is diverted for an improvement of the cold start capability. As a result, losses in the advantages that result from a largely homogeneous distribution of the fuel in the combustion chamber, only slightly reduced.
Ferner ist bevorzugt, dass jeweils ein Teilstrahl durch ein zugeordnetes Einspritzloch an einem brennraumseitigen Ende der Einspritzdüse ausgegeben wird. Die Ausgabe einer Kraftstoffnαenge über mehrere Einspritzlöcher erlaubt eine reproduzierbare Aufteilung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge auf mehrere Teilstrahlen, was für eine Optimierung einer nachfolgenden Verbrennung wesentlich ist.It is further preferred that in each case a partial jet is output through an associated injection hole at a combustion chamber end of the injection nozzle. The output of a Kraftstoffnαenge over several injection holes allows a reproducible distribution of the fuel quantity to be injected to a plurality of partial beams, which is essential for optimizing a subsequent combustion.
Bevorzugt ist auch, dass die beiden Kegelmäntel die gleiche Kegelachse aufweisen und dass n Einspritzstrahlen auf den beiden Kegelmänteln so verteilt sind, dass sich bei einer Projektion der n Richtungen der Einspritzstrahlen auf eine zur Kegelachse senkrechte Ebene eine n-zählige Symmetrie ergibt. Dabei besitzt eine Anordnung eine n-zählige Symmetrie, wenn sie bei einer Drehung um 360 °/n auf sich selbst abgebildet wird.It is also preferred that the two conical shells have the same conical axis and that n injection jets are distributed on the two conical shells so that an n-fold symmetry results in a projection of the n directions of the injection jets on a plane perpendicular to the conical axis. In this case, an arrangement has an n-fold symmetry when it is imaged onto itself during a rotation of 360 ° / n.
Mit diesem Merkmal wird eine möglichst weitgehende RotationsSymmetrie der Anordnung der Einspritzstrahlen erzielt. Damit wird die Anordnung der Einspritzstrahlen möglichst weitgehend der Symmetrie des Luftvolumens angepasst, in das eingespritzt wird. Da die Einspritzung bei einem homogenen Brennverfahren vergleichsweise früh erfolgt, ist dieses Luftvolumen im Wesentlichen durch die Zylinderform über dem aufwärts laufenden Kolben definiert.With this feature as far as possible rotational symmetry of the arrangement of the injection jets is achieved. Thus, the arrangement of the injection jets is as much as possible adapted to the symmetry of the air volume into which is injected. Since the injection takes place comparatively early in a homogeneous combustion process, this air volume is essentially defined by the cylinder shape above the piston which is moving upwards.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Teilstrahl, dessen Richtung auf dem ersten Kegelmantel liegt, eine kleinere Eindringtiefe in einen Brennraum besitzt als ein Teilstrahl, dessen Richtung auf dem zweiten Kegelmantel liegt.A further preferred embodiment is characterized in that a partial beam, the direction of which lies on the first conical jacket, has a smaller penetration depth into a combustion chamber than a partial beam whose direction lies on the second conical jacket.
Diese Ausgestaltung berücksichtigt, dass der Teilstrahl auf dem ersten Kegelmantel im Wesentlichen quer zur Zylinderachse abgestrahlt wird und dass eine zentral in Richtung der Zylinderachse angeordnete Einspritzdüse nur durch eine vergleichsweise kleine Entfernung von einer seitlichen Zylinderwand getrennt ist. Bei einem quadratischen Verhältnis von Zylinderbohrungsdurchmesser zu dem Kolbenhub ist die Entfernung eines Kolbens im unteren Totpunkt zur Einspritzdüse etwa doppelt so groß wie die Entfernung der Einspritzdüse vom Zylindermantel. Bei einer frühen, mit dem Ziel einer homogenen Gemischverteilung erfolgenden Einspritzung, ist daher eine vergleichsweise große Eindringtiefe in den Zylinder anzustreben. Würde der Teilstrahl, der in einem flacheren Winkel ausgegeben wird, mit einer vergleichbaren Eindringtiefe ausgegeben, würde er auf die Zylinderwand oder Brennraumwand treffen, was nicht erwünscht ist. Ein Auftreffen auf der Zylinderwand könnte zum Beispiel den Schmierfilm beeinträchtigen, und ein Auftreffen flüssigen Kraftstoffes auf eine heiße Glühstiftkerze würde zu lokal hohen TemperaturSchwankungen und damit zu mechanischen Belastungen der Glühstiftkerze führen.This embodiment takes into account that the sub-beam is radiated on the first conical surface essentially transversely to the cylinder axis and that an injection nozzle arranged centrally in the direction of the cylinder axis can only be moved by a comparatively small distance from one lateral cylinder wall is separated. With a cylinder bore diameter to piston stroke ratio, the distance of a piston at bottom dead center to the injector is about twice the distance of the injector nozzle from the cylinder shell. In the case of an early injection with the aim of a homogeneous mixture distribution, therefore, a comparatively large penetration depth into the cylinder is to be striven for. If the sub-beam, which is output at a shallower angle, output with a comparable penetration, he would hit the cylinder wall or combustion chamber wall, which is not desirable. Impact on the cylinder wall could, for example, affect the lubricating film, and an impact of liquid fuel on a hot glow plug would lead to locally high temperature fluctuations and thus mechanical loads on the glow plug.
Ferner ist bevorzugt, dass die Einspritzlöcher so dimensioniert sind, dass über einen zweiten Teilstrahl bei einer Einspritzung eine größere Kraftstoffmasse eingespritzt wird als über einen ersten Teilstrahl.Furthermore, it is preferred that the injection holes are dimensioned so that a larger fuel mass is injected via a second partial jet during an injection than via a first partial jet.
Diese Ausgestaltung bewirkt einerseits die geringere Eindringtiefe des Zündstrahls und bewirkt darüber hinaus, dass die größere Kraftstoffmenge für die erwünschte homogene Verteilung im Zylinder zur Verfügung steht und nur möglichst wenig Kraftstoff für einen Zündstrahl abgezweigt werden muss. Dadurch werden Einbußen, die sich aus dem Bruch der Symmetrie der Einspritzstrahlanordnung bei warmem Verbrennungsmotor ergeben können, klein gehalten.This configuration, on the one hand, causes the lower penetration depth of the ignition jet and, moreover, causes the larger quantity of fuel to be available for the desired homogeneous distribution in the cylinder and only as little fuel as possible for an ignition jet to be diverted. As a result, losses that may result from the breakage of the symmetry of the injection jet arrangement with a warm internal combustion engine are kept small.
Bevorzugt ist auch, dass die Einspritzlöcher so dimensioniert sind, dass über je zwei zweite Teilstrahlen bei einer Einspritzung gleiche Kraftstoffmengen zugemessen werden .It is also preferred that the injection holes are dimensioned so that the same amount of fuel is metered via two second partial beams during an injection become .
Dieses Merkmal trägt zu einer möglichst weitgehenden Erhaltung einer Symmetrie der Kraftstoffverteilung im Zylinder bei und beeinflusst damit die Verbrennung positiv.This feature contributes as much as possible to maintain a symmetry of the fuel distribution in the cylinder and thus positively influences the combustion.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Einspritzdüse Markierungen zum Festlegen einer Einbaudrehwinkelposition aufweist. Bevorzugt ist ferner, dass die Markierungen eine Einbaudrehwinkelposition definieren, bei der ein erster Teilstrahl eine vorbestimmte Ausrichtung zu einer Heizvorrichtung oder Zündvorrichtung im Brennraum aufweist.A further preferred embodiment is characterized in that the injection nozzle has markings for determining a built-in rotational angle position. It is furthermore preferred that the markings define a built-in rotational angle position in which a first partial jet has a predetermined orientation relative to a heating device or ignition device in the combustion chamber.
Durch diese Ausgestaltungen ist es möglich, dieThrough these embodiments, it is possible to
Einspritzdüse so in einen Zylinderkopf einzubauen, dass der erste Teilstrahl, also der Zündstrahl, in eine vorbestimmte Richtung im Brennraum weist, bei der eine möglichst leichte Entflammung zu erwarten ist. Dies kann zum Beispiel die Richtung sein, in der eine Glühstiftkerze als Kaltstarthilfe angeordnet ist.Install injection nozzle in a cylinder head so that the first part of the beam, so the ignition jet, in a predetermined direction in the combustion chamber, in which the slightest possible ignition is expected. This may, for example, be the direction in which a glow plug is arranged as a cold start aid.
Bevorzugt ist auch, dass der erste Teilstrahl zu einer Heizvorrichtung gerichtet ist.It is also preferable that the first partial beam is directed to a heating device.
Diese Anordnung stellt sicher, dass das Kaltstartverbesserungspotential der erfindungsgemäßen EinspritzStrahlanordnung auch zum Tragen kommt, wenn eine bei einem bestimmten Winkel angeordnete Heizvorrichtung verwendet wird. Bei ringförmigen oder anderen, über den Umfang des Zylinders verteilten Heizvorrichtungen wäre dieses Merkmal entbehrlich.This arrangement ensures that the cold start improvement potential of the injection jet assembly according to the invention also comes into play when a heater arranged at a certain angle is used. With annular or other heaters distributed over the circumference of the cylinder, this feature would be dispensable.
Ferner ist bevorzugt, dass die Markierungen eine formschlüssige Verdrehsicherung aufweisen. Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich durch ein Befestigungsmittel zur axialen Fixierung der Einspritzdüse in einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors aus.Furthermore, it is preferred that the markings have a form-locking rotation lock. A further preferred embodiment is characterized by a fastening means for axially fixing the injection nozzle in a cylinder head of an internal combustion engine.
Bei einer solchen Ausgestaltung ist besonders bevorzugt, dass die Befestigungsmittel eine Gewindehülse oder eine Überwurfmutter aufweisen.In such an embodiment, it is particularly preferred that the fastening means comprise a threaded sleeve or a union nut.
Durch diese Ausgestaltungen ist gleichzeitig eine Winkelorientierung um eine Längsachse der Einspritzdüse und eine hochfeste Montage der Einspritzdüse durch in Richtung der Längsachse wirkende Spannkräfte möglich.By these embodiments, an angular orientation about a longitudinal axis of the injection nozzle and a high-strength mounting of the injection nozzle by acting in the direction of the longitudinal axis clamping forces is simultaneously possible.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further advantages will become apparent from the description and the accompanying figures.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Zeichnungendrawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1 schematisch einen Brennraum mit einer bekannten, zentral angeordneten Einspritzdüse für ein geschichtetes Diesel-Brennverfahren;1 shows schematically a combustion chamber with a known, centrally arranged injection nozzle for a stratified diesel combustion process;
Fig. 2 schematisch einen Brennraum mit einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse für ein homogenes Diesel-Brennverfahren; und2 schematically shows a combustion chamber with a injection nozzle according to the invention for a homogeneous diesel combustion process; and
Fig. 3 eine aus der Laufrichtung eines Kolbens betrachtete Einspritzdüse als Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse.Fig. 3 is an observed from the direction of a piston injection nozzle as an embodiment of an injection nozzle according to the invention.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
In der Figur 1 ist eine Einspritzdüse 10 dargestellt, deren brennraumseitiges Ende 12 in einen Brennraum 14 hineinragt. Die Einspritzdüse 10 weist an ihrem brennraumseitigen Ende 12 Löcher oder Öffnungen 16, 18, 20 auf, über die Einspritzstrahlen 22 in eine Luftfüllung des Brennraums 14 ausgegeben werden. Dabei erfolgt die Ausgabe derIn the figure 1, an injection nozzle 10 is shown, the combustion chamber side end 12 projects into a combustion chamber 14. The injection nozzle 10 has at its combustion chamber end 12 holes or openings 16, 18, 20, are output via the injection jets 22 in an air filling of the combustion chamber 14. The output of the
Einspritzstrahlen 22 in verschiedene Richtungen 24, 26, die einen ersten Öffnungswinkel eines ersten Kegelmantels definieren.Injection jets 22 in different directions 24, 26, which define a first opening angle of a first cone sheath.
Der Brennraum 14 wird nach oben durch einen Zylinderkopf 30 und zu den Seiten durch einen Zylindermantel 32 begrenzt und von einem Kolben 34 beweglich abgedichtet. Die Ziffer 36 in der Figur 1 markiert die Lage eines oberen Totpunktes der Bewegung des Kolbens 34 im Zylindermantel 32. Die Darstellung der Figur 1 repräsentiert eine bekannte Brennraum- und Einspritzstrahlgeometrie, wie sie in Verbindung mit einer späten Kraftstoffeinspritzung für die Ausbildung einer geschichteten Brennraumladung verwendet wird. Dabei erfolgt die Einspritzung erst relativ spät, also erst kurz bevor der Kolben 34 seinen oberen Totpunkt 36 erreicht. Entsprechend ist das verbleibende Volumen des Brennraums 14 zu diesem Zeitpunkt vergleichsweise flach und breit. Dieser Geometrie des Brennraums 14 zum Einspritzzeitpunkt wird durch eine Geometrie der Einspritzstrahlenwinkel Rechnung getragen, die sich durch einen vergleichsweise weiten ersten Öffnungswinkel 28 auszeichnet. Der erste Öffnungswinkel 28 liegt bei den in der Figur 1 dargestellten Randbedingungen typischerweise zwischen 130 und 160 ° .The combustion chamber 14 is bounded above by a cylinder head 30 and to the sides by a cylinder jacket 32 and movably sealed by a piston 34. The numeral 36 in FIG. 1 marks the position of a top dead center of movement of the piston 34 in the cylinder jacket 32. The illustration of FIG. 1 represents a known combustion chamber and injection jet geometry used in conjunction with a late fuel injection for the formation of a stratified combustion chamber charge becomes. In this case, the injection takes place relatively late, so only shortly before the piston 34 reaches its top dead center 36. Accordingly, the remaining volume of the combustion chamber 14 at this time is comparatively flat and wide. This geometry of the combustion chamber 14 at the time of injection is taken into account by a geometry of the injection jets angle that passes through a comparatively wide first opening angle 28 is characterized. The first opening angle 28 is typically between 130 and 160 ° in the boundary conditions shown in FIG.
Zur Verbesserung der Kaltstarteigenschaften ist üblicherweise im Zylinderkopf 30 eine Glühstiftkerze 38 angeordnet, deren brennraumseitiges Ende 40 elektrisch beheizt wird. Bei dem sehr breiten ersten Öffnungswinkel aus einem Intervall zwischen 130 ° und 160 °, wie er beim Stand der Technik verwendet wird, haben sich gute Kaltstarteigenschaften gezeigt.To improve the cold start properties, a glow plug 38 is usually arranged in the cylinder head 30, the combustion chamber side end 40 is electrically heated. The very wide first opening angle, which is an interval between 130 ° and 160 °, as used in the prior art, has shown good cold start properties.
Figur 2 zeigt schematisch einen Brennraum 14 mit einer erfindungsgemäßen Einspritzdüse 42 für ein homogenesFigure 2 shows schematically a combustion chamber 14 with an injection nozzle 42 according to the invention for a homogeneous
Diesel-Brennverfahren. Die Einspritzdüse 42 gibt einen ersten Teilstrahl 44 in eine Richtung 46 aus, die auf einem ersten Kegelmantel mit einem ersten Öffnungswinkel 28 liegt. Darüber hinaus gibt die Einspritzdüse 42 wenigstens einen zweiten Teilstrahl 48 und/oder 50 in eine zweiteDiesel combustion process. The injection nozzle 42 outputs a first partial jet 44 in a direction 46 which lies on a first conical jacket with a first opening angle 28. In addition, the injection nozzle 42 is at least a second partial beam 48 and / or 50 in a second
Richtung 52 und/oder 54 aus, die jeweils auf einem zweiten Kegelmantel mit einem zweiten Öffnungswinkel 56 liegen, der kleiner als der erste Öffnungswinkel 28 ist. Der zweite Öffnungswinkel 56 liegt bevorzugt in einem Intervall zwischen 30 ° und 130 °, während der erste Öffnungswinkel 28 dem vom Stand der Technik her bekannten üblichen Öffnungswinkel aus dem Intervall zwischen 130 und 160 c entspricht.Direction 52 and / or 54, each lying on a second cone sheath with a second opening angle 56, which is smaller than the first opening angle 28. The second opening angle 56 is preferably in an interval between 30 ° and 130 °, while the first opening angle 28 corresponds to the known from the prior art ago opening angle from the interval between 130 and 160 c .
Die zweiten Teilstrahlen 48 und 50 werden mit dem vergleichsweise kleinen Öffnungswinkel 56 eingespritzt, um eine große Eindringtiefe bei einer vergleichsweise früh erfolgenden Einspritzung zu erzielen. Der Kolben 34 ist in diesem Fall noch relativ weit von seiner oberen Totpunktläge 36 entfernt, so dass die bekannte Einspritzgeometrie, wie sie in der Figur 1 abgebildet ist, nur einen Teil des Brennraumvolumens erfassen würde. Der während und nach einer Einspritzung weiter aufwärts laufende Kolben 34 verwirbelt den eingespritzten Kraftstoff mit der Luftfüllung des Brennraums 14, so dass sich als Folge eine weitgehend homogene Kraftstoff-Luft- Gemischverteilung im Brennraum 14 ergibt.The second partial beams 48 and 50 are injected at the comparatively small aperture angle 56 to achieve a large penetration depth with a comparatively early injection. The piston 34 is in this case still relatively far away from its upper Totpunktläge 36, so that the known Injection geometry, as shown in Figure 1, would capture only a portion of the combustion chamber volume. The piston 34, which continues to move upwards during and after an injection, swirls the injected fuel with the air filling of the combustion chamber 14, so that the result is a substantially homogeneous mixture of fuel and air in the combustion chamber 14.
Um eine zuverlässige Entflammung der Brennraumfüllung auch bei tiefen Temperaturen des Brennraums 14 und desTo a reliable ignition of the combustion chamber filling even at low temperatures of the combustion chamber 14 and the
Zylindermantels 32, des Zylinderkopfes 30 und des Kolbens 34 zu gewährleisten, wird der erste Teilstrahl 44 bevorzugt mit dem flacheren, beziehungsweise breiteren, ersten Öffnungswinkel 28 abgesetzt. Dies erfolgt mit dem Ziel, eine lokale Kraftstoffanreicherung an dem brennraumseitigen Ende 40 der Glühstiftkerze 38 zu erzielen. Bei einer passenden Orientierung der Einspritzdüse 42 reicht dazu ein einziger erster Teilstrahl 44 aus, der eine im Vergleich zu den zweiten Teilstrahlen 48 und 50 geringere Eindringtiefe besitzt und der auch weniger Kraftstoff transportiert.Cylinder jacket 32, the cylinder head 30 and the piston 34 to ensure the first partial beam 44 is preferably sold with the flatter, or wider, first opening angle 28. This is done with the aim of achieving a local fuel enrichment at the combustion chamber end 40 of the glow plug 38. With a suitable orientation of the injection nozzle 42, a single first partial jet 44 suffices, which has a lower penetration depth than the second partial beams 48 and 50 and which also transports less fuel.
Durch die Einspritzung einer vergleichsweise kleinen Kraftstoffmenge in die Nähe des brennraumseitigen Endes 40 der Glühstiftkerze 38 und durch Dosieren des überwiegenden Teils des eingespritzten Kraftstoffs durch zweite Teilstrahlen 48 im spitzen Winkel in die Tiefe des Brennraums 14 kann sowohl ein homogenes Diesel- Brennverfahren realisiert werden als auch eine zuverlässige Entflammung der Brennraumfüllungen bei tiefen Temperaturen erreicht werden. Der erste Teilstrahl 44 dient damit gewissermaßen als Zündstrahl. Er wird, beispielsweise durch ein kleineres Spritzloch 16, auf eine geringere Einspritzmenge ausgelegt als die anderen Teilstrahlen 48, 50, um die Schadstoffemissionen bei warmem Verbrennungsmotor möglichst wenig zu beeinflussen. Durch die Verringerung der mit dem ersten Teilstrahl 44 transportieren Kraftstoffmenge wird auch die Eindringtiefe des ersten Teilstrahls 44 in den Brennraum 14 reduziert. Die Einspritzdüse 42 wird bevorzugt so in den Zylinderkopf 30 eingesetzt, dass der erste Teilstrahl 44 in Richtung der Glühstiftkerze 38 abgesetzt wird. Zu diesem Zweck kann die Einspritzdüse 42 an ihrem Umfang eine feste Markierung 58 aufweisen, die formschlüssig in ein entsprechend ausgebildetes Gegenstück des Zylinderkopfes 30 passt und die Einspritzdüse 42 in der gewünschten Winkellage fixiert. In axialer Richtung wird die Einspritzdüse 42 bevorzugt mittels Gewindehülsen, Hohlschrauben, Überwurfmuttern oder Pratzen mit dem Zylinderkopf 30 verspannt.By injecting a comparatively small amount of fuel in the vicinity of the combustion chamber end 40 of the glow plug 38 and by dosing the majority of the injected fuel by second partial beams 48 at an acute angle into the depth of the combustion chamber 14, both a homogeneous diesel combustion process can be realized as well Reliable ignition of the combustion chamber fillings at low temperatures can be achieved. The first sub-beam 44 thus serves as a kind of ignition. It is designed, for example by a smaller injection hole 16, to a lower injection quantity than the other partial beams 48, 50 in order to influence the pollutant emissions as little as possible in a warm combustion engine. By reducing the amount of fuel transported by the first partial jet 44, the penetration depth of the first partial jet 44 into the combustion chamber 14 is also reduced. The injection nozzle 42 is preferably inserted into the cylinder head 30 such that the first partial jet 44 is deposited in the direction of the glow plug 38. For this purpose, the injection nozzle 42 may have at its periphery a fixed mark 58 which fits positively into a correspondingly formed counterpart of the cylinder head 30 and fixes the injector 42 in the desired angular position. In the axial direction, the injection nozzle 42 is preferably clamped by means of threaded sleeves, banjo bolts, union nuts or claws with the cylinder head 30.
Figur 3 zeigt ein aus der Laufrichtung des Kolbens 34 betrachtetes Einspritzmuster eines Ausführungsbeispiels einer Einspritzdüse 42. Die Einspritzdüse nach der Figur 3 weist eine erste Einspritzöffnung 16 und sieben zweite Einspritzöffnungen 18 auf. Die insgesamt achtFIG. 3 shows an injection pattern of an exemplary embodiment of an injection nozzle 42 viewed from the direction of rotation of the piston 34. The injection nozzle according to FIG. 3 has a first injection opening 16 and seven second injection openings 18. The total of eight
Einspritzöffnungen 16, 18 sind so angeordnet, dass die Richtungen der ausgegebenen Teilstrahlen eine achtzählige Symmetrie aufweisen. Es ist bevorzugt, dass über die zweiten Einspritzöffnungen 18 jeweils untereinander gleiche Einspritzmengen ausgegeben werden, so dass die über die Einspritzöffnungen 18 ausgegebenen Teilstrahlen 48 die gleiche Eindringtiefe besitzen. Dagegen soll der erste Teilstrahl 44 eine geringere Eindringtiefe besitzen und eine geringere Kraftstoffmasse transportieren. Dies ist in der Figur 3 durch einen im Vergleich zu den zweiten Teilstrahlen 48 verkürzten Teilstrahl 44 dargestellt. Injection openings 16, 18 are arranged so that the directions of the output partial beams have an eightfold symmetry. It is preferred that in each case the same injection quantities are output via the second injection openings 18, so that the partial beams 48 emitted via the injection openings 18 have the same penetration depth. In contrast, the first part of the beam 44 should have a lower penetration depth and transport a lower fuel mass. This is illustrated in FIG. 3 by a partial beam 44 shortened in comparison to the second partial beams 48.

Claims

Ansprüche claims
1. Einspritzdüse (42) zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Brennraum (14) eines Dieselmotors über wenigstens einen ersten Teilstrahl (44) und wenigstens einen zweiten Teilstrahl (46) , der gleichzeitig mit dem ersten Teilstrahl (44) ausgegeben wird, wobei eine Richtung (46) eines ersten Teilstrahls (44) auf einem ersten Kegelmantel mit einem ersten Öffnungswinkel (28) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Richtung (52, 54) wenigstens eines zweiten Teilstrahls (48, 50) auf einem zweiten Kegelmantel mit einem zweiten Öffnungswinkel (56) liegt, der kleiner als der erste Öffnungswinkel (28) ist.An injector (42) for injecting fuel into a combustion chamber (14) of a diesel engine via at least a first sub-jet (44) and at least a second sub-jet (46) issued simultaneously with the first sub-jet (44), one direction (46) of a first partial beam (44) lies on a first conical jacket with a first opening angle (28), characterized in that a direction (52, 54) of at least one second partial beam (48, 50) on a second conical jacket with a second opening angle (56) which is smaller than the first opening angle (28).
2. Einspritzdüse (42) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Öffnungswinkel (56) zwischen 30 und 130 Grad liegt. 2. Injection nozzle (42) according to claim 1, characterized in that the second opening angle (56) is between 30 and 130 degrees.
3. Einspritzdüse (42) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Öffnungswinkel (28) zwischen 130 und 160 Grad liegt.3. Injection nozzle (42) according to claim 1 or 2, characterized in that the first opening angle (28) is between 130 and 160 degrees.
4. Einspritzdüse (42) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse (42) gleichzeitig genau einen ersten Teilstrahl (44) und eine Mehrzahl von zweiten Teilstrahlen (48, 50) ausgibt.4. Injection nozzle (42) according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the injection nozzle (42) at the same time exactly a first partial beam (44) and a plurality of second partial beams (48, 50) outputs.
5. ' Einspritzdüse (42) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Teilstrahl (44, 48, 50) durch ein zugeordnetes Einspritzloch (16, 18, 20) an einem brennraumseitigen Ende der Einspritzdüse (42) ausgegeben wird. 5. ' injector (42) according to at least one of the preceding claims, characterized in that in each case a partial jet (44, 48, 50) through an associated injection hole (16, 18, 20) at a combustion chamber end of the injection nozzle (42) is output ,
6. Einspritzdüse (42) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kegelmäntel die gleiche Kegelachse aufweisen und dass n Einspritzstrahlen (44, 48, 50) auf den beiden Kegelmänteln so verteilt sind, dass sich bei einer Projektion der Richtungen (46, 52, 54) der Einspritzstrahlen (44, 48, 50) auf eine zur Kegelachse senkrechte Ebene eine n-zählige Symmetrie ergibt.6. Injection nozzle (42) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the two cone shells have the same cone axis and that n injection jets (44, 48, 50) are distributed on the two cone shells so that in a projection of the directions (46, 52, 54) of the injection jets (44, 48, 50) results in an n-fold symmetry on a plane perpendicular to the cone axis.
7. Einspritzdüse (42) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrahl7. Injection nozzle (42) according to one of the preceding claims, characterized in that a partial beam
(44) , dessen Richtung auf dem ersten Kegelmantel liegt, eine kleinere Eindringtiefe in einen Brennraum (14) besitzt als ein Teilstrahl (48, 50), dessen Richtung (52, 54) auf dem zweiten Kegelmantel liegt.(44), whose direction is located on the first cone sheath, a smaller penetration depth into a combustion chamber (14) has as a partial beam (48, 50) whose direction (52, 54) lies on the second cone sheath.
8. Einspritzdüse (42) nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzlöcher (16, 18, 20) so dimensioniert sind, dass über einen zweiten Teilstrahl (48, 50) bei einer Einspritzung eine größere Kraftstoffmasse eingespritzt wird als über einen ersten Teilstrahl (44) .8. Injection nozzle (42) according to at least one of claims 5 to 7, characterized in that the injection holes (16, 18, 20) are dimensioned so that a larger fuel mass is injected via a second partial jet (48, 50) during an injection as over a first partial beam (44).
9. Einspritzdüse (42) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzlöcher (16, 18, 20) so dimensioniert sind, dass über je zwei zweite Teilstrahlen (48, 50) bei einer Einspritzung gleiche Kraftstoffmengen zugemessen werden.9. Injection nozzle (42) according to claim 7, characterized in that the injection holes (16, 18, 20) are dimensioned so that over two second partial beams (48, 50) are metered at an injection equal amounts of fuel.
9. Einspritzdüse (42) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Einspritzdüse (42) Markierungen (58) zum Festlegen einer Einbaudrehwinkelposition aufweist.9. Injection nozzle (42) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the injection nozzle (42) has markings (58) for fixing a built-in rotary angle position.
10. Einspritzdüse (42) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungen (58) eine Einbaudrehwinkelposition definieren, bei der ein erster Teilstrahl (44) eine vorbestiπimte Ausrichtung zu einer Heizvorrichtung (38) oder Zündvorrichtung im Brennraum aufweist.10. Injection nozzle (42) according to claim 9, characterized in that the markings (58) define a built-in rotation angle position, wherein a first Partial beam (44) has a vorbestiπimte alignment with a heater (38) or igniter in the combustion chamber.
11. Einspritzdüse (42) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilstrahl (44) zu einer Heizvorrichtung (38) gerichtet ist.11. Injection nozzle (42) according to claim 10, characterized in that the first partial jet (44) is directed to a heating device (38).
12. Einspritzdüse (42) nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungen (58) eine formschlüssige Verdrehsicherung bilden.12. Injection nozzle (42) according to at least one of claims 9 to 11, characterized in that the markings (58) form a positive rotation.
13. Einspritzdüse (42) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Befestigungsmittel zur axialen Fixierung der Einspritzdüse (42) in einem Zylinderkopf (30) eines Verbrennungsmotors.13. Injection nozzle (42) according to at least one of the preceding claims, characterized by a fastening means for axially fixing the injection nozzle (42) in a cylinder head (30) of an internal combustion engine.
14. Einspritzdüse nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel eine Gewindehülse oder eine Überwurfmutter aufweisen. 14. Injection nozzle according to claim 13, characterized in that the fastening means comprise a threaded sleeve or a union nut.
PCT/EP2005/052159 2004-07-07 2005-05-12 Injection nozzle for injecting fuel into the combustion chamber of a diesel engine WO2006003049A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05743101A EP1766228A1 (en) 2004-07-07 2005-05-12 Injection nozzle for injecting fuel into the combustion chamber of a diesel engine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004032818.8 2004-07-07
DE102004032818A DE102004032818A1 (en) 2004-07-07 2004-07-07 Injector for injecting fuel into a combustion chamber of a diesel engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006003049A1 true WO2006003049A1 (en) 2006-01-12

Family

ID=34968120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2005/052159 WO2006003049A1 (en) 2004-07-07 2005-05-12 Injection nozzle for injecting fuel into the combustion chamber of a diesel engine

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1766228A1 (en)
DE (1) DE102004032818A1 (en)
WO (1) WO2006003049A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010010000B4 (en) 2010-03-02 2018-05-09 Stefan Beier injection
DE102010063355A1 (en) 2010-12-17 2012-06-21 Robert Bosch Gmbh Fuel injection valve for internal combustion engines
DE102011016234A1 (en) 2011-04-06 2012-10-11 Mtu Friedrichshafen Gmbh Internal combustion engine, particularly high power internal combustion engine, has injection valve, where spray hole distribution is arranged such that fuel is injected in cool wall surface area than in hot wall surface area

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4136851A1 (en) * 1991-11-08 1993-05-13 Avl Verbrennungskraft Messtech Low-powered diesel engine - has direct fuel injection using injection nozzle on same axis as cylinder together with combustion chamber hollow of hemispherical shape
JPH0674131A (en) * 1992-06-05 1994-03-15 Agency Of Ind Science & Technol Two-stage injection methanol engine
US6089476A (en) * 1997-06-25 2000-07-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection valve for an internal combustion engine
US6553960B1 (en) * 1997-04-11 2003-04-29 Yanmar Co., Ltd. Combustion system for direct injection diesel engines

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4136851A1 (en) * 1991-11-08 1993-05-13 Avl Verbrennungskraft Messtech Low-powered diesel engine - has direct fuel injection using injection nozzle on same axis as cylinder together with combustion chamber hollow of hemispherical shape
JPH0674131A (en) * 1992-06-05 1994-03-15 Agency Of Ind Science & Technol Two-stage injection methanol engine
US6553960B1 (en) * 1997-04-11 2003-04-29 Yanmar Co., Ltd. Combustion system for direct injection diesel engines
US6089476A (en) * 1997-06-25 2000-07-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fuel injection valve for an internal combustion engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 325 (M - 1625) 21 June 1994 (1994-06-21) *

Also Published As

Publication number Publication date
EP1766228A1 (en) 2007-03-28
DE102004032818A1 (en) 2006-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19804463B4 (en) Fuel injection system for gasoline engines
DE3690388C2 (en) Fuel injection to IC orbital engine
EP1290339B1 (en) Fuel injection system
EP1387951B1 (en) Fuel injection system
WO2002002928A1 (en) Fuel injection system
DE112006001861T5 (en) spark plug
DE2658783C2 (en) Air-compressing, direct-injection internal combustion engine
DE112011103383B4 (en) Method of operating a four-stroke spark-ignition internal combustion engine
DE10026321A1 (en) Fuel injection system and method for injection
EP3857046A1 (en) Injector and method for injecting fuel and an additional fluid, and use of the injector
DE10012970B4 (en) Method for forming an ignitable fuel-air mixture
DE602004003415T2 (en) Third-party internal combustion engine with pre-chamber
EP1290322B1 (en) Fuel injection system
WO2006003049A1 (en) Injection nozzle for injecting fuel into the combustion chamber of a diesel engine
DE60002533T2 (en) Spark-ignition internal combustion engine with direct injection and method for injecting fuel
DE10354827A1 (en) fuel injection system
DE60220429T2 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH DIRECT FUEL INJECTION, COMPRISING A SYSTEM FOR DIRECT INJECTION UNDER VERY HIGH PRESSURE
WO2019214997A1 (en) Method and device for preparing a fuel-air mixture
DE102006029210A1 (en) Fuel injector for e.g. diesel engine, has electrode pairs arranged such that spark gap possesses conical fuel injection beam that is left from nozzle, where spark gap is formed during extraneous ignition
CH627526A5 (en) Controlled multi-hole injection nozzle
EP2672097A1 (en) Injection system for compression-ignited diesel engines
DE10153629B4 (en) Method of injecting fuel
DE10239555B4 (en) Internal combustion engine with direct injection of gaseous fuel and method for operating the same
DE102020117008A1 (en) Internal combustion engine for a motor vehicle and prechamber spark plug
EP1646772B1 (en) Fuel injection system

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005743101

Country of ref document: EP

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005743101

Country of ref document: EP