WO2007051720A1 - Internal combustion engine - Google Patents

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WO2007051720A1
WO2007051720A1 PCT/EP2006/067598 EP2006067598W WO2007051720A1 WO 2007051720 A1 WO2007051720 A1 WO 2007051720A1 EP 2006067598 W EP2006067598 W EP 2006067598W WO 2007051720 A1 WO2007051720 A1 WO 2007051720A1
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WO
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collector
combustion engine
internal combustion
fuel
engine according
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/067598
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French (fr)
Inventor
Michael Frank
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
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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
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit
    • F02M69/044—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit for injecting into the intake conduit downstream of an air throttle valve

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
  • a known internal combustion engine with a central injection ⁇ system also known as mono-jetronic or mono motronic, (Bosch, Automotive Handbook, 23rd Edition, Vieweg 1999, ISBN 3-528-03876-4, page 463, right image and text) has an electromagnetic fuel injection valve controlled by an engine control unit, which is disposed in an air intake manifold and injects fuel into the airflow.
  • the fuel injection takes place upstream of a arranged in the intake manifold throttle for operating point dependent throttling of the air flow and directed in the flow direction of the air flow to the throttle.
  • Downstream of the throttle the intake manifold branches into individual intake manifolds. Each intake manifold opens in an intake valve controllable inlet of a combustion cylinder of the multi-cylinder internal combustion engine.
  • the inventive internal combustion engine having the features of claim 1 has the advantage that a high differential speed between the injected fuel and the intake air is formed by the injection of the fuel against the flow direction of the air flow in the air intake manifold. This high differential speed leads to a rapid
  • Intake manifold downstream of the throttle device funnel-shaped expanded to a cylindrical intake manifold, in which remote from the throttle device, closed end face the branch points of leading to the inlet of the combustion cylinder suction pipes are.
  • the injection valve is arranged centrally between the branching points of the intake pipes formed in the end face of the collector with an injection direction pointing in the axial direction of the collector.
  • the injection valve is designed so that it sprays a conically widening fuel jet whose
  • Cone angle is maximally dimensioned for maximum mixing of the fuel spray with intake air, preferably amounts to large 90 °.
  • the inner diameter of the collector is adjusted to the cone angle of the sprayed fuel jet cone so that the inner walls of the collector little or no Be wetted fuel.
  • the axial length of the collector is equal to or greater than the spray range of the fuel jet.
  • the drawing shows a detail of a four-cylinder internal combustion engine with a fuel injection system, shown schematically.
  • combustion ⁇ machine has an engine block 11 with four combustion ⁇ cylinders, in which in a known manner in each case a reciprocating piston is guided axially displaceable.
  • the combustion cylinders are covered by a cylinder head 12, which includes a combustion chamber in each combustion cylinder together with the reciprocating piston.
  • Each combustion cylinder has at least one inlet formed in the cylinder head 12 and an outlet formed in the cylinder head 12. Inlets and outlets are controlled by gas exchange valves.
  • gas exchange valves In the drawing, only the four inlets 13 of the total of four combustion cylinders are shown, via which the combustion chambers in the combustion cylinders are successively filled with a gaseous fuel-air mixture, wherein the gas full amount is controlled by the gas exchange valves associated with the inlets 13.
  • the fuel injection system has an air intake 15, an in Air intake 15 arranged throttle device 16 which is formed in the exemplary embodiment as a throttle valve, and an electromagnetic fuel injection valve 17 which is supplied via a fuel pump 18 with fuel from a fuel tank 19 and is electrically controlled by a control unit 20.
  • the air intake 15 extends downstream of the throttle device 16 funnel-shaped to a larger diameter, cylindrical intake manifold header 21, which is closed at its end facing away from the throttle device 16 end of an end face 211. From the end face 211 of the collector 21 drove individual intake manifolds 22 to each inlet 13 of a combustion cylinder.
  • the suction pipes 22 communicate with the interior of the collector 21 at the branch points from the collector 21 via openings 23 in the end face 211 and, on the other hand, in the respective inlet 13 in the cylinder head 12.
  • the suction pipes 22 are thus associated with the openings 23. that the branching points of those intake pipes 22 are diametrically opposed to each other, which lead to the successive combustion cylinders or their inlets 13 in the ignition sequence.
  • four-cylinder engine with a cylinder numbering 1, 2, 3 and 4 so the openings 23 of the suction tubes 22 in the end face 211 of the intake manifold 21 in the order 1, 3, 2 and 4 to a bolt circle in the same Spaced apart.
  • the fuel injection valve 17 is arranged centrally between the existing in the end face 211 openings 23 of the intake manifold branch points with pointing in the axial direction of the collector 21 injection direction.
  • the injection direction of the injection valve 17 is opposite to the direction of flow of the air flow in the intake manifold 15, which is indicated in the drawing by the arrow 24.
  • the fuel injection valve 17 injects a conically widening fuel jet 25 into the intake air flowing into the collector 21 via the throttle device 16.
  • the dimensions of the collector 21 and the opening angle of the fuel jet cone are coordinated so that the cylinder wall 212 of the collector 21 is not or only slightly wetted with fuel.
  • the axial length of the collector 21 depends on the range of the fuel jet cone. For a good homogenization of the fuel in the intake air, the opening angle of the
  • Fuel jet cone 25 as large as possible, for example, selected large 90 °. If the beam penetration in the collector 21 is approximately 100 mm, then preferably the axial length of the cylindrical part of the collector 21, that is to say without the funnel-shaped section, is also selected to be approximately 100 mm. The total volume of the collector 21, including the funnel-shaped part, is preferably selected to be approximately twice as large as the sum of the cubic capacity of all four combustion cylinders of the internal combustion engine.
  • the collector 21 is made of metal, preferably of metal casting, to minimize the effects of possible
  • the collector 21 is exposed to a heat source, for example the heat radiation of an exhaust scrubber, or an intake air preheating or a PTC heating element.
  • the suction tubes 22 are formed of equal length, but are kept relatively short overall, to ensure a dynamic driving operation. The length of the suction tubes 22 is dependent on Auflade binen by pressure oscillations. The diameter of the suction tubes 22 is tuned to their length, that the intake manifold volume of the individual intake manifold 22 is approximately equal to the displacement of the associated combustion cylinder.
  • the described fuel injection system 14 is installed in the internal combustion engine so that the flow direction 24 of the air flow through intake manifold 15 and collector 21 is vertically ascending, as shown in the drawing. In this way, a liquid wall film transport from the collector 21 is avoided in the combustion chambers of the combustion cylinder.
  • Liquid fuel which is deposited on the walls of the collector 21 in cold ambient conditions, is due to this installation system by gravity in the direction of the throttle device 16 requested. Aerodynamic shear forces generated by the air drawn into the combustion chamber partially tear off boundary layers of the wall film, which are then fed to the combustion chambers as a conglomerate of small drops.
  • the fuel wall film, which penetrates to the throttle device 16 as a liquid film is there demolished due to the high flow velocities through the throttle gap and fed to the intake air.

Abstract

The invention specifies an internal combustion engine which has a plurality of combustion cylinders which have in each case at least one inlet (13), an air intake pipe (15) which branches downstream into individual suction pipes (22) which open out into in each case one inlet (13), and a fuel injection valve (17) for injecting fuel into the air flow. According to the invention, in order to ensure good preparation and homogenization of the air/fuel mixture in a cost-effective manner in production terms, the injection valve (17) is arranged in such a way that its fuel injection direction is aligned counter to the flow direction (24) of the air flow. Here, the injection valve (17) is preferably arranged downstream of a throttle device (16) which is provided in the intake pipe (15).

Description

BrennkraftmaschineInternal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
Eine bekannte Brennkraftmaschine mit einer Zentraleinspritz¬ anlage, auch als Mono-Jetronic oder Mono-Motronic bezeichnet, (Bosch, Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 23. Auflage, Vieweg 1999, ISBN 3-528-03876-4, Seite 463, rechtes Bild sowie Text) weist ein von einem Motorsteuergerat gesteuertes, elektromagnetisches Kraftstoff-Einspritzventil auf, das in einem Luft-Ansaugstutzen angeordnet ist und Kraftstoff in den Luftstrom einspritzt. Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt dabei stromaufwärts einer im Ansaugstutzen angeordneten Drosselklappe zur betriebspunktabhangigen Drosselung des Luftstroms und in Stromungsrichtung des Luftstroms hin zur Drosselklappe gerichtet. Stromabwarts der Drosselklappe verzweigt sich der Ansaugstutzen in einzelne Saugrohre. Jedes Saugrohr mundet in einem von einem Einlassventil steuerbaren Einlass eines Verbrennungszylinders der mehrzylindrigen Brennkraftmaschine. Die für eine gute Kraftstoffausbeute im Verbrennungsprozess erforderliche Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs innerhalb des Luftstroms der Ansaugluft findet durch die hohe Stromungsgeschwindigkeit im Drosselklappenspalt, d.h. im Spalt zwischen Drosselklappe und Innenwand des Ansaugstutzens, statt. Für eine demgegenüber verbesserte Gemischaufbereitung und bessere Dosierung der den einzelnen Verbrennungszylindern zugefuhrten Kraftstoffmenge wird eine Einspritzanlage mit Einzeleinspritzung eingesetzt, bei der in den stromabwärts der Drosselklappe von dem Ansaugstutzen abgehenden Saugrohren zu den Verbrennungszylindern jeweils ein elektromagnetisches Kraftstoff-Einspritzventil angeordnet ist, das den Kraftstoff in Luftstromungsrichtung direkt vor den Einlass des zugeordneten Verbrennungszylinders und dem dort vorhandenen Einlassventil spritzt (vgl. vorgenannte Literaturstelle, Seite 463, linkes Bild und entsprechende Textstelle) .A known internal combustion engine with a central injection ¬ system, also known as mono-jetronic or mono motronic, (Bosch, Automotive Handbook, 23rd Edition, Vieweg 1999, ISBN 3-528-03876-4, page 463, right image and text) has an electromagnetic fuel injection valve controlled by an engine control unit, which is disposed in an air intake manifold and injects fuel into the airflow. The fuel injection takes place upstream of a arranged in the intake manifold throttle for operating point dependent throttling of the air flow and directed in the flow direction of the air flow to the throttle. Downstream of the throttle, the intake manifold branches into individual intake manifolds. Each intake manifold opens in an intake valve controllable inlet of a combustion cylinder of the multi-cylinder internal combustion engine. The required for a good fuel yield in the combustion process atomization of the injected fuel within the air flow of the intake air takes place due to the high flow velocity in the throttle valve gap, ie in the gap between the throttle valve and the inner wall of the intake. For a comparison, improved mixture preparation and better dosage of the individual combustion cylinders zufuhrten amount of fuel injection system is used with single injection, in which in the downstream of the throttle from the intake manifold outgoing intake manifolds to the combustion cylinders each an electromagnetic fuel injection valve is arranged, the fuel in the air flow direction injected directly in front of the inlet of the associated combustion cylinder and the inlet valve present there (cf the aforementioned reference, page 463, left image and corresponding passage).
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemaße Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Einspritzung des Kraftstoffs gegen die Stromungsrichtung der Luftströmung im Luft-Ansaugstutzen eine hohe Differenzgeschwindigkeit zwischen dem eingespritzten Kraftstoff und der angesaugten Luft entsteht. Diese hohe Differenzgeschwindigkeit fuhrt zu einer raschenThe inventive internal combustion engine having the features of claim 1 has the advantage that a high differential speed between the injected fuel and the intake air is formed by the injection of the fuel against the flow direction of the air flow in the air intake manifold. This high differential speed leads to a rapid
Verdampfung und Homogenisierung des Kraftstoffs in der Ansaugluft innerhalb des Ansaugstutzens und somit zu einer guten Gemischaufbereitung, deren Qualität vergleichbar ist mit der einer Gemischaufbereitung bei einer Einzeleinspritzanlage. Gegenüber einer Einzeleinspritzanlage werden aber wesentliche Kostenvorteile erzielt. Allein durch die Reduzierung der erforderlichen Einspritzventile auf ein einziges Einspritzventil, unabhängig von der Zahl der vorhandenen Verbrennungszylinder der Brennkraftmaschine und der Zahl der Einlassventile pro Verbrennungszylinder, werden erhebliche Fertigungskosten eingespart. Hinzu kommt der verringerte Verkabelungsaufwand, da nur noch ein einziges Einspritzventil elektrisch mit dem Motorsteuergerat verbunden werden muss, ein reduzierter Hardwareaufwand im Motorsteuergerat, da nur noch eine Endstufe für das einzige Einspritzventil vorgehalten werden muss, und der Entfall des Kraftstoffverteilers, der sog. Fuel- Rail, da ein direkter Anschluss der KraftstoffZuleitung an das Einspritzventil möglich ist.Evaporation and homogenization of the fuel in the intake air within the intake manifold and thus to a good mixture preparation, the quality of which is comparable to that of a mixture preparation in a single injection system. Compared to a single injection but significant cost advantages are achieved. Simply by reducing the required injection valves to a single injection valve, regardless of the number of existing combustion cylinder of the internal combustion engine and the number of intake valves per combustion cylinder, significant manufacturing costs are saved. In addition, the reduced cabling effort, since only a single injector must be electrically connected to the engine control unit, a reduced hardware costs in Motorsteuergerat, since only one power amplifier for the single injector are kept must, and the elimination of the fuel rail, the so-called. Fuel Rail, as a direct connection of the fuel supply line to the injection valve is possible.
Die gegenüber einer Zentraleinspritzanlage verbesserte Gemisch¬ aufbereitung und -homogenisierung, die gemäß vorteilhaften Ausfuhrungsformen der Erfindung durch Krafteinspritzung stromabwärts der Drosselvorrichtung und Minimierung der Wandbenetzung des Ansaugstutzens mit Kraftstoff noch unterstutzt wird, hat ein verbessertes Dynamikverhalten der Brennkraftmaschine und eine verbesserte Startfahigkeit bei reduzierter Anfettung zur Folge. Die übrigen Komponenten einer Zentraleinspritzanlage, wie Kraftstoffpumpe, rucklauffreies KraftstoffzulaufSystem für das Einspritzventil, bleiben unangetastet.Improved over a central injection system mixture ¬ preparation and homogenization, which is supported according to advantageous embodiments of the invention by force injection downstream of the throttle device and minimizing the wall wetting of the intake with fuel, has an improved dynamic behavior of the internal combustion engine and improved starting ability with reduced enrichment result , The remaining components of a central injection system, such as fuel pump, non-return fuel injection system for the injection valve, remain untouched.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Brennkraftmaschine möglich.The measures listed in the further claims advantageous refinements and improvements of claim 1 internal combustion engine are possible.
Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist derAccording to a preferred embodiment of the invention is the
Ansaugstutzen stromabwärts der Drosselvorrichtung trichterförmig zu einem zylinderförmigen Saugrohr-Sammler aufgeweitet, in dessen von der Drosselvorrichtung abgekehrten, geschlossenen Stirnflache die Abzweigstellen der zu den Einlassen der Verbrennungszylinder fuhrenden Saugrohre liegen. Das Einspritzventil ist zentral zwischen den in der Stirnflache des Sammlers ausgebildeten Abzweigstellen der Saugrohre mit in Achsrichtung des Sammlers weisender Einspritzrichtung angeordnet. Das Einspritzventil ist so ausgebildet, dass es einen sich kegelförmig aufweitenden Kraftstoffstrahl abspritzt, dessenIntake manifold downstream of the throttle device funnel-shaped expanded to a cylindrical intake manifold, in which remote from the throttle device, closed end face the branch points of leading to the inlet of the combustion cylinder suction pipes are. The injection valve is arranged centrally between the branching points of the intake pipes formed in the end face of the collector with an injection direction pointing in the axial direction of the collector. The injection valve is designed so that it sprays a conically widening fuel jet whose
Kegelwinkel für eine maximale Durchmischung des Kraftstoffsprays mit Ansaugluft maximal bemessen ist, vorzugsweise großer 90° betragt. Der Innendurchmesser des Sammlers ist so auf den Kegelwinkel des abgespritzten KraftstoffStrahlkegels abgestimmt, dass die Innenwände des Sammlers nicht oder nur wenig mit Kraftstoff benetzt werden. Die axiale Lange des Sammlers ist gleich der oder großer als die Spritzreichweite des KraftstoffStrahls bemessen.Cone angle is maximally dimensioned for maximum mixing of the fuel spray with intake air, preferably amounts to large 90 °. The inner diameter of the collector is adjusted to the cone angle of the sprayed fuel jet cone so that the inner walls of the collector little or no Be wetted fuel. The axial length of the collector is equal to or greater than the spray range of the fuel jet.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung ausschnittweise eine vier- zylindrige Brennkraftmaschine mit einer Kraftstoff- Einspritzanlage, schematisiert dargestellt.The invention is explained in more detail in the following description with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing. The drawing shows a detail of a four-cylinder internal combustion engine with a fuel injection system, shown schematically.
Beschreibung des AusfuhrungsbeispielsDescription of the exemplary embodiment
Die in der Zeichnung ausschnittweise dargestellte Brennkraft¬ maschine weist einen Motorblock 11 mit vier Verbrennungs¬ zylindern auf, in welchen in bekannter Weise jeweils ein Hubkolben axial verschieblich gefuhrt ist. Die Verbrennungszylinder sind von einem Zylinderkopf 12 überdeckt, der in jedem Verbrennungszylinder zusammen mit dem Hubkolben einen Brennraum einschließt. Jeder Verbrennungszylinder besitzt mindestens einen im Zylinderkopf 12 ausgebildeten Einlass und einen im Zylinderkopf 12 ausgebildeten Auslass. Ein- und Auslasse werden von Gaswechselventilen gesteuert. In der Zeichnung sind lediglich die vier Einlasse 13 der insgesamt vier Verbrennungszylinder dargestellt, über die die Brennraume in den Verbrennungszylindern aufeinanderfolgend mit einem gasformigen Kraftstoff-Luftgemisch befullt werden, wobei die Gasfullmenge durch die den Einlasse 13 zugeordneten Gaswechselventile steuerbar ist.The detail in the drawing shown combustion ¬ machine has an engine block 11 with four combustion ¬ cylinders, in which in a known manner in each case a reciprocating piston is guided axially displaceable. The combustion cylinders are covered by a cylinder head 12, which includes a combustion chamber in each combustion cylinder together with the reciprocating piston. Each combustion cylinder has at least one inlet formed in the cylinder head 12 and an outlet formed in the cylinder head 12. Inlets and outlets are controlled by gas exchange valves. In the drawing, only the four inlets 13 of the total of four combustion cylinders are shown, via which the combustion chambers in the combustion cylinders are successively filled with a gaseous fuel-air mixture, wherein the gas full amount is controlled by the gas exchange valves associated with the inlets 13.
Für eine Gemischaufbereitung, die eine hohe Kraftstoffausbeutung im Verbrennungsprozess in den Verbrennungszylindern sicherstellt, sorgt eine Kraftstoff-Einspritzanlage. Die Kraftstoff- Einspritzanlage weist einen Luftansaugstutzen 15, eine im Luftansaugstutzen 15 angeordnete Drosselvorrichtung 16, die im Ausfuhrungsbeispiel als Drosselklappe ausgebildet ist, und ein elektromagnetisches Kraftstoff-Einspritzventil 17 auf, das über eine Kraftstoffpumpe 18 mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 19 versorgt wird und von einem Steuergerat 20 elektrisch angesteuert wird. Der Luftansaugstutzen 15 erweitert sich stromabwärts der Drosselvorrichtung 16 trichterförmig zu einem durchmessergroßeren, zylinderförmigen Saugrohr-Sammler 21, der an seinem von der Drosselvorrichtung 16 abgekehrten Ende von einer Stirnflache 211 abgeschlossen ist. Von der Stirnflache 211 des Sammlers 21 fuhren einzelne Saugrohre 22 zu jeweils einem Einlass 13 eines Verbrennungszylinders. Die Saugrohre 22 stehen einerseits an den Abzweigstellen vom Sammler 21 über in der Stirnflache 211 vorhandene Offnungen 23 mit dem Innern des Sammlers 21 in Verbindung und munden andererseits in dem jeweiligen Einlass 13 im Zylinderkopf 12. Die Saugrohre 22 sind dabei so den Offnungen 23 zugeordnet, dass die Abzweigstellen derjenigen Saugrohre 22 einander diametral gegenüberliegen, die zu den in der Zündfolge aufeinanderfolgenden Verbrennungszylindern bzw. deren Einlasse 13 fuhren. Bei der im Ausfuhrungsbeispiel beschriebenen, vierzylindrigen Brennkraftmaschine mit einer Zylindernummerierung 1, 2, 3 und 4 sind also die Offnungen 23 der Saugrohre 22 in der Stirnflache 211 des Saugrohr-Sammlers 21 in der Reihenfolge 1, 3 , 2 und 4 auf einen Lochkreis im gleichen Abstand voneinander angeordnet.For a mixture preparation, which ensures a high fuel utilization in the combustion process in the combustion cylinders, ensures a fuel injection system. The fuel injection system has an air intake 15, an in Air intake 15 arranged throttle device 16 which is formed in the exemplary embodiment as a throttle valve, and an electromagnetic fuel injection valve 17 which is supplied via a fuel pump 18 with fuel from a fuel tank 19 and is electrically controlled by a control unit 20. The air intake 15 extends downstream of the throttle device 16 funnel-shaped to a larger diameter, cylindrical intake manifold header 21, which is closed at its end facing away from the throttle device 16 end of an end face 211. From the end face 211 of the collector 21 drove individual intake manifolds 22 to each inlet 13 of a combustion cylinder. On the one hand, the suction pipes 22 communicate with the interior of the collector 21 at the branch points from the collector 21 via openings 23 in the end face 211 and, on the other hand, in the respective inlet 13 in the cylinder head 12. The suction pipes 22 are thus associated with the openings 23. that the branching points of those intake pipes 22 are diametrically opposed to each other, which lead to the successive combustion cylinders or their inlets 13 in the ignition sequence. In the described in the exemplary embodiment, four-cylinder engine with a cylinder numbering 1, 2, 3 and 4 so the openings 23 of the suction tubes 22 in the end face 211 of the intake manifold 21 in the order 1, 3, 2 and 4 to a bolt circle in the same Spaced apart.
Das Kraftstoff-Einspritzventil 17 ist zentral zwischen den in der Stirnflache 211 vorhandenen Offnungen 23 der Saugrohr- Abzweigstellen mit in Achsrichtung des Sammlers 21 weisender Einspritzrichtung angeordnet. Die Einspritzrichtung des Einspritzventils 17 ist dabei der Stromungsrichtung des Luftstroms im Ansaugstutzen 15, die in der Zeichnung durch den Pfeil 24 gekennzeichnet ist, entgegengerichtet. Das Kraftstoff-Einspritzventil 17 spritzt bei Ansteuerung durch das Steuergerat 20 einen sich kegelförmig aufweitenden Kraftstoffstrahl 25 in die über die Drosselvorrichtung 16 in den Sammler 21 einströmende Ansaugluft ein. Die Abmessungen des Sammlers 21 und der Offnungswinkel des KraftstoffStrahlkegels sind so aufeinander abgestimmt, dass die Zylinderwand 212 des Sammlers 21 nicht oder nur wenig mit Kraftstoff benetzt wird. Ebenso hangt die axiale Lange des Sammlers 21 von der Reichweite des Kraftstoffstrahlkegels ab. Für eine gute Homogenisierung des Kraftstoffs in der Ansaugluft wird der Offnungswinkel desThe fuel injection valve 17 is arranged centrally between the existing in the end face 211 openings 23 of the intake manifold branch points with pointing in the axial direction of the collector 21 injection direction. The injection direction of the injection valve 17 is opposite to the direction of flow of the air flow in the intake manifold 15, which is indicated in the drawing by the arrow 24. When actuated by the control unit 20, the fuel injection valve 17 injects a conically widening fuel jet 25 into the intake air flowing into the collector 21 via the throttle device 16. The dimensions of the collector 21 and the opening angle of the fuel jet cone are coordinated so that the cylinder wall 212 of the collector 21 is not or only slightly wetted with fuel. Similarly, the axial length of the collector 21 depends on the range of the fuel jet cone. For a good homogenization of the fuel in the intake air, the opening angle of the
Kraftstoffstrahlkegels 25 möglichst groß, beispielsweise großer 90° gewählt. Betragt die Strahlpenetration im Sammler 21 ca. 100mm so wird bevorzugt die axiale Lange des zylindrischen Teils des Sammlers 21, also ohne den trichterförmigen Abschnitt, ebenfalls ca. 100mm gewählt. Das Gesamtvolumen des Sammlers 21, also einschließlich des trichterförmigen Teils, wird vorzugsweise ca. doppelt so groß gewählt wie die Summe des Hubraumvolumens aller vier Verbrennungszylinder der Brennkraftmaschine. Der Sammler 21 ist aus Metall, vorzugsweise aus Metallguss gefertigt, um die Auswirkungen möglicherFuel jet cone 25 as large as possible, for example, selected large 90 °. If the beam penetration in the collector 21 is approximately 100 mm, then preferably the axial length of the cylindrical part of the collector 21, that is to say without the funnel-shaped section, is also selected to be approximately 100 mm. The total volume of the collector 21, including the funnel-shaped part, is preferably selected to be approximately twice as large as the sum of the cubic capacity of all four combustion cylinders of the internal combustion engine. The collector 21 is made of metal, preferably of metal casting, to minimize the effects of possible
Ruckzundungen im Saugrohr zu minimieren. Dabei wird eine rauhe Materialoberflache der Innenwände des Sammlers 21 bevorzugt. Um eine möglichst vollständige Durchmischung des Kraftstoffs in der Ansaugluft zu erzielen sind - wie hier nicht weiter dargestellt - im Sammler 21 Mittel zur verstärkten Verwirbelung des Luft- Kraftstoffgemisches, wie z.B. Stromungsabrisskanten, vorgesehen. Vorteilhaft wird der Sammler 21 einer Wärmequelle ausgesetzt, z.B. der Wärmestrahlung eines Abgaskrummers, oder eine Ansaugluftvorwarmung oder ein PTC-Heizelement vorgesehen. Die Saugrohre 22 sind gleich lang ausgebildet, werden jedoch insgesamt relativ kurz gehalten, um einen dynamischen Fahrbetrieb zu gewahrleisten. Die Lange der Saugrohre 22 ist abhangig von Aufladeeffekten durch Druckschwingungen. Der Durchmesser der Saugrohre 22 wird so auf deren Lange abgestimmt, dass das Saugrohrvolumen des einzelnen Saugrohrs 22 etwa gleich dem Hubraum des zugeordneten Verbrennungszylinders ist.Minimizing backfire in the intake manifold. In this case, a rough material surface of the inner walls of the collector 21 is preferred. In order to achieve a complete mixing of the fuel in the intake air are - as not shown here - in the collector 21 means for increased turbulence of the air-fuel mixture, such as Stromungsabrisskanten provided. Advantageously, the collector 21 is exposed to a heat source, for example the heat radiation of an exhaust scrubber, or an intake air preheating or a PTC heating element. The suction tubes 22 are formed of equal length, but are kept relatively short overall, to ensure a dynamic driving operation. The length of the suction tubes 22 is dependent on Aufladeeffekten by pressure oscillations. The diameter of the suction tubes 22 is tuned to their length, that the intake manifold volume of the individual intake manifold 22 is approximately equal to the displacement of the associated combustion cylinder.
Die beschriebene Kraftstoff-Einspritzanlage 14 ist in der Brennkraftmaschine so eingebaut, dass die Stromungsrichtung 24 des Luftstroms durch Ansaugstutzen 15 und Sammler 21 vertikal aufsteigend ist, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Auf diese Weise wird ein flussiger Wandfilmtransport aus dem Sammler 21 in die Brennraume der Verbrennungszylinder vermieden. Flussiger Kraftstoff, der sich bei kalten Umgebungsbedingungen an den Wanden des Sammlers 21 niederschlagt, wird aufgrund dieser Einbauanlage durch Gravitation in Richtung zur Drosselvorrichtung 16 befordert. Aerodynamische Scherkräfte, die von der in die Brennraume angesaugten Luft erzeugt werden, reißen teilweise Grenzschichten des Wandfilms ab, der dann als Konglomerat kleiner Tropfen den Brennraumen zugeführt wird. Der Kraftstoffwandfilm, der bis zu der Drosselvorrichtung 16 als flussiger Film vordringt, wird dort aufgrund der hohen Stromungsgeschwindigkeiten durch den Drosselspalt abgerissen und der Ansaugluft zugeführt. The described fuel injection system 14 is installed in the internal combustion engine so that the flow direction 24 of the air flow through intake manifold 15 and collector 21 is vertically ascending, as shown in the drawing. In this way, a liquid wall film transport from the collector 21 is avoided in the combustion chambers of the combustion cylinder. Liquid fuel, which is deposited on the walls of the collector 21 in cold ambient conditions, is due to this installation system by gravity in the direction of the throttle device 16 requested. Aerodynamic shear forces generated by the air drawn into the combustion chamber partially tear off boundary layers of the wall film, which are then fed to the combustion chambers as a conglomerate of small drops. The fuel wall film, which penetrates to the throttle device 16 as a liquid film is there demolished due to the high flow velocities through the throttle gap and fed to the intake air.

Claims

Ansprüche claims
1. Brennkraftmaschine mit mehreren, jeweils mindestens einen Einlass (13) aufweisenden Verbrennungszylindern, mit einem einen Luftstrom fuhrenden Luft-Ansaugstutzen (15), der sich stromabwärts in einzelne, jeweils in einem Einlass (13) mundende Saugrohre (22) verzweigt, und mit einem Kraftstoff- Einspritzventil (17) zum Einspritzen von Kraftstoff in den Luftstrom, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (17) so angeordnet ist, dass seine Kraftstoff-Einspritzrichtung der Stromungsrichtung (24) des Luftstroms entgegengerichtet ist.1. Internal combustion engine with a plurality of combustion cylinders each having at least one inlet (13), with an air intake manifold (15) leading to an air stream, which branches downstream into individual intake pipes (22), each in an inlet (13), and with a fuel injection valve (17) for injecting fuel into the air stream, characterized in that the injection valve (17) is arranged so that its fuel injection direction of the flow direction (24) is directed opposite to the air flow.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ansaugstutzen (15) eine Drosselvorrichtung (16), vorzugsweise eine Drosselklappe, angeordnet ist, und dass die Anordnung des Einspritzventils (17) stromabwärts der Drossel¬ vorrichtung (16) vorgenommen ist.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that in the intake (15), a throttle device (16), preferably a throttle valve, is arranged, and that the arrangement of the injection valve (17) downstream of the throttle ¬ device (16) is made.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugstutzen (15) stromabwärts der Drosselvorrichtung (16) trichterförmig in einen zylinderförmigen Saugrohr-Sammler (21) mit gegenüber dem Innendurchmesser des Ansaugstutzens (15) größerem Innendurchmesser übergeht, in dessen von der Drosselvorrichtung (16) abgekehrten, geschlossenen Stirnflache (211) die Abzweigstellen der zu den Einlassen (13) fuhrenden Saugrohre (22) liegen.3. Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that the intake manifold (15) downstream of the throttle device (16) funnel-shaped into a cylindrical intake manifold collector (21) with respect to the inner diameter of the intake (15) larger internal diameter passes, in which of the throttle device (16) abgekehrten, closed end face (211) are the branch points of the inlet (13) leading suction tubes (22).
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (17) zentral zwischen den in der Stirnflache (211) des Sammlers (21) liegenden Abzweigstellen der Saugrohre (22) mit in Achsrichtung des Sammlers (21) weisender Einspritzrichtung angeordnet ist.4. Internal combustion engine according to claim 3, characterized in that the injection valve (17) centrally between in the End face (211) of the collector (21) lying branch points of the suction pipes (22) is arranged with pointing in the axial direction of the collector (21) injection direction.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einspritzventil (17) einen kegelförmig sich aufweitenden Kraftstoffstrahl als Kraftstoffstrahlkegel (25) abspritzt und dass der Innendurchmesser des Sammlers (21) so auf den Kraftstoffstrahlkegel (25) abgestimmt ist, dass die Zylinderwand (212) des Sammlers (21) nur wenig, vorzugsweise nicht, vom Kraftstoff benetzt wird.5. Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the injection valve (17) sprays a conically widening fuel jet as fuel jet cone (25) and that the inner diameter of the collector (21) is adapted to the fuel jet cone (25) that the cylinder wall ( 212) of the collector (21) is little, preferably not, wetted by the fuel.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Lange des Sammlers (21) gleich oder großer der Spritzreichweite des KraftstoffStrahlkegels (25) bemessen ist.6. Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the axial length of the collector (21) is equal to or greater than the spray range of the fuel jet cone (25) is dimensioned.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Sammlers (21) einschlie߬ lich des trichterförmig sich aufweitenden Teilabschnitts ungefähr gleich der doppelten Summe des Hubraumvolumens aller Verbrennungszylinder bemessen ist.7. Internal combustion engine according to one of claims 3 to 6, characterized in that the volume of the collector (21) einschließ ¬ Lich of the funnel-shaped widening portion is approximately equal to twice the total displacement of all combustion cylinders dimensioned.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammler (21) eine rauhe Innenwandflache aufweist und vorzugsweise aus Metall besteht.8. Internal combustion engine according to one of claims 3 to 7, characterized in that the collector (21) has a rough inner wall surface and preferably consists of metal.
9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Sammler (21) Mittel zur Verwirbelung von Luft und Kraftstoff, vorzugsweise Stromungsabrisskanten, angeordnet sind.9. Internal combustion engine according to any one of claims 3 to 8, characterized in that in the collector (21) means for swirling air and fuel, preferably Stromungsabrisskanten are arranged.
10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigstellen der Saugrohre (22) am Sammler (21) so angeordnet sind, dass die Abzweigstellen der zu den in der Zündfolge aufeinanderfolgenden Verbrennungszylindern fuhrenden Saugrohre (22) einander diametral gegenüberliegen.10. Internal combustion engine according to one of claims 3 to 9, characterized in that the branch points of the suction pipes (22) on the collector (21) are arranged so that the branch points to The leading in the firing sequence of combustion cylinders leading intake pipes (22) are diametrically opposed to each other.
11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zu den Verbrennungszylindern fuhrenden, einzelnen Saugrohre (22) im wesentlichen gleich lang bemessen und mit ihrem lichten Durchmesser so auf ihre Lange abgestimmt sind, dass das Saugrohrvolumen des einzelnen Saugrohrs (22) etwa gleich dem Hubraum des zugeordneten Verbrennungszylinders ist.11. Internal combustion engine according to one of claims 3 to 10, characterized in that leading to the combustion cylinders, individual intake pipes (22) are sized substantially the same length and are tuned with their clear diameter so to their length, that the intake manifold of the individual intake manifold ( 22) is approximately equal to the displacement of the associated combustion cylinder.
12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaulage von Ansaugstutzen (15) und Sammler (21) so vorgegeben ist, dass die Stromungsrichtung (24) des Luftstroms im Ansaugstutzen (15) und Sammler (21) vertikal aufsteigend ist. 12. Internal combustion engine according to one of claims 3 to 11, characterized in that the mounting position of the intake manifold (15) and collector (21) is predetermined so that the flow direction (24) of the air flow in the intake manifold (15) and collector (21) vertically is ascending.
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