WO2020064038A1 - Injektor und verfahren zur einspritzung von kraftstoff und einer zusatzflüssigkeit sowie verwendung des injektors - Google Patents

Injektor und verfahren zur einspritzung von kraftstoff und einer zusatzflüssigkeit sowie verwendung des injektors Download PDF

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injector
nozzle needle
solenoid valve
fuel
combustion chamber
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Herrmann Rottengruber
Johannes Oder
Thilo Wagner
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Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg
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Definitions

  • the invention relates to an injector for injecting fuel and an additional liquid into a combustion chamber of an internal combustion engine, the injector having a first solenoid valve with a first nozzle needle.
  • the invention also relates to a method for injecting fuel and an additional liquid into a combustion chamber of an internal combustion engine, in which a first solenoid valve with a first nozzle needle for injecting a liquid or a mixture into the combustion chamber is provided.
  • the invention also relates to a use of the injector for generating an insulating vapor layer in a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • This full-load enrichment is used, for example, to protect components during full-load operation of an internal combustion engine.
  • the additional injected fuel increases the heat capacity of the fuel-air mixture that forms in the combustion chamber.
  • the temperature in the combustion chamber of the internal combustion engine drops and the individual components or assemblies of the internal combustion engine are protected.
  • the fuel additionally injected for this has disadvantages with regard to the consumption and the emissions of the internal combustion engine. Since full-load enrichment, for example for full-load operation, has a negative influence on the has to comply with emission values, developers strive to find other measures to lower the temperature in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • a charge stratification denotes the locally different distribution or composition of the fuel-air mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • stratified charge it is provided that, for example, an ignitable fuel-air mixture is located in a region of a spark plug, while the rest of the combustion chamber is filled with a lean and thus difficult to ignite mixture .
  • the water is more or less homogeneously distributed in the air and therefore also in the combustion chamber of the cylinder.
  • it is very difficult to precisely meter the amount of water from stroke to stroke of the internal combustion engine.
  • Injectors or injection valves are known from the prior art, which precisely inject the amount of fuel, for example calculated by a control unit, in different operating states of an internal combustion engine.
  • Such injectors are actuated electromagnetically, for example.
  • a control unit calculates and controls the electrical impulses for opening and closing the injectors based on current sensor data of the operating state of the internal combustion engine and stored algorithms.
  • Such injectors have a valve body in which a so-called solenoid valve, consisting of a magnet winding or solenoid coil, a guide for a nozzle needle and a nozzle needle is arranged. If a voltage is applied to the magnetic winding, the nozzle needle lifts up from its valve seat and opens a precision hole.
  • the fuel for example under pressure, can be injected through the precision bore into the combustion chamber of an internal combustion engine, whereby it is distributed in the combustion chamber depending on the geometry of the precision bore. If no voltage is applied, the nozzle needle is pressed onto the valve seat by a spring and closes the precision bore. This means that no fuel is injected.
  • the flow rate of the fuel is precisely defined by the precision bore and the current pressure conditions and can therefore be controlled very precisely by influencing the opening time of the injector by the control unit.
  • Such injectors can be switched very quickly and precisely and thus enable a precise injection of fuels or additional liquids. It is known from the prior art to arrange such injectors or injection valves, also referred to as injection nozzles, both in the intake tract and directly in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the object is to provide an injection device by means of which the known expense of an additional cam is eliminated, the metering of the fuel injection quantity being able to be controlled much more universally and as a function of diverse parameters.
  • the aim is to continue to control the metering of the additional liquid equally by means of a solenoid valve and to take several parameters into account.
  • a high-pressure feed pump is provided as the high-pressure fuel source, which supplies a high-pressure accumulator in which a specific pressure is set and from which the one for fuel injection certain fuel, controlled by the control valve associated with each injector, is withdrawn.
  • a high-pressure accumulator is provided and the injection pressure is therefore advantageously available at a fixed level at all times.
  • the metering device which has an electromagnetic valve, can be used to carry out an injection which is precisely controlled in terms of quantity and injection time.
  • DE 197 47 268 A1 discloses a two-component nozzle for injecting fuel and an additional liquid into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • fuel and additional liquid are mixed, that is to say generally diesel and water, which can take place in the building sections before and after the injection nozzles.
  • the injection can in principle only ever take place in layers, that is to say, for example, fuel and additional liquid cannot be injected in parallel.
  • a nozzle body which has at least one inlet hole for the supply of fuel under high pressure into the two-substance nozzle and nozzle holes for injecting the fuel from the two-substance nozzle into the combustion chamber, with a jacket around the nozzle body, is preferably made of metal, which surrounds at least one cavity adjacent to the outside of the nozzle body, in particular around the nozzle body, for receiving additional liquid, and wherein a supply line for supplying pressurized additional liquid into the cavity as well as one or several injection nozzles are provided for injecting additional liquid from the cavity into the combustion chamber.
  • the two fluids can meet at most in the combustion chamber of the internal combustion engine equipped with the two-substance nozzle according to the invention.
  • a disadvantage of the prior art is that two injectors, which can also be combined to form a structural unit, are often required for injecting a fuel and an additional liquid.
  • the construction and control of such injectors are sometimes very complex.
  • the mixture formation in the combustion chamber of the internal combustion engine can also be controlled only inadequately.
  • the object of the invention is now to provide an injector for injecting fuel and an additional liquid, which has a space-saving, simple construction and with which a precise injection of a fuel and an additional liquid into the combustion chamber of an internal combustion engine can take place.
  • the invention provides that the injector according to the invention, in contrast to conventional electromagnetic injectors from the prior art, is not equipped with a solenoid valve but with two solenoid valves. It is provided that a first solenoid valve is provided for the injection or metering of an additional liquid, such as water, while a second solenoid valve is provided for the injection or metering of a fuel.
  • the first and the second solenoid valve each have at least the components of the solenoid coil, guide for a nozzle needle and a nozzle needle.
  • the injector according to the invention thus contains two independently controllable fluid paths.
  • the injector is provided with a first connection for supplying an additional liquid in a region of its longitudinal axis.
  • the injector is designed with a second connection for supplying a fuel in a lateral area of the injector.
  • This second connection can be attached, for example, in a central region of the outer wall of the injector, wherein the second connection can be arranged at an angle to the longitudinal axis.
  • Such an angle can Range between 15 ° and 75 ° to the longitudinal axis of the injector, preferably at an angle of 45 ° to the longitudinal axis of the injector.
  • a first nozzle needle can be opened, through which an additional liquid, such as water, can flow.
  • an additional liquid such as water
  • the first nozzle needle is pressed by means of a first spring with its, for example, conical tip against a likewise conically ending water chamber which is connected to the first connection and is closed in this way.
  • This first nozzle needle is aligned along a longitudinal axis of the injector.
  • a second nozzle needle of a second solenoid valve is also arranged aligned on the longitudinal axis of the injector, the second nozzle needle being placed between the first nozzle needle and the combustion chamber in the injector.
  • the second nozzle needle has a longitudinal bore, for example centrally located on the longitudinal axis, through which the additional liquid, such as water, for example, which flows out of the first solenoid valve, can flow and thus enter the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the first solenoid valve for example independently of the mode of operation of the second solenoid valve, can inject an additional liquid, such as water, in a metered manner into the combustion chamber.
  • a fuel can flow into the fuel chamber of the injector, which is closed by the second nozzle needle, via the second connection.
  • Such chambers for storing fuel or an additional liquid offer the advantage of compensating for pressure fluctuations.
  • the second nozzle needle By actuating the second solenoid of the second solenoid valve, the second nozzle needle is opened and fuel can be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine from the fuel chamber of the injector via the nozzle at the tip of the second nozzle needle. Without this electrical control, the second nozzle needle of the second magnetic valve is pressed by a second spring with its, for example, conical tip against a fuel outlet nozzle of the injector, which also ends in a conical shape, and is closed in this way.
  • the first nozzle needle has to move in the direction of the combustion chamber to open the opening for injecting an additional liquid, while the second nozzle needle has to move in the direction of the combustion chamber to open the opening for injecting fuel into the combustion chamber .
  • a housing of the injector is constructed in three parts and is joined together by means of a first and a second union nut and fixed in a mechanically stable manner.
  • a positioning bolt ensures that the fuel holes in the lower and middle housing are axially aligned with each other.
  • the first and second springs produce a restoring force, by means of which the first and second nozzle needles are pressed back into their respective starting positions after the magnetic forces of the first and second magnetic coils have been withdrawn.
  • a stuffing box is also provided, on which the first spring is supported in order to realize its function, since this first spring is arranged in an inflow channel between the first nozzle needle and the first connection.
  • the lower second nozzle needle is also envisaged to manufacture the lower second nozzle needle from several parts in order to ensure simple assembly of the injector.
  • the second nozzle needle can have a thread onto which an anchor can be screwed.
  • the position of this anchor can be secured, for example, by means of a lock nut or an alternative securing element.
  • the injector according to the invention enables a fuel and an additional liquid, such as water, to be injected independently of one another.
  • a control unit and known system me can be provided for the supply of a fuel or an additional liquid.
  • the fuel and the additional liquid can be supplied with pressure to the injector.
  • the injector according to the invention is advantageously used to generate a locally different composition of the fuel-air mixture, that is to say, for example, charge stratification, in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • a water injection is carried out upstream of the fuel injection, which is carried out by means of the second solenoid valve, and is carried out by means of the first solenoid valve.
  • Evaporation of the injected water allows an insulating vapor layer to be formed which surrounds or envelops the subsequently injected fuel and thus the fuel-air mixture.
  • the insulating vapor layer forms an insulation layer to the cylinder wall and the piston. This results in a reduction in the heat loss through the cylinder walls.
  • FIG. 3 shows a representation of a plurality of injection phases which can be handled by means of the injector according to the invention in an internal combustion engine with an upstream water injection and
  • FIG 1 shows an injector 1 according to the invention for injecting fuel and an additional liquid.
  • Water is described below as an example of such an additional liquid.
  • the invention provides that the injector 1 according to the invention comprises a first solenoid valve 2 and a second solenoid valve 3.
  • the first solenoid valve 2 is used for injection or metering of the set liquid water, which is fed to the injector 1 via the first connection 4.
  • the second solenoid valve 3 is provided for injecting or metering a fuel which is fed to the injector 1 via a second connection 5. Both the fuel and the additional liquid can be supplied to the injector 1 with a corresponding pressure.
  • the first solenoid valve 2 has a first solenoid coil 6 and a first nozzle needle 7, the first nozzle needle 7 being guided and mounted in a corresponding guide within the injector 1.
  • the second solenoid valve 3 has a second solenoid coil 8 and a second nozzle needle 9, the second nozzle needle 9 likewise being guided and mounted in a corresponding guide inside the injector 1.
  • the injector 1 thus has two fluid paths which can be controlled independently of one another.
  • both a fuel and an additional liquid water can be metered in independently of one another and injected or timed into a combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the first connection 4 for supplying an additional liquid is arranged, for example, in a region of the longitudinal axis 10 of the injector 1. This is provided for the end of the injector, which faces away from the combustion chamber (not shown) when the injector 1 is in operation.
  • the injector 1 is designed with a second connection 5 for supplying a fuel in a lateral region of the injector 1.
  • This second connection 5 can be attached, for example, in a central region of the outer wall of the injector 1, wherein the second connection 5 can be arranged at an angle to the longitudinal axis.
  • An exemplary arrangement of the second connection 5 is shown in FIG. 1.
  • Such an angle can be in the range between 15 ° and 75 ° to the longitudinal axis 10 of the injector 1, preferably at an angle of 45 ° to the longitudinal axis 10 of the injector 1.
  • the first nozzle needle 7, through which the additional liquid water flows, can be opened by actuating the first solenoid 6 of the first solenoid valve 2. Without this electrical control, the first nozzle needle 7 is pressed by a first spring 11 with its, for example, conical tip against a likewise conically ending water chamber 12, which is connected to the first connection 4, and is closed in this way.
  • This first nozzle needle 7 is arranged aligned along a longitudinal axis 10 of the injector.
  • the second nozzle needle 9 of the second solenoid valve 3 is also arranged aligned on the longitudinal axis 10 of the injector 1, the second nozzle needle 9 being arranged in the region of the longitudinal axis 10 between the first nozzle needle 7 and the combustion chamber in the injector 1 is.
  • the second nozzle needle 9 has a longitudinal bore arranged, for example, in the center and along the longitudinal axis 10. This longitudinal bore enables the additional liquid emerging from the first solenoid valve 2 to get into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the first solenoid valve 2 can inject an additional liquid such as water in a metered manner into the combustion chamber, regardless of the mode of operation of the second solenoid valve 3.
  • An additional liquid is introduced into an additional liquid chamber 12 inside the injector 1 via the first connection 4.
  • This chamber 12 is closed by the first nozzle needle 7.
  • a pressurized fuel is introduced into a fuel chamber 13 of the injector 1, which is closed by the second nozzle needle 9.
  • Chambers 12 and 13 of this type for storing fuel or an additional liquid offer the advantage of compensating for pressure fluctuations which can occur while the internal combustion engine is in operation.
  • the second nozzle needle 9 is opened and fuel can be injected into the combustion chamber of the internal combustion engine from the fuel chamber 13 of the injector 1 via the nozzle 14 at the tip of the second nozzle needle 9.
  • the second nozzle needle 9 of the second solenoid valve 3 is pressed by means of a second spring 15 with its, for example, conical tip against a likewise conically ending fuel outlet nozzle 14 of the injector 1 and closed in this way.
  • the first nozzle needle 7 has to move in the direction away from the combustion chamber in order to open the opening for injecting an additional liquid, as is the case with the arrow shown in the first nozzle needle 7 in FIG 1 is shown.
  • the second nozzle needle 9 has to move towards the combustion chamber in order to open the opening for injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine, as is the case with the arrow shown in the second nozzle needle 9 in FIG Fig. 1 is shown.
  • the housing of the injector 1 can, for example, be constructed in three parts from three housing parts and, when put together, produce a cylindrical body with a base body 18. To fix the three housing parts of the injector to one another, it is provided that a first union nut 16 and a second union nut 17 are arranged at the ends of the injector 1. Such a construction enables simple assembly of the injector 1 and good mechanical stability.
  • the first spring 11 and the second spring 15 each bring about a corresponding restoring force, by means of which the first nozzle needle 7 and the second nozzle needle 9 come back in after the magnetic forces of the first magnet coil 6 and the second magnet coil 8 have been withdrawn their respective starting positions are pressed.
  • a stuffing box 20 is provided, on which the first spring 11 is supported in order to fulfill its function. This is necessary because this first spring 11 is arranged in an inflow channel between the first connection 4 and the first nozzle needle 7 or the additional liquid chamber 12.
  • the lower, second nozzle needle 9 is composed of several parts.
  • the second nozzle needle 9 can, for example, have a thread onto which an anchor can be screwed.
  • the position of this anchor can be secured, for example, by means of a lock nut or an alternative securing element.
  • the injector 1 has a first holder 21, which receives the first solenoid coil 6 and a functionally associated first iron ring 22.
  • the holder 21 also has an electrical connection for connecting the first solenoid 6, for example, to a control unit (not shown).
  • the injector 1 has a second holder 23 which receives the second solenoid coil 8 and a functionally associated second iron ring 24.
  • the second holder 23 also has an electrical connection for connecting the second solenoid 8 to the control unit.
  • Corresponding seals 25 and 26 are provided for sealing the supply lines (not shown) for the first connection 4 and for the second connection 5.
  • the injector 1 enables an independent injection of a fuel and an additional liquid, such as water.
  • a control unit and known systems for supplying a fuel or an additional liquid can be provided to control the injector 1.
  • the fuel and the additional liquid can be supplied with pressure to the injector 1.
  • 2 shows a view of a plurality of outlet openings 27 in the second nozzle needle 9 of the injector 1 according to the invention.
  • the second nozzle needle 9, which has a centrally arranged longitudinal bore, can be designed with a completely continuous longitudinal bore.
  • the second nozzle needle 9 is not designed to end with a central longitudinal bore at its end pointing into the combustion chamber of an internal combustion engine.
  • the end of the second nozzle needle 9 can have a plurality of outlet openings 29 which are not arranged in the region of the longitudinal axis 10. These outlet openings 29 can have a smaller diameter than the longitudinal bore and can be arranged, for example, on a circular path around the longitudinal axis 10.
  • the longitudinal bore is designed as a counterbore, which is connected to six outlet openings 29.
  • These six outlet openings 29 can be arranged at the end of the second nozzle needle 9 such that their respective longitudinal axes intersect with the longitudinal axis 10 of the second nozzle needle 9.
  • the respective longitudinal axes of the six outlet openings 29 are thus at an angle to the longitudinal axis 10, which can be, for example, between 15 ° and 55 °.
  • the design of the end of the second nozzle needle 9 is shown here by way of example and does not represent any restriction to this design.
  • FIG. 3 shows a representation of a plurality of injection phases that can be handled by the injector 1 according to the invention in an internal combustion engine with an upstream water injection.
  • the diagram shows an example of the distance between the piston and top dead center as a function of the angle of the crankshaft.
  • an additional liquid such as water
  • a combustion chamber which can be implemented by the first solenoid valve 2 of the injector 1 according to the invention.
  • a first injection of a fuel in the range between 330 ° and 270 ° and a second injection in a range between 270 ° and 210 ° which can be implemented by the second solenoid valve 3 of the injector 1 according to the invention.
  • This example only serves to illustrate the effort for determining optimal parameter combinations, in which three injection times with their respective mass fractions and pressures have to be coordinated with one another, and the possible uses of the injector 1 according to the invention. It is also envisaged that the injector according to the invention is advantageously used to generate a locally different composition of the fuel-air mixture, that is to say charge stratification, in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the state of the art and source is herewith stated “Upstream fuel quantity with stratified diesel-water injection”, MTZ 01/2007, year 68, Vieweg Verlag.
  • a water injection upstream of the fuel injection can take place, as shown in FIG. 4a.
  • This water injection is carried out using the first solenoid valve 2.
  • An insulating vapor layer is formed by evaporating the injected water into the hot combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the fuel is subsequently injected by means of the second solenoid valve 3.
  • the resulting air-fuel mixture is now surrounded or enveloped by the insulating vapor layer.
  • the formation of the desired vapor layer around the fuel-air mixture in an intake phase is shown in FIG. 4b.

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Abstract

Der Erfindung, welche einen Injektor (1), ein Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit sowie eine Verwendung des Injektors (1) betrifft, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für einen Injektor (1) anzugeben, welcher einen platzsparenden einfachen Aufbau aufweist und mit welchem eine präzise Einspritzung eines Kraftstoffs und einer Zusatzflüssigkeit in den Brennraum einer Brennkraftmaschine erfolgen kann. Diese Aufgabe wird anordnungsseitig dadurch gelöst, dass ein zweites Magnetventil (3) mit einer zweiten Düsennadel (9) im Injektor (1) angeordnet ist, dass die erste Düsennadel (7) des ersten Magnetventils (2) und die zweite Düsennadel (9) des zweiten Magnetventils (3) hintereinander auf einer Längsachse (10) des Injektors (1) angeordnet sind. Die Aufgabe wird verfahrensseitig dadurch gelöst, dass ein zweites Magnetventil (3) mit einer zweiten Düsennadel (9) im Injektor (1) bereitgestellt wird, dass die erste Düsennadel (7) des ersten Magnetventils (2) und die zweite Düsennadel (9) des zweiten Magnetventils (3) hintereinander auf einer Längsachse (10) des Injektors (1) angeordnet bereitgestellt werden und dass die Düsennadeln (7, 9) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.

Description

Injektor und Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit sowie Verwendung des Injektors
Die Erfindung betrifft einen Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zu- satzflüssigkeit in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei der Injektor ein erstes Magnetventil mit einer ersten Düsennadel aufweist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, bei welchem ein erstes Magnetventil mit einer ersten Düsennadel zur Einspritzung einer Flüssigkeit oder eines Gemischs in den Brennraum bereitgestellt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Verwendung des Injektors zur Erzeugung einer isolierenden Dampfschicht in einem Brennraum einer Brennkraftmaschine.
Durch immer höhere spezifische Leistungen sind Verbrennungsmotoren bzw. Brennkraftmaschinen immer stärkeren thermischen Belastungen ausgesetzt. Bekannt ist es, dass bei Brennkraftmaschinen in Betriebszuständen mit hoher Last, beispielsweise zum Erzeugen der maximalen Motorleistung oder des maxi- malen Drehmoments, eine sogenannte Volllastanreicherung bzw. Volllastanfettung vorgenommen wird. In diesem Fall wird der Verbrennungsluft mehr Kraftstoff zu- gegeben, als mit der in der Luft vorhandenen Menge von Sauerstoff vollständig im Brennraum der Brennkraftmaschine verbrannt werden kann.
Diese Volllastanfettung wird beispielsweise zum Bauteilschutz während des Voll- lastbetriebs einer Brennkraftmaschine eingesetzt. Durch den zusätzlichen einge- spritzten Kraftstoff wird die Wärmekapazität des sich im Brennraum bildenden Kraftstoff-Luft-Gemischs erhöht. Infolge dessen sinkt die Temperatur im Brenn- raum der Brennkraftmaschine ab und die einzelnen Bauteile bzw. Baugruppen der Brennkraftmaschine werden geschont.
Der hierfür zusätzlich eingespritzte Kraftstoff hat jedoch Nachteile in Hinsicht auf den Verbrauch und den Emissionsausstoß der Brennkraftmaschine. Da die Vollla- stanfettung, beispielsweise für den Volllastbetrieb, einen negativen Einfluss auf die einzuhaltenden Emissionswerte hat, sind Entwickler bestrebt, andere Maßnahmen zur Absenkung der Temperatur im Brennraum der Brennkraftmaschine zu finden.
Eine der hierfür geeigneten Maßnahmen ist das Einbringen bzw. Einspritzen von Zusatzflüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser, in den Brennraum einer Brennkraftmaschine. Derartige Einspritzungen von Zusatzflüssigkeiten bzw. eine Was- sereinspritzung ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt.
In diesem Zusammenhang sind auch aktuelle Entwicklungen bekannt, bei welchen Wasser in ein Saugrohr einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Anschließend wird das derart gebildete Wasser-Luft-Gemisch durch den Kolben angesaugt und gelangt somit in den Brennraum der Brennkraftmaschine.
Eine derartige Saugrohreinspritzung bietet aber einige Nachteile hinsichtlich einer sogenannten Ladungsschichtung.
Unter einer Ladungsschichtung wird die örtlich unterschiedliche Verteilung bzw. Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft-Gemischs im Brennraum der Brennkraftma- schine bezeichnet. Bei dieser Methode, welche auch als Schichtladung bezeichnet wird, ist es vorgesehen, dass sich beispielsweise in einem Bereich einer Zündker- ze ein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch befindet, während der übrige Brenn- raum mit einem mageren und somit schwer zündfähigen Gemisch befüllt ist.
Einerseits ist das Wasser mehr oder weniger homogen in der Luft und damit auch im Brennraum des Zylinders verteilt. Zum anderen ist eine genaue Dosierung der Wassermenge von Hub zu Hub der Brennkraftmaschine sehr schwierig.
Aus dem Stand der Technik sind Injektoren bzw. Einspritzventile bekannt, welche bei verschiedenen Betriebszuständen einer Brennkraftmaschine die beispielswei- se von einem Steuergerät berechnete Kraftstoffmenge exakt einspritzen.
Derartige Injektoren werden beispielsweise elektromagnetisch betätigt. Ein Steuergerät errechnet und steuert die elektrischen Impulse zum Öffnen und Schließen der Injektoren anhand von aktuellen Sensordaten des Betriebszustands der Brennkraftmaschine sowie hinterlegten Algorithmen. Derartige Injektoren weisen einen Ventilkörper auf, in welchem ein sogenanntes Magnetventil, bestehend aus einer Magnetwicklung bzw. Magnetspule, einer Führung für eine Düsennadel und einer Düsennadel, angeordnet ist. Wird die Magnetwicklung mit einer Spannung beaufschlagt, hebt sich die Düsennadel von ihrem Ventilsitz ab und gibt eine Prä- zisionsbohrung frei. In diesem Fall kann der beispielsweise unter Druck stehende Kraftstoff durch die Präzisionsbohrung in den Brennraum einer Brennkraftmaschi- ne eingespritzt werden, wobei er sich in Abhängigkeit der Geometrie der Präzisi- onsbohrung im Brennraum verteilt. Ohne eine angelegte Spannung wird die Dü- sennadel durch eine Feder auf den Ventilsitz gedrückt und verschließt die Präzisi- onsbohrung. Somit wird kein Kraftstoff eingespritzt.
Die Durchflussmenge des Kraftstoffs ist bei einem geöffneten Injektor durch die Präzisionsbohrung und die aktuellen Druckverhältnisse genau definiert und kann somit durch eine Beeinflussung der Öffnungszeit des Injektors durch das Steuer- gerät sehr exakt gesteuert werden. Derartige Injektoren können sehr schnell und genau geschaltet werden und ermöglichen somit eine präzise Einspritzung von Kraftstoffen oder Zusatzflüssigkeiten. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, derartige Injektoren bzw. Einspritzventile, auch als Einspritzdüse bezeichnet, sowohl in den Ansaugtrakt als auch direkt im Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine anzuordnen.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Anordnungen und Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoffen oder Kraftstoffen und Zusatzflüssigkeiten mittels Injek- toren oder Einspritzventilen bekannt.
Aus der DE 196 25 698 A1 ist eine Einspritzeinrichtung zum kombinierten Ein- spritzen von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit bekannt. Als eine derartige Zu- satzflüssigkeit ist insbesondere Wasser vorgesehen.
Die Aufgabe besteht darin, eine Einspritzeinrichtung anzugeben, mittels welcher der bekannte Aufwand eines Zusatznockens entfällt, wobei die Dosierung der Kraftstoffeinspritzmenge wesentlich universaler und in Abhängigkeit von vielfälti gen Parametern gesteuert werden kann. Außerdem soll es erreicht werden, dass weiterhin die Dosierung der Zusatzflüssigkeit gleicherweise mittels eines Magnetventils gesteuert wird und mehrere Parameter berücksichtigen kann. Zur Lösung ist es bei einer derartigen Einspritzeinrichtung mit einem Einspritzven- til bzw. Injektor vorgesehen, dass als Kraftstoffhochdruckquelle eine Hochdruck- förderpumpe vorgesehen ist, die einen Hochdruckspeicher versorgt, in dem ein bestimmter Druck eingestellt wird und aus dem jeweils der für die Kraftstoffein- spritzung bestimmte Kraftstoff, gesteuert durch das einem jeden Einspritzventil zugeordnete Steuerventil, entnommen wird.
Als besonders vorteilhaft beschrieben ist, dass die Förderung der Zusatzflüssigkeit nicht mehr von den Arbeitstakten eines einzelnen Pumpenkolbens abhängig ist wie beim Stand der Technik, sondern mittels des elektrisch gesteuerten Ventils und dem immer zur Verfügung stehenden Kraftstoffhochdruck für den erforderli- chen Zeitpunkt in dem Kraftstoffeinspritzventil vorgelagert werden kann.
Offenbart ist auch, dass ein Hochdruckspeicher vorgesehen ist und somit vorteil- haft der Einspritzdruck jederzeit in festgelegter Höhe zur Verfügung steht. Außer- dem kann mittels der ein Elektromagnetventil aufweisenden Zumesseinrichtung eine exakt in Menge und Einspritzzeitpunkt gesteuerte Einspritzung erfolgen.
In der DE 197 46 489 A1 ist eine Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftma- schine beschrieben, mittels derer der Nachteil bekannter Kraftstoffeinspritzanla- gen, welcher darin besteht, dass für jeden einzelnen Injektor zur Mengendosie- rung der Zusatzflüssigkeit ein aufwendiges und relativ teures 3/2-Wegeventil so- wie für die Steuerung der Dieseleinspritzmenge ein weiteres 3/2-Wegeventil benö- tigt wird, soll überwunden werden.
Hierfür ist vorgesehen, dass ein erstes 2/2-Wegeventil in der Einspritzleitung zwi- schen dem Common-Rail-Druckspeicher und dem Druckraum und ein zweites 2/2- Wegeventil, dessen Eingang über eine Zufuhrleitung mit der Einspritzleitung an einer Stelle zwischen dem ersten 2/2-Wegeventil und dem Druckraum und dessen Ausgang über eine Abfuhrleitung mit der Kraftstoff-Niederdruckseite verbunden ist, angeordnet sind.
Aus der DE 197 47 268 A1 ist eine Zweistoffdüse zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit in eine Brennkammer einer Brennkraftmaschine be- kannt. Die zu überwindenden Nachteile des bekannten Standes der Technik bestehen darin, dass es bei bekannten Zweistoffdüsen bzw. Injektoren zu einer Vermischung von Kraftstoff und Zusatzflüssigkeit kommt, also in der Regel von Diesel mit Wasser, was in den Bautrakten vor und nach den Einspritzdüsen erfolgen kann. Außerdem kann die Einspritzung prinzipiell immer nur schichtweise erfolgen, also beispielsweise können Kraftstoff und Zusatzflüssigkeit nicht parallel einge- spritzt werden.
Zur Überwindung dieser Nachteile wird ein Düsenkörper angegeben, welcher min- destens eine Zulaufbohrung für die Zufuhr von unter Hochdruck stehendem Kraft- stoff in die Zweistoffdüse sowie Düsenbohrungen zum Einspritzen des Kraftstoffes aus der Zweistoffdüse in die Brennkammer aufweist, wobei um den Düsenkörper herum ein Mantel, vorzugsweise aus Metall, angeordnet ist, der mindestens einen an die Außenseite des Düsenköpers angrenzenden, insbesondere um den Dü- senkörper herumverlaufenden Hohlraum zur Aufnahme von Zusatzflüssigkeit um schließt, und wobei eine Zufuhrleitung für die Zufuhr von unter Druck stehender Zusatzflüssigkeit in den Hohlraum sowie eine oder mehrere Einspritzdüsen zum Einspritzen von Zusatzflüssigkeit aus dem Hohlraum in die Brennkammer vorge- sehen sind.
Damit ist eine Vermischung von Kraftstoff mit Zusatzflüssigkeit vor dem eigentli- chen Einspritzen ausgeschlossen. Die beiden Fluide können sich höchstens im Brennraum der mit der erfindungsgemäßen Zweistoffdüse ausgerüsteten Brenn- kraftmaschine treffen.
Ein Nachteil des Standes der Technik besteht darin, dass zur Einspritzung eines Kraftstoffs und einer Zusatzflüssigkeit oft zwei Injektoren, welche auch zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sein können, benötigt werden. Außerdem sind der Aufbau und die Steuerung derartiger Injektoren teilweise sehr aufwendig. Auch kann die Gemischbildung im Brennraum der Brennkraftmaschine nur unzu- reichend gesteuert werden.
Somit besteht ein Bedarf an einem verbesserten, robusten und kostengünstig herzustellenden Injektor, welcher die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, einen Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit anzugeben, welcher einen platzsparen- den einfachen Aufbau aufweist und mit welchem eine präzise Einspritzung eines Kraftstoffs und einer Zusatzflüssigkeit in den Brennraum einer Brennkraftmaschine erfolgen kann.
Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß dem Patent- anspruch 1 der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 6 angegeben.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Pa- tentanspruch 7 der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen 8 bis 10 angegeben.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Verwendung des Injektors mit den Merkma- len gemäß dem Patentanspruch 11 der selbstständigen Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung sieht vor, dass der erfindungsgemäße Injektor im Gegensatz zu herkömmlichen elektromagnetisch arbeitenden Injektoren aus dem Stand der Technik nicht mit einem Magnetventil, sondern mit zwei Magnetventilen ausgestat- tet ist. Hierbei ist es vorgesehen, dass ein erstes Magnetventil zur Einspritzung bzw. Dosierung einer Zusatzflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, vorgesehen ist, während ein zweites Magnetventil zur Einspritzung bzw. Dosierung eines Kraftstoffs vorgesehen ist. Das erste und das zweite Magnetventil weisen jeweils mindestens die Bestandteile Magnetspule, Führung für eine Düsennadel und eine Düsennadel auf. Somit beinhaltet der erfindungsgemäße Injektor zwei unabhängig voneinander steuerbare Fluidpfade.
Vorgesehen ist es, den Injektor mit einem ersten Anschluss zum Zuführen einer Zusatzflüssigkeit in einem Bereich seiner Längsachse auszuführen.
Vorgesehen ist es weiterhin, den Injektor mit einem zweiten Anschluss zum Zufüh- ren eines Kraftstoffs in einem seitlichen Bereich des Injektors auszuführen. Dieser zweite Anschluss kann beispielsweise in einem mittigen Bereich der Außenwand des Injektors angebracht sein, wobei der zweite Anschluss in einem Winkel zur Längsachse ausgerichtet angeordnet sein kann. Ein derartiger Winkel kann im Bereich zwischen 15° und 75° zur Längsachse des Injektors, vorzugsweise in ei- nem Winkel von 45° zur Längsachse des Injektors, liegen.
Vorgesehen ist es, dass durch eine Ansteuerung der ersten Magnetspule des er- sten Magnetventils eine erste Düsennadel geöffnet werden kann, durch welche eine Zusatzflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, strömen kann. Ohne diese elektrische Ansteuerung wird die erste Düsennadel, wie aus dem Stand der Tech- nik bekannt, mittels einer ersten Feder mit ihrer beispielsweise kegelförmigen Spitze gegen eine ebenfalls kegelförmig endende Wasserkammer, welche mit dem ersten Anschluss verbunden ist, gedrückt und derart verschlossen. Diese erste Düsennadel ist entlang einer Längsachse des Injektors ausgerichtet ange- ordnet.
Vorgesehen ist es, dass eine zweite Düsennadel eines zweiten Magnetventils ebenfalls auf der Längsachse des Injektors ausgerichtet angeordnet ist, wobei die zweite Düsennadel zwischen der ersten Düsennadel und dem Brennraum platziert im Injektor angeordnet wird.
Ebenfalls vorgesehen ist es, dass die zweite Düsennadel eine beispielsweise mit- tig auf der Längsachse angeordnete Längsbohrung aufweist, durch welche die aus dem ersten Magnetventil austretende Zusatzflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, strömen und derart in die Brennkammer der Brennkraftmaschine gelangen kann. Derart kann das erste Magnetventil, beispielsweise unabhängig von der Funktionsweise des zweiten Magnetventils, eine Zusatzflüssigkeit, wie beispiels- weise Wasser, dosiert in den Brennraum einspritzen.
Vorgesehen ist außerdem, dass über den zweiten Anschluss ein Kraftstoff in die Kraftstoffkammer des Injektors, welche von der zweiten Düsennadel verschlossen wird, einströmen kann. Derartige Kammern für eine Bevorratung von Kraftstoff bzw. einer Zusatzflüssigkeit bieten den Vorteil, Druckschwankungen auszuglei- chen.
Durch eine Ansteuerung der zweiten Magnetspule des zweiten Magnetventils wird die zweite Düsennadel geöffnet und Kraftstoff kann aus der Kraftstoffkammer des Injektors über die Düse an der Spitze der zweiten Düsennadel in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden. Ohne diese elektrische Ansteuerung wird die zweite Düsennadel des zweiten Ma- gnetventils mittels einer zweiten Feder mit ihrer beispielsweise kegelförmigen Spitze gegen eine ebenfalls kegelförmig endende Kraftstoffaustrittsdüse des Injek- tors gedrückt und derart verschlossen.
Hierbei kann es vorgesehen sein, dass sich die erste Düsennadel zum Öffnen der Öffnung für ein Einspritzen einer Zusatzflüssigkeit in Richtung vom Brennraum wegbewegen muss, während sich die zweite Düsennadel zum Öffnen der Öffnung für ein Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum in Richtung zum Brennraums hinbewegen muss.
Vorgesehen sein kann es ebenfalls, dass ein Gehäuse des Injektors dreiteilig auf- gebaut ist und mittels einer ersten und einer zweiten Überwurfmutter zusammen- gefügt und mechanisch stabil fixiert wird.
Mittels eines Positionierungsbolzens wird sichergestellt, dass die Kraftstoffbohrun gen im unteren und mittleren Gehäuse axial zueinander ausgerichtet sind.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, bewirken die erste und die zweite Feder eine Rückstellkraft, mittels welcher die erste und die zweite Düsennadel nach Rücknahme der Magnetkräfte der ersten und der zweiten Magnetspule wie- der in ihre jeweilige Ausgangsposition gedrückt werden. Vorgesehen ist auch eine Stopfbuchse, an welcher sich die erste Feder abstützt, um ihre Funktion zu reali- sieren, da diese erste Feder in einem Zuflusskanal zwischen der ersten Düsenna- del und dem ersten Anschluss angeordnet ist.
Vorgesehen ist es auch, die untere zweite Düsennadel aus mehreren Teilen zu fertigen, um eine einfache Montage des Injektors zu gewährleisten.
Beispielsweise kann die zweite Düsennadel ein Gewinde aufweisen, auf welches ein Anker geschraubt werden kann. Eine Sicherung der Position dieses Ankers kann beispielsweise mittels einer Kontermutter oder einem alternativen Siche- rungselement erfolgen.
Der erfindungsgemäße Injektor ermöglicht eine voneinander unabhängige Ein- spritzung eines Kraftstoffs und einer Zusatzflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser. Zur Ansteuerung des Injektors können eine Steuereinheit sowie bekannte Syste- me zur Zufuhr eines Kraftstoffs bzw. einer Zusatzflüssigkeit vorgesehen werden. Wie üblich, können der Kraftstoff und die Zusatzflüssigkeit mit einem Druck verse- hen dem Injektor zugeführt werden.
Vorgesehen ist es auch, dass der erfindungsgemäße Injektor vorteilhaft zur Er- zeugung einer örtlich unterschiedlichen Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft- Gemischs, also beispielsweise einer Ladungsschichtung, im Brennraum der Brennkraftmaschine verwendet wird.
Dabei erfolgt in der frühen Ansaugphase eine der Kraftstoffeinspritzung, welche mittels des zweiten Magnetventils vorgenommen wird, vorgelagerte Wasserein- spritzung, welche mittels des ersten Magnetventils vorgenommen wird.
Durch eine Verdampfung des eingespritzten Wassers kann eine isolierende Dampfschicht ausgebildet werden, welche den nachfolgend eingespritzten Kraft- stoff und somit das Kraftstoff-Luft-Gemisch umgibt bzw. umhüllt. Im Zeitpunkt der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs im Brennraum der Brennkraftmaschine bildet die isolierende Dampfschicht eine Isolationsschicht zur Zylinderwand und zum Kolben hin aus. Hierdurch wird eine Verringerung der Wandwärmeverluste über die Zylinderwände erreicht.
Möglich ist es auch, eine benötigte Menge eines Kraftstoffs mittels mehrerer Einspritzungen innerhalb einer Ansaugphase der Brennkraftmaschine in den Brennraum einzubringen.
Nachfolgend werden einige Vorteile der vorliegenden Erfindung aufgelistet:
• Reduzierung der Wandwärmeverluste durch Einbringen einer isolierenden Dampfschicht in den Brennraum, welche das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu mindest teilweise umhüllt.
• Bessere Füllung des Brennraums durch Ladungskühlung.
• Anheben des effektiven Verdichtungsverhältnisses durch Wassereinbringung.
• Potentiell mehr Energie im Abgas für eine Energierückgewinnung.
• Verschiebung hin zur optimalen Verbrennungsschwerpunktlage von ca. 8° Kurbelwinkel nach dem oberen Totpunkt kann durch eine geringere Spitzentemperatur erreicht werden. • Landungsbewegungsoptimierung durch Einbringung von kinetischer
Energie (Entdrosselung).
Die zuvor erläuterten Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sind nach sorgfältigem Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der hier bevorzugten, nicht einschränkenden Beispielausgestaltungen der Erfindung mit den zuge hörigen Zeichnungen besser zu verstehen und zu bewerten, welche zeigen:
Fig. 1 : einen erfindungsgemäßen Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit,
Fig. 2: eine Ansicht mehrerer Austrittsöffnungen in einer Düsennadel des erfindungsgemäßen Injektors,
Fig. 3: eine Darstellung mehrerer mittels des erfindungsgemäßen Injektors händelbarer Einspritzphasen in einer Brennkraftmaschine mit einer vorgelagerten Wassereinspritzung und
Fig. 4a bis 4d Darstellungen verschiedener Phasen des Betriebs einer Brennkraftmaschine mit einer vorgelagerten Wassereinspritzung in einen Brennraum.
Die Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Injektor 1 zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit. Als eine derartige Zusatzflüssigkeit wird nachfolgend beispielhaft Wasser beschrieben.
Die Erfindung sieht vor, dass der erfindungsgemäße Injektor 1 ein erstes Magnet ventil 2 und ein zweites Magnetventil 3 umfasst.
Dabei dient das erste Magnetventil 2 einer Einspritzung bzw. Dosierung der Zu satzflüssigkeit Wasser, welche dem Injektor 1 über den ersten Anschluss 4 zuge führt wird. Das zweite Magnetventil 3 ist zur Einspritzung bzw. Dosierung eines Kraftstoffs vorgesehen, welcher dem Injektor 1 über einen zweiten Anschluss 5 zugeführt wird. Sowohl der Kraftstoff wie auch die Zusatzflüssigkeit können dem Injektor 1 mit einem entsprechenden Druck beaufschlagt zugeführt werden.
Das erste Magnetventil 2 weist eine erste Magnetspule 6 und eine erste Düsennadel 7 auf, wobei die erste Düsennadel 7 in einer entsprechenden Führung inner halb des Injektors 1 geführt und gelagert ist. Das zweite Magnetventil 3 weist eine zweite Magnetspule 8 und eine zweite Dü- sennadel 9 auf, wobei die zweite Düsennadel 9 ebenfalls in einer entsprechenden Führung innerhalb des Injektors 1 geführt und gelagert ist.
Der erfindungsgemäße Injektor 1 weist somit zwei unabhängig voneinander steu- erbare Fluidpfade auf. Somit kann mittels des Injektors 1 sowohl ein Kraftstoff wie auch eine Zusatzflüssigkeit Wasser unabhängig voneinander entsprechend dosiert und zeitlich getaktet in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eingebracht bzw. eingespritzt werden.
Der erste Anschluss 4 zum Zuführen einer Zusatzflüssigkeit ist beispielsweise in einem Bereich der Längsachse 10 des Injektors 1 angeordnet. Vorgesehen ist hierfür das Ende des Injektors, welches im Betriebsfall des Injektors 1 dem nicht dargestellten Brennraum abgewandt ist.
Der Injektor 1 ist mit einem zweiten Anschluss 5 zum Zuführen eines Kraftstoffs in einem seitlichen Bereich des Injektors 1 ausgeführt. Dieser zweite Anschluss 5 kann beispielsweise in einem mittigen Bereich der Außenwand des Injektors 1 an- gebracht sein, wobei der zweite Anschluss 5 in einem Winkel zur Längsachse ausgerichtet angeordnet sein kann. Eine beispielhafte Anordnung des zweiten An- schlusses 5 ist in der Fig. 1 dargestellt.
Ein derartiger Winkel kann im Bereich zwischen 15° und 75° zur Längsachse 10 des Injektors 1 , vorzugsweise in einem Winkel von 45° zur Längsachse 10 des Injektors 1 , liegen.
Vorgesehen ist, dass durch eine Ansteuerung der ersten Magnetspule 6 des er- sten Magnetventils 2 die erste Düsennadel 7 geöffnet werden kann, durch welche die Zusatzflüssigkeit Wasser strömt. Ohne diese elektrische Ansteuerung wird die erste Düsennadel 7 mittels einer ersten Feder 11 mit ihrer beispielsweise kegelförmigen Spitze gegen eine ebenfalls kegelförmig endende Wasserkammer 12, welche mit dem ersten Anschluss 4 verbunden ist, gedrückt und derart verschlos- sen. Diese erste Düsennadel 7 ist entlang einer Längsachse 10 des Injektors aus- gerichtet angeordnet. Vorgesehen ist, dass die zweite Düsennadel 9 des zweiten Magnetventils 3 eben- falls auf der Längsachse 10 des Injektors 1 ausgerichtet angeordnet ist, wobei die zweite Düsennadel 9 im Bereich der Längsachse 10 zwischen der ersten Düsen- nadel 7 und dem Brennraum im Injektor 1 angeordnet ist.
Die zweite Düsennadel 9 weist eine beispielsweise mittig und entlang der Längs- achse 10 angeordnete Längsbohrung auf. Diese Längsbohrung ermöglicht es, dass die aus dem ersten Magnetventil 2 austretende Zusatzflüssigkeit Wasser in die Brennkammer der Brennkraftmaschine gelangen kann. Somit kann das erste Magnetventil 2 unabhängig von der Funktionsweise des zweiten Magnetventils 3 eine Zusatzflüssigkeit wie etwa Wasser dosiert in den Brennraum einspritzen.
Über den ersten Anschluss 4 wird eine Zusatzflüssigkeit in eine Zusatzflüssigkeitskammer 12 im Inneren des Injektors 1 eingeleitet. Diese Kammer 12 ist durch die erste Düsennadel 7 verschlossen. Über den zweiten Anschluss 5 wird ein mit einem Druck beaufschlagter Kraftstoff in eine Kraftstoffkammer 13 des Injektors 1 , welche von der zweiten Düsennadel 9 verschlossen wird, eingeleitet. Derartige Kammern 12 und 13 für eine Bevorratung von Kraftstoff bzw. einer Zusatzflüssig- keit bieten den Vorteil, Druckschwankungen auszugleichen, welche im laufenden Betreib der Brennkraftmaschine auftreten können.
Durch eine Ansteuerung der zweiten Magnetspule 8 des zweiten Magnetventils 3 wird die zweite Düsennadel 9 geöffnet und Kraftstoff kann aus der Kraftstoffkam- mer 13 des Injektors 1 über die Düse 14 an der Spitze der zweiten Düsennadel 9 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt werden.
Ohne diese elektrische Ansteuerung wird die zweite Düsennadel 9 des zweiten Magnetventils 3 mittels einer zweiten Feder 15 mit ihrer beispielsweise kegelför- migen Spitze gegen eine ebenfalls kegelförmig endende Kraftstoffaustrittsdüse 14 des Injektors 1 gedrückt und derart verschlossen.
In dieser beispielhaften Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass sich die erste Düsennadel 7 zum Öffnen der Öffnung für ein Einspritzen einer Zusatzflüs- sigkeit in Richtung vom Brennraum wegbewegen muss, wie es mit dem in der er- sten Düsennadel 7 gezeigten Pfeil in der Fig. 1 dargestellt ist. In dieser beispielhaften Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass sich die zweite Düsennadel 9 zum Öffnen der Öffnung für ein Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine in Richtung zum Brennraum hinbewegen muss, wie es mit dem in der zweiten Düsennadel 9 gezeigten Pfeil in der Fig. 1 dargestellt ist.
Das Gehäuse des Injektors 1 kann beispielsweise dreiteilig aus drei Gehäusetei- len aufgebaut sein und zusammengesetzt einen zylinderförmigen Körper mit ei- nem Grundkörper 18 ergeben. Zum Fixieren der drei Gehäuseteile des Injektors miteinander ist es vorgesehen, dass an den Enden des Injektors 1 eine erste Überwurfmutter 16 und eine zweite Überwurfmutter 17 angeordnet sind. Eine derartige Konstruktion ermöglicht eine einfache Montage des Injektors 1 und eine gu- te mechanische Stabilität.
Beispielsweise mittels eines Positionierungsbolzens 19 wird sichergestellt, dass die Kraftstoffbohrungen im unteren und mittleren Gehäuseteil beim Zusammenbau des Injektors 1 axial zueinander ausgerichtet sind.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, bewirken die erste Feder 11 und die zweite Feder 15 je eine entsprechende Rückstellkraft, mittels welcher die erste Düsennadel 7 und die zweite Düsennadel 9 nach Rücknahme der Magnetkräfte der ersten Magnetspule 6 und der zweiten Magnetspule 8 wieder in ihre jeweilige Ausgangsposition gedrückt werden. Für eine entsprechende Positionierung der ersten Feder 11 ist eine Stopfbuchse 20 vorgesehen, an welcher sich die erste Feder 11 abstützt, um ihre Funktion zu erfüllen. Dies ist erforderlich, da diese erste Feder 11 in einem Zuflusskanal zwischen dem ersten Anschluss 4 und der ersten Düsennadel 7 bzw. der Zusatzflüssigkeitskammer 12 angeordnet ist.
Um eine einfache Montage des Injektors 1 zu gewährleisten wird die untere, zwei- te Düsennadel 9 aus mehreren Teilen zusammengesetzt. Zu diesem Zweck kann die zweite Düsennadel 9 beispielsweise ein Gewinde aufweisen, auf welches ein Anker geschraubt werden kann. Eine Sicherung der Position dieses Ankers kann beispielsweise mittels einer Kontermutter oder einem alternativen Sicherungsele- ment erfolgen. Der Injektor 1 weist im Bereich des ersten Magnetventils 2 eine erste Halterung 21 auf, welche die erste Magnetspule 6 und einen funktional zugehörigen ersten Eisenring 22 aufnimmt. Die Halterung 21 weist auch einen elektrischen Anschluss zur Verbindung der erste Magnetspule 6 beispielsweise mit einem nicht dargestell- ten Steuergerät auf.
Der Injektor 1 weist im Bereich des zweiten Magnetventils 3 eine zweite Halte- rung 23 auf, welche die zweite Magnetspule 8 und einen funktional zugehörigen zweiten Eisenring 24 aufnimmt. Die zweite Halterung 23 weist ebenfalls einen elektrischen Anschluss zur Verbindung der zweiten Magnetspule 8 mit dem Steu- ergerät auf.
Zur Abdichtung der nicht dargestellten Zuleitungen für den ersten Anschluss 4 so- wie für den zweiten Anschluss 5 sind entsprechende Dichtungen 25 und 26 vorge- sehen.
Der erfindungsgemäße Injektor 1 ermöglicht eine voneinander unabhängige Ein- spritzung eines Kraftstoffs und einer Zusatzflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser. Zur Ansteuerung des Injektors 1 können eine Steuereinheit sowie bekannte Sy- steme zur Zufuhr eines Kraftstoffs bzw. einer Zusatzflüssigkeit vorgesehen wer- den. Wie üblich, können der Kraftstoff und die Zusatzflüssigkeit mit einem Druck versehen dem Injektor 1 zugeführt werden. In der Fig. 2 ist eine Ansicht mehrerer Austrittsöffnungen 27 in der zweiten Düsen- nadel 9 des erfindungsgemäßen Injektors 1 dargestellt. Die eine zentral angeord- nete Längsbohrung aufweisende zweite Düsennadel 9 kann mit einer vollständig durchgehenden Längsbohrung ausgeführt werden.
In einer Alternative ist es vorgesehen, dass die zweite Düsennadel 9 an ihrem in den Brennraum einer Brennkraftmaschine weisenden Ende nicht mit einer zentra- len Längsbohrung endend ausgeführt ist. Für das Erreichen einer besseren räum- lichen Verteilung bei einem Einspritzen einer Zusatzflüssigkeit kann das Ende der zweiten Düsennadel 9 mehrere Austrittsöffnungen 29 aufweisen, welche nicht im Bereich der Längsachse 10 angeordnet sind. Diese Austrittsöffnungen 29 können einen kleineren Durchmesser als die Längs- bohrung aufweisen und beispielsweise auf einer Kreisbahn um die Längsachse 10 angeordnet sein.
In der Darstellung der Fig. 2 ist die Längsbohrung als eine Senkbohrung ausge- führt, welche mit sechs Austrittsöffnungen 29 verbunden ist. Diese sechs Aus- trittsöffnungen 29 können derart am Ende der zweiten Düsennadel 9 angeordnet werden, dass sich ihre jeweiligen Längsachsen mit der Längsachse 10 der zwei- ten Düsennadel 9 schneiden. Die jeweiligen Längsachsen der sechs Austrittsöff- nungen 29 stehen somit in einem Winkel zur Längsachse 10, welcher beispiels- weise zwischen 15° und 55° liegen kann. Die Ausführung des Endes der zweiten Düsennadel 9 ist hier beispielhaft gezeigt und stellt keine Einschränkung auf diese Ausführung dar.
Die Fig. 3 zeigt eine Darstellung mehrerer mittels des erfindungsgemäßen Injek- tors 1 händelbarer Einspritzphasen in einer Brennkraftmaschine mit einer vorgela- gerten Wassereinspritzung.
Das Diagramm zeigt beispielhaft in einer Kurve den Abstand des Kolbens vom oberen Totpunkt in Abhängigkeit des Winkels der Kurbelwelle.
Dargestellt ist, dass beispielsweise in einem Bereich zwischen 360° und 330° eine Eispritzung einer Zusatzflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, in einen Brenn- raum vorgenommen wird, welche durch das erste Magnetventil 2 des erfindungs- gemäßen Injektors 1 realisiert werden kann.
Weiterhin dargestellt ist eine erste Einspritzung eines Kraftstoffs im Bereich zwi- schen 330° und 270° sowie eine zweite Einspritzung in einem Bereich zwischen 270° und 210°, welche durch das zweite Magnetventil 3 des erfindungsge- mäßen Injektors 1 realisiert werden können.
Dieses Beispiel dient nur der Veranschaulichung des Aufwands zur Ermittlung op- timaler Parameterkombinationen, bei welchem drei Einspritzzeitpunkte mit ihren jeweiligen Masseanteilen und Drücken miteinander abgestimmt werden müssen sowie der Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Injektors 1. Vorgesehen ist es auch, dass der erfindungsgemäße Injektor vorteilhaft zur Er- zeugung einer örtlich unterschiedlichen Zusammensetzung des Kraftstoff-Luft- Gemischs, also einer Ladungsschichtung, im Brennraum der Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Als Stand der Technik und Quelle wird hiermit„Vorgelagerte Kraftstoffmenge bei geschichteter Diesel-Wasser-Einspritzung“, MTZ 01/2007, Jahrgang 68, Vieweg Verlag angegeben.
In einer frühen Ansaugphase kann eine der Kraftstoffeinspritzung vorgelagerte Wassereinspritzung erfolgen, wie es in der Fig. 4a dargestellt ist. Diese Wassereinspritzung wird mit Hilfe des ersten Magnetventils 2 vorgenommen. Durch eine Verdampfung des eingespritzten Wassers in den heißen Brennraum der Brennkraftmaschine wird eine isolierende Dampfschicht ausgebildet.
In diese isolierende Dampfschicht wird nachfolgend mittels des zweiten Magnet ventils 3 der Kraftstoff eingespritzt. Das entstehende Kraftstoff-Luft-Gemisch ist nun von der isolierenden Dampfschicht umgeben bzw. umhüllt. Die Ausbildung der gewünschten Dampfschicht um das Kraftstoff-Luft-Gemisch in einer Ansaugphase ist in der Fig. 4b dargestellt.
In der dieser Ansaugphase nachfolgenden Expansionsphase bleibt die Umhüllung des Kraftstoff-Luft-Gemischs durch die isolierende Dampfschicht bestehen, wie es in der Fig. 4c dargestellt ist. Zum Zeitpunkt der Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemischs im Brennraum der Brennkraftmaschine bildet die isolierende Dampfschicht eine Isolationsschicht zur Zylinderwand und zum Kolben hin aus. Dieser Vorgang der Verbrennung ist in der Fig. 4d gezeigt. Durch die Ausbildung dieser Isolationsschicht wird eine Verringe rung der Wandwärmeverluste der Zylinderwände erreicht. Liste der Bezugszeichen
1 Injektor
2 erstes Magnetventil
3 zweites Magnetventil
4 erster Anschluss (Zusatzflüssigkeit/Wasser)
5 zweiter Anschluss (Kraftstoff)
6 erste Magnetspule
7 erste Düsennadel
8 zweite Magnetspule
9 zweite Düsennadel
10 Längsachse
1 1 erste Feder
12 Zusatzflüssigkeitskammer (Wasserkammer)
13 Kraftstoffkammer
14 Düse
15 zweite Feder
16 erste Überwurfmutter
17 zweite Überwurfmutter
18 Grundkörper
19 Positionierungsbolzen
20 Stopfbuchse
21 erste Halterung
22 erster Eisenring
23 zweite Halterung
24 zweiter Eisenring
25 erste Dichtung
26 zweite Dichtung
27 Austrittsöffnung

Claims

Patentansprüche
1. Injektor (1) zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, wobei der Injektor (1) ein erstes Magnetventil (2) mit einer ersten Düsennadel (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Magnetventil (3) mit einer zweiten Düsenna- del (9) im Injektor (1) angeordnet ist, dass die erste Düsennadel (7) des er- sten Magnetventils (2) und die zweite Düsennadel (9) des zweiten Magnet- ventils (3) hintereinander auf einer Längsachse (10) des Injektors (1 ) angeordnet sind.
2. Injektor (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Düsennadel (9) des zweiten Magnetventils (3) zwischen der ersten Düsen- nadel (7) und einem Brennraum einer Brennkraftmaschine auf einer Längs- achse (10) des Injektors (1 ) angeordnet ist.
3. Injektor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Düsennadel (9) eine Längsbohrung aufweist.
4. Injektor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Düsennadel (9) mehrere mit der Längsbohrung verbundene Austrittsöffnungen (27) aufweist.
5. Injektor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor ein dreiteiliges Gehäuse aufweist, welches mit einer ersten Überwurfmutter 16 und einer zweiten Überwurfmutter 17 fixiert wird.
6. Injektor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Injektor (1) eine erste Halterung (21) mit einer ersten Magnetspu- le (6) und eine zweite Halterung (23) mit einer zweiten Magnetspule (8) an- geordnet ist.
7. Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine, bei welchem ein erstes Magnetven- til (2) mit einer ersten Düsennadel (7) zur Einspritzung einer Flüssigkeit oder eines Gemischs in den Brennraum bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Magnetventil (3) mit einer zweiten Düsenna- del (9) im Injektor (1) bereitgestellt wird, dass die erste Düsennadel (7) des ersten Magnetventils (2) und die zweite Düsennadel (9) des zweiten Magnet- ventils (3) hintereinander auf einer Längsachse (10) des Injektors (1) ange- ordnet bereitgestellt werden und dass die Düsennadeln (7, 9) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ma- gnetventil (2) eine Zusatzflüssigkeit und das zweite Magnetventil (3) einen Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine dosiert einspritzen.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vom ersten Magnetventil (2) dosierte Zusatzflüssigkeit durch eine in der zweiten Düsennadel (9) bereitgestellte Längsbohrung geleitet in den Brennraum ein- gespritzt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verteilung der in den Brennraum eingespritzten Zusatzflüssigkeit mittels mehrerer am Ende der zweiten Düsennadel (9) bereitgestellter und mit der Längsbohrung verbundener Austrittsöffnungen (27) erfolgt.
11. Verwendung des Injektors (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Erzeu- gung einer isolierenden Dampfschicht in einem Brennraum einer Brennkraft- maschine, dadurch gekennzeichnet, dass eine einer Kraftstoffeinspritzung zeitlich vorgelagerte Wassereinspritzung mittels des ersten Magnetventils (2) erfolgt, wobei sich eine isolierende Dampfschicht im Brennraum ausbildet und dass zeitlich nachfolgend in diese isolierende Dampfschicht mittels des zweiten Magnetventils (3) ein Kraftstoff eingespritzt wird und dass ein entste- hendes Kraftstoff-Luftgemisch von der isolierenden Dampfschicht umhüllt wird, sodass im zeitlich nachfolgenden Zeitpunkt einer Verbrennung des Kraftstoff-Luftgemischs die isolierende Dampfschicht eine Isolationsschicht zur Zylinderwand und zum Kolben hin ausbildet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11644410B2 (en) 2011-01-21 2023-05-09 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods for sample use maximization

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111535958B (zh) * 2020-05-29 2021-07-13 一汽解放汽车有限公司 一种双燃料喷射器及其喷射方法
GB2617859A (en) * 2022-04-22 2023-10-25 Delphi Tech Ip Ltd Fuel injector
US11873776B1 (en) 2022-08-02 2024-01-16 Caterpillar Inc. Fuel injector drive system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19625698A1 (de) 1996-06-27 1998-01-02 Bosch Gmbh Robert Einspritzeinrichtung zum kombinierten Einspritzen von Kraftstoff und Zusatzflüssigkeit
DE19746489A1 (de) 1997-10-22 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
DE19747268A1 (de) 1997-10-25 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Zweistoffdüse zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit
DE102005004327A1 (de) * 2005-01-31 2006-08-03 Robert Bosch Gmbh Elektrische Trennung in Kraftstoffinjektoren
JP2009228609A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Toyota Central R&D Labs Inc インジェクタ及び改質ガスエンジンシステム
US20160237974A1 (en) * 2015-02-18 2016-08-18 Cummins Power Generation Ip, Inc. Air assisted injector for wet compression atomization

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10061035A1 (de) * 2000-12-08 2002-06-13 Fev Motorentech Gmbh Einspritzeinrichtung zum dosierten Einspritzen von zwei Flüssigkeiten in einem Reaktionsraum
FI123513B (fi) * 2010-12-02 2013-06-14 Waertsilae Finland Oy Polttoaineen syöttöyksikkö, menetelmä sen käyttämiseksi ja polttomoottori
US9422899B2 (en) * 2011-10-24 2016-08-23 Caterpillar Inc. Dual fuel injector with hydraulic lock seal and liquid leak purge strategy
US20140373806A1 (en) * 2012-01-05 2014-12-25 Deyang Hou Fuel injector for multi-fuel injection with pressure intensification and a variable orifice
US20160123286A1 (en) * 2012-06-10 2016-05-05 Quantlogic Corporation Method, system, and fuel injector for multi-fuel injection with pressure intensification and a variable orifice
DE102014205454A1 (de) 2014-03-24 2015-09-24 Robert Bosch Gmbh Gasinjektor mit Doppelventilnadel
JP2016017514A (ja) * 2014-07-11 2016-02-01 株式会社デンソー 燃料噴射装置
JP2017089554A (ja) * 2015-11-12 2017-05-25 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
DE102016200237B4 (de) * 2016-01-12 2022-01-20 Ford Global Technologies, Llc Direkteinspritzende aufgeladene Brennkraftmaschine mit Wassereinspritzung und Verfahren zum Betreiben einer derartigen Brennkraftmaschine
DE102017201581A1 (de) * 2017-02-01 2018-08-02 Robert Bosch Gmbh Magnetventilanordnung für einen Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von flüssigem und/oder gasförmigem Kraftstoff

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19625698A1 (de) 1996-06-27 1998-01-02 Bosch Gmbh Robert Einspritzeinrichtung zum kombinierten Einspritzen von Kraftstoff und Zusatzflüssigkeit
DE19746489A1 (de) 1997-10-22 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
DE19747268A1 (de) 1997-10-25 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Zweistoffdüse zur Einspritzung von Kraftstoff und einer Zusatzflüssigkeit
DE102005004327A1 (de) * 2005-01-31 2006-08-03 Robert Bosch Gmbh Elektrische Trennung in Kraftstoffinjektoren
JP2009228609A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Toyota Central R&D Labs Inc インジェクタ及び改質ガスエンジンシステム
US20160237974A1 (en) * 2015-02-18 2016-08-18 Cummins Power Generation Ip, Inc. Air assisted injector for wet compression atomization

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RAUSCHER M ET AL: "EINFLUSS DER GESCHICHTETEN EINSPRITZUNG AUF DIE STICKOXIDEMISSION", MTZ - MOTORTECHNISCHE ZEITSCHRIFT, SPRINGER, vol. 57, no. 2, 1 February 1996 (1996-02-01), pages 124 - 130, XP000550616, ISSN: 0024-8525 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11644410B2 (en) 2011-01-21 2023-05-09 Labrador Diagnostics Llc Systems and methods for sample use maximization

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Publication number Publication date
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US11300089B2 (en) 2022-04-12

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