DE1100378B - Fuel injection nozzle for supercharged internal combustion engines - Google Patents

Description

Brennstoff-Einspritzdüse für aufgeladene Brennkraftmaschinen Bei nach dem Prinzip der kontinuierlichen Einspritzung arbeitenden Brennstoff-Einspritzsystemen, bei denen die Einspritzdüsen den Brennstoff unmittelbar in den Lufteinlaß für die Zylinder einspritzen, besteht eine Schwierigkeit darin, daß das im Saugrohr während des Leerlaufs der Maschine herrschende höhere Vakuum bestrebt ist, Brennstoff aus der Düse und der zur Düse führenden Brennstoffleitung abzuziehen, wodurch ein zu stark angereichertes Leerlaufgemisch entsteht. Dies hat zur Folge, daß beim anschließenden Öffnen der Drosselklappe die Maschine nur verzögert anspricht, da nicht sofort Brennstoff unter genügendem Druck zur Verfügung steht.Fuel injector for supercharged internal combustion engines fuel injection systems based on the principle of continuous injection, in which the injectors direct the fuel into the air intake for the Injecting cylinders, one difficulty is that in the intake manifold during the idling of the machine prevailing higher vacuum tends to fuel out pull off the nozzle and the fuel line leading to the nozzle, causing a to strongly enriched idle mixture is created. This has the consequence that the subsequent When the throttle valve is opened, the machine only responds with a delay, as the fuel does not start immediately is available under sufficient pressure.

Darüber hinaus zeigt der Brennstoff bei den genannten Betriebszuständen die Tendenz, in den Brennstoffleitungen zu verdampfen. Diese Erscheinung ruft ebenfalls eine Ansprechverzögerung der Maschine hervor, da erst eine gewisse Zeit vergeht, ehe beim Öffnen der Drosselklappe flüssiger Brennstoff unter vollem Druck zur Verfügung steht.In addition, the fuel shows the operating conditions mentioned the tendency to evaporate in the fuel lines. This apparition also calls a response delay of the machine results, since a certain time elapses before liquid fuel is available under full pressure when the throttle valve is opened stands.

Man hat diese Schwierigkeiten bereits ohne Verwendung komplizierter Steuereinrichtungen und Düsenverschlüsse dadurch überwinden können, daß der Brennstoff nicht unmittelbar in das Saugrohr, sondern durch einen zwischen letzterem und der Mündung des Spritzkanals vorgesehenen Luftzwischenraum hindurch, eingespritzt wird. Auf diese Weise wird während des Maschinenleerlaufs an Stelle von übermäßig vielem Brennstoff Luft angesaugt, wodurch die erwähnte vorzeitige Verdampfung herabgesetzt wird. Die mit dem Brennstoff bei höherer Tourenzahl vermischte, durch den Lufteinlaß angesaugte Luft ist dagegen zu vernachlässigen. Auch begünstigt die mit angesaugte Zusatzluft die spätere Verdampfung des eingespritzten Brennstoffes im Saugrohrsystem.One has these difficulties already without using complicated Control devices and nozzle closures can overcome that the fuel not directly into the suction pipe, but through one between the latter and the Mouth of the spray channel provided air gap through, is injected. This way, instead of an excessive amount, while the engine is idling Fuel sucked in air, whereby the mentioned premature evaporation is reduced will. The one mixed with the fuel at a higher number of revolutions, through the air intake sucked in air, on the other hand, is negligible. Also favors the sucked in Additional air the later evaporation of the injected fuel in the intake manifold system.

Es zeigt sich jedoch, daß der Brennstoff und die Luft bei Verwendung eines derartigen Systems bei aufgeladenen Brennkraftmaschinen aus der Zusatzlufteinlaßöffnung herausgepreßt werden, wenn der Druck im Saugrohr den Atmosphärendruck übersteigt, und zwar insbesondere dann, wenn das Zylindereinlaßventil gerade geschlossen ist.It turns out, however, that the fuel and the air in use of such a system in supercharged internal combustion engines from the additional air inlet opening squeezed out when the pressure in the intake manifold exceeds atmospheric pressure, in particular when the cylinder inlet valve is just closed.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den geschilderten Nachteil zu vermeiden. Sie geht von einer bekannten, für Brennkraftmaschinen mit Ladegebläse bestimmten Einspritzdüse aus, bei welcher der Brennstoff nicht unmittelbar in das Saugrohr, sondern durch einen zwischen letzterem und der Mündung des Spritzkanals vorgesehenen Luftzwischenraum hindurch eingespritzt wird, wobei der Luftzwischenraum über eine absperrbare Leitung mit der äußeren Atmosphäre Verbindung hat. Die Erfindung besteht darin, daß sich in dieser Verbindungsleitung ein Rückschlagventil befindet, welches sich bei stärkerem Unterdruck im Luftzwischenraum öffnet, jedoch bei dort herrschenden überatmosphärischem Druck schließt.The present invention has set itself the task of the described Avoid disadvantage. It goes from a well-known, for internal combustion engines with Charger fan specific injector from which the fuel is not immediately into the suction pipe, but through one between the latter and the mouth of the spray channel provided air gap is injected through, the air gap communicates with the outside atmosphere via a line that can be shut off. The invention consists in that there is a check valve in this connection line, which opens at stronger negative pressure in the air gap, but at there prevailing superatmospheric pressure closes.

Die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellenden Zeichnungen dienen zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes. Es zeigt Fig. 1 die schematische -Darstellung einer Ausführungsform des die Merkmale der Erfindung aufweisenden Brennstoff-Einspritzsystems, Fig.2 eine teilweise weggeschnittene Ansicht der bei dem in Fig. 1 dargestellten Brennstoff-Einspritzsystem verwendeten Brennstoff-Einspritzdüse in vergrößertem Maßstab und Fig.3 einen Querschnitt durch die Einspritzdüse längs der Linie 3-3 in Fig. 2.The drawings depicting a preferred embodiment of the invention serve to explain the subject matter of the invention. 1 shows the schematic - Representation of an embodiment of the fuel injection system having the features of the invention, FIG. 2 is a partially cut-away view of that shown in FIG Fuel injection system used fuel injector in an enlarged scale Scale and Figure 3 shows a cross section through the injection nozzle along the line 3-3 in Fig. 2.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte nach dem Prinzip der kontinuierlichen Einspritzung arbeitende, zur Versorgung von mehreren Düsen dienende Brennstoff-Einspritzsystem ist an eine aufgeladene Mehrzylinder-Brennkraftmaschine 10 angeschlossen, deren einzelne Zylinder mit 11 bezeichnet sind. Jeder Zylinder 11 weist einen Lufteinlaß 12 auf, dem über Verteilerleitungen 13 Ansaugluft zugeführt wird. Der Turbolader ist mit 14 und die einstellbare Drosselklappe mit 15 bezeichnet.The fuel injection system, which is shown schematically in FIG. 1 and operates on the principle of continuous injection and serves to supply several nozzles, is connected to a supercharged multi-cylinder internal combustion engine 10 , the individual cylinders of which are denoted by 11. Each cylinder 11 has an air inlet 12 to which intake air is supplied via distribution lines 13. The turbocharger is denoted by 14 and the adjustable throttle valve is denoted by 15.

Das Brennstoff-Einspritzsystem weist einen Brennstofftank 16, eine nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Pumpe 17 und eine Brennstoffzumeßeinrichtung 18 auf, die über ein Gestänge 19 od. dgl. mit der Drosselklappe 15 verbunden ist, so. daß sich das Zumeßventil 18 beim Öffnen der Drosselklappe 15 entsprechend öffnet und dabei einem Brennstoffverteiler 20 Brennstoff zuführt. Die in die einzelnen Lufteinlässe 12 der Maschinenzylinder 11 einmündenden Einspritzdüsen 26 sind über getrennte Einspritzleitungen 25 mit dem Verteiler 20 verbunden.The fuel injection system has a fuel tank 16, a pump 17 operating according to the displacement principle and a fuel metering device 18 which is connected to the throttle valve 15 via a linkage 19 or the like, see above. that the metering valve 18 opens accordingly when the throttle valve 15 is opened and thereby supplies fuel to a fuel distributor 20. The injection nozzles 26 opening into the individual air inlets 12 of the machine cylinders 11 are connected to the distributor 20 via separate injection lines 25 .

In den Fig. 2 und 3 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Brennstoff-Einspritzdüse 26 dargestellt, welche ein mit einem Kernstück 28 versehenes Gehäuse 27 aufweist, wodurch zwischen Kern und Gehäusewand eine Ringkammer 29 gebildet wird. Am einen Ende des Gehäuses 27 ist ein mit einem Gewinde versehenes Mundstück 30 vorgesehen, mittels welchem die Anordnung an einen Lufteinlaß 12 angeschlossen werden kann. Das Kernstück 28 erstreckt sich vom gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 27 aus einwärts und es kann mittels seines Gewindes 31 die Brennstoffleitung 25 an ihm angeschraubt werden.2 and 3 is an embodiment of the invention Fuel injection nozzle 26 shown, which is provided with a core piece 28 Has housing 27, whereby an annular chamber 29 is formed between the core and the housing wall will. At one end of the housing 27 is a threaded mouthpiece 30 is provided, by means of which the arrangement is connected to an air inlet 12 can be. The core piece 28 extends from the opposite end of the housing 27 from inwards and by means of its thread 31 the fuel line 25 be screwed to it.

Das Kernstück 28 weist eine eine Brennstoffabgabeöffnung bildende, abgesetzte Bohrung 32 auf, in deren Abschnitt mit größerem Durchmesser bei 36 ein den Brennstoffstrahl erzeugendes Düsenstück 35 eingeschraubt ist. Hierdurch wird eine Ringkammer 37 gebildet, die über im Kernstück 28 vorgesehenen Radialdurchlässe 38 mit der Luftkammer 29 in Verbindung steht.The core piece 28 has a stepped bore 32 which forms a fuel delivery opening and in whose section with a larger diameter at 36 a nozzle piece 35 generating the fuel jet is screwed. This forms an annular chamber 37 which is connected to the air chamber 29 via radial passages 38 provided in the core piece 28.

Der Teil 35 weist einen Durchlaß 39 auf, durch den Brennstoff in die Abgabeöffnung 32 eingespritzt werden kann. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, befinden sich die Luftdurchlässe 38 stromaufwärts von der Einspritzstelle.The part 35 has a passage 39 through the fuel into the Dispensing opening 32 can be injected. As can be seen from Fig. 2 are located the air passages 38 are located upstream of the injection point.

Am Gehäuse 27 ist das erfindungsgemäße Rückschlagventil45 befestigt, dessen Rückschlagkugel46 mit Hilfe einer verhältnismäßig schwachen Feder 47 gegen einen ringförmigen Ventilsitz 48 gepreßt wird und dessen Auslaß über einen Durchlaß 49 an die Luftkammer 29 angeschlossen ist, während sein Einlaß 50 mit der Außenluft in Verbindung steht. Am Gehäuse 27 sind weiterhin ein Ringfilter 51 und ein Staubschutz 52 vorgesehen, so daß die Luft nur auf einem gewundenen Weg in das Rückschlagventi150 eintreten kann.The check valve 45 according to the invention is attached to the housing 27, its non-return ball 46 with the help of a relatively weak spring 47 against an annular valve seat 48 is pressed and its outlet via a passage 49 is connected to the air chamber 29, while its inlet 50 with the outside air communicates. A ring filter 51 and a dust cover are also located on the housing 27 52 so that the air only enters the check valve in a tortuous way can occur.

Bei normalem Betrieb der Maschine wird Brennstoff durch den Durchlaß 39 in die Abgabeöffnung 32 eingespritzt, von wo aus er in den Lufteinlaß 12 des Zylinders 11 gelangt. Wenn der im Ansaugsystem stromabwärts der Drosselklappe 15 herrschende Druck beträchtlich unterhalb des Atmosphärendruckes liegt, wie dies beim Leerlauf oder bei langsamem Lauf der Maschine der Fall ist, oder dann, wenn der Turbolader nicht in Betrieb ist, so ist das Rückschlagventil 45 offen, wodurch unter Atmosphärendruck stehende Luft in die Abgabeöffnung 32 hineingesaugt wird. Auf diese Weise befindet sich das stromabwärtige Ende des Spritzkanals 39 auf Atmosphärendruck, wodurch ein übermäßiges Absaugen von Brennstoff verhindert wird. Es bringt auch der vom verengten Ende des Spritzkanals 39 in den Durchlaß 32 eingespritzte Brennstoff einen durch seine Strahlwirkung hervorgerufenen Saugeffekt hervor, wodurch Luft in den Durchlaß 32 eingesaugt und der Brennstoff vor dem Eintritt in den Zylinder im Durchlaß 32 mit Luft aufbereitet wird, was die endgültige Brennstoffverdampfung unterstützt.During normal operation of the engine, fuel is passed through the passage 39 is injected into the dispensing opening 32, from where it enters the air inlet 12 of the Cylinder 11 arrives. If the in the intake system downstream of the throttle valve 15 prevailing pressure is considerably below atmospheric pressure, like this is the case when the machine is idling or running slowly, or when the turbocharger is not in operation, the check valve 45 is open, whereby Atmospheric air is sucked into the discharge port 32. In this way, the downstream end of the spray channel 39 is at atmospheric pressure, thereby preventing excessive suction of fuel. It also brings the fuel injected into the passage 32 from the narrowed end of the spray channel 39 a suction effect caused by its jet effect, creating air sucked into the passage 32 and the fuel prior to entering the cylinder air conditioned in passage 32, resulting in the final fuel vaporization supports.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Durchlaß 32 einen etwa viermal so großen Querschnitt wie der schmalste Teil des Durchlasses 39 besitzt, während seine Länge mindestens sechs bis zwölfmal so groß wie sein Querschnitt ist. Weiterhin sollte der Querschnitt des Durchlasses 32 zweckmäßig kleiner gewählt sein als in einem solchen Falle, in welchem man theoretisch durch ihn die gesamte Leerlaufluft hindurchführen würde; hierdurch wird das normale Arbeiten des Luftansaugsystems bei niedrigeren Drücken nicht beeinträchtigt.It should be noted that the passage 32 one about four times as large cross-section as the narrowest part of the passage 39, while its length is at least six to twelve times as great as its cross-section. Farther the cross-section of the passage 32 should expediently be selected smaller than in such a case in which one theoretically has all the idle air through it would lead through; this will make the air intake system work normally not affected at lower pressures.

Wenn der Turbolader 14 in Betrieb ist, treten Betriebszustände auf, bei welchen der Druck in den Luftkanälen 13, 12 über den Atmosphärendruck ansteigt, so daß sich das Rückschlagventil schließt und dabei eine Entleerung von Luft und/oder Brennstoff aus der Öffnung 49 verhindert. Die Feder 47 ist verhältnismäßig schwach, so daß die Stellung der Rückschlagkugel 46 im wesentlichen nur durch den Druckunterschied gegenüber dem Atmosphärendruck bestimmt ist. @ -When the turbocharger 14 is in operation, operating states occur in which the pressure in the air ducts 13, 12 rises above atmospheric pressure, so that the check valve closes and thereby an evacuation of air and / or Prevents fuel from opening 49. The spring 47 is relatively weak, so that the position of the check ball 46 essentially only by the pressure difference is determined relative to atmospheric pressure. @ -

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Für Brennkraftmaschinen mit Ladegebläse bestimmte Einspritzdüse, bei welcher der Brennstoff nicht unmittelbar in das Saugrohr, sondern durch einen zwischen letzterem und der Mündung des Spritzkanales vorgesehenen Luftzwischenraum hindurch eingespritzt wird, wobei der Luftzwischenraum über eine absperrbare Leitung mit der- äußeren Atmosphäre Verbindung hat, dadurch gekennzeichnet, daß sich in dieser Verbindungsleitung (49) ein Rückschlagventil (45) befindet, welches sich bei stärkerem Unterdruck im Luftzwischenraum (32) öffnet, jedoch bei dort herrschendem überatmosphärischem Druck schließt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr: 1052170; österreichische Patentschrift Nr. 184 404. PATENT CLAIM: Injection nozzle intended for internal combustion engines with charging fans, in which the fuel is not injected directly into the intake manifold, but through an air gap provided between the latter and the mouth of the spray channel, the air gap being connected to the external atmosphere via a line that can be shut off, characterized in that in this connecting line (49) there is a check valve (45) which opens when there is a greater negative pressure in the air gap (32), but closes when there is superatmospheric pressure. Documents considered: German Patent No. 1052170; Austrian patent specification No. 184 404.