DE4108279C2

DE4108279C2 -

Info

Publication number: DE4108279C2
Application number: DE4108279A
Authority: DE
Inventors: Takaaki Obu Aichi Jp Takagi; Hiroshi Obu Aichi Jp Oda; Takashi Obu Aichi Jp Okada
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1991-03-14
Publication date: 1993-08-26
Also published as: DE4108279A1; US5241938A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzeinrichtung zum Einspritzen zerstäubten Kraftstoffs bei einem Motor. Sie ist insbesondere darauf gerichtet, daß die Zerstäubung von Kraftstoff, der von einer derartigen Einrichtung bei einem Motor einzuspritzen ist, verbessert wird.

In Fig. 18 ist der vordere Abschnitt einer Einspritzeinrichtung nach dem Stand der Technik dargestellt. In eine mit 101 bezeichneten Gehäuse der Einspritzeinrichtung ist ein Ventilgehäuse 102 fest angeordnet. Das Ventilgehäuse 102 weist an dem vorderen Ende eine Düse 103 zum Einspritzen von Kraftstoff und einen Ventilsitz 104 auf, der sich in einwärtiger Richtung an die Düse 103 anschließt. Ein Ventilkörper 105 ist in dem Ventilgehäuse 102 hin- und herbeweglich angeordnet. Ein sphärisches Ventilglied 105a, das mit dem Ventilsitz 104 in Kontakt kommen kann, ist mit dem vorderen Ende des Ventilkörpers 105 verbunden. Wenn der Ventilkörper 105, wie in Fig. 18 dargestellt, nach oben bewegt wird, dann ergibt sich ein Zwischenraum zwischen dem Ventilsitz 104 und dem Ventilglied 105a, durch den Kraftstoff zum Einspritzen über die Düse 103, durchtreten kann.

Ein zylindrischer Adapter 106 ist an einem vorderen Endabschnitt des Ventilgehäuses 102 befestigt. Der Adapter 106 ist mit einem Zerstäubungsloch 107 versehen, das mit der Düse 103 verbunden ist. Der Adapter 106 ist weiterhin mit einer Vielzahl von Unterstützungsluftkanälen 108 versehen, die sich durch eine Seitenwand des Adapters 106 erstrecken, so daß in das Zerstäubungsloch 107 Unterstützungsluft zugeführt werden kann, um über die Düse 103 in das Zerstäubungsloch 107 eingespritzten Kraftstoff zu zerstäuben.

Neben dem in Fig. 18 beispielhaft dargestellten sphärischen Ventilglied 105a ist es beispielsweise auch bekannt, ein zapfenartiges Ventilglied mit einer bereichsweise in die Düse eingesetzten Nadel einzusetzen.

Eine derartige Einspritzeinrichtung ist z. B. aus der DE 36 17 354 A1 bekannt. Bei der hierin offenbarten Zapfendüse wird der Kraftstoff in Form eines Hohlkegels eingespritzt. Überdies weist die beschriebene Einspritzeinrichtung keine Unterstützungsluftkanäle zur Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs auf.

Bei der bekannten Einspritzeinrichtung mit dem sphärischen Ventilglied oder dem zapfenförmigen Ventilglied verläuft über die Düse 103 eingespritzter Kraftstoff nicht geradlinig oder säulenförmig. Demzufolge ergibt sich keine konstante Korrelation zwischen der Strömung des eingespritzten Kraftstoffs und derjenigen der Unterstützungsluft, die mit der Kraftstoffströmung kollidiert, und es wird deshalb die Zerstäubungs- bzw. Sprühkontur des zerstäubten Kraftstoffs unstabil.

Dies führt dazu, daß zerstäubter Kraftstoff teilweise an einer Innenwand des Adapters 106 niederschlägt, und daß der niedergeschlagene Kraftstoff weiter Kraftstofftropfen 109 bildend koaguliert. Die Zufuhr derartiger Tropfen 109 in den Verbrennungsraum eines Motors führt zu einem instabilen Luft- Kraftverhältnis für die dem Motor zuzuführende Kraftstoffmischung, was zur Folge hat, daß sich Schwankungen für die Motordrehzahl ergeben.

Da weiterhin die Sprühkontur des zerstäubten Kraftstoffs unstabil ist, kann sich über das Zerstäubungsloch 107 eingespritzter, zerstäubter Kraftstoff an einer Innenwand eines Saugrohres niederschlagen, an dem die Einspritzeinrichtung befestigt ist. Dies führt gleichfalls zu Schwankungen betreffend das Luft-Kraftstoffverhältnis.

Da weiterhin die Korrelation bzw. das Verhältnis zwischen der Strömung des eingespritzten Kraftstoffs und der Unterstützungsluft nicht konstant ist, wird die sich durch die Unterstützungsluft ergebende Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs ungleichmäßig, was zu einer Variation hinsichtlich der Partikelgröße des zerstäubten Kraftstoffes führt. Demzufolge wird der Wirkungsgrad für die Verbrennung des zerstäubten Kraftstoffes in dem Motor herabgesetzt.

Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung so weiterzubilden, daß über die Düse im wesentlichen gut geradlinig bzw. säulenförmig verlaufender Kraftstoff eingespritzt wird.

Der Erfindung liegt als weitere Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung zu schaffen, mit der über die Düse säulenförmig eingespritzter Kraftstoff gleichmäßig zerstäubt werden kann. Erfindungsgemäß wird dabei Unterstützungsluft gegen den gut geradlinig ausgerichteten, säulenförmigen Kraftstoff geblasen.

Als weitere Aufgabe soll eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung geschaffen werden, mit der die Sprühkontur von über das Zerstäubungsloch eingespritztem Kraftstoff stabilisiert wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einspritzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß sind danach der Ventilabschnitt und der Ventilsitz so ausgebildet, daß sie eine konische Form aufweisen. Der nach einem Zurückziehen des Ventilabschnittes von dem Ventilsitz dazwischen ausgebildete Zwischenraum ist demzufolge als im wesentlichen gleichförmiger Raum über im wesentlichen die gesamte Länge der einander gegenüberliegenden Flächen entlang der Strömung des durch den Zwischenraum strömenden Kraftstoffs ausgebildet. Dies führt dazu, daß durch den Zwischenraum strömender Kraftstoff einen gut ausgerichteten, geradlinigen Verlauf hat, und daß über die Düse eingespritzter säulenförmiger Kraftstoff gleichfalls einen geradlinigen Verlauf hat.

Da weiterhin über den Unterstützungsluftkanal in das Zerstäubungsloch eingeblasene Unterstützungsluft gegen, wie oben angesprochen, ausgerichteten bzw. geradlinig verlaufenden säulenförmigen Kraftstoff geblasen wird, kann die Korrelation zwischen der Strömung des säulenförmigen Kraftstoffs und der Unterstützungsluft stabilisiert werden, so daß der säulenförmige Kraftstoff gleichmäßig zerstäubt wird. Da weiterhin die Zerstäubungskontur des zerstäubten Kraftstoffs gleichfalls stabilisiert wird, kann in effizienter Weise der sich an den Innenwänden des Adapters und des Saugrohres niederschlagende zerstäubte Kraftstoff reduziert werden.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzeirichtung werden mit Modifikationen anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt der Einbauanordnung einer erfindungsgemäßen Einspritzeinrichtung an einem Motor,

Fig. 2 einen wesentlichen Teil nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen wesentlichen Teil eines Ventilabschnittes und eines Ventilsitzes der Einspritzeinrichtung nach Fig. 2 in weiter vergrößerter Darstellung,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines vorderen Abschnittes der Einspritzeinrichtung für eine Erläuterung des ausgerichteten Zustandes des über eine Düse eingespritzten säulenförmigen Kraftstoffs unter der Annahme, daß keine Unterstützungsluft über einen Unterstützungsluftkanal zugeführt wird,

Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels für einen Adapter,

Fig. 6 eine Fig. 4 entsprechende Ansicht mit säulenförmig geradlinig verlaufenden Kraftstoff, der durch Unterstützungsluft zerstäubt ist,

Fig. 7 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht eines zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels für den Adapter,

Fig. 8 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels des Adapters,

Fig. 9 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht eines vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels des Adapters,

Fig. 10 eine Fig. 9 entsprechende Ansicht eines fünften bevorzugten Ausführungsbeispiels des Adapters,

Fig. 11 eine Fig. 9 entsprechende Ansicht, in der die Beziehung zwischen einer Lageanordnung des Unterstützungsluftkanals und einem Sprühwinkel des zerstäubten Kraftstoffs dargestellt ist,

Fig. 12 einen Kurvenverlauf, in dem das Verhältnis nach Fig. 11 quantitativ dargestellt ist,

Fig. 13 eine vergrößerte Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels für eine Auslaßöffnung eines Zerstäubungsloches,

Fig. 14 eine Fig. 13 entsprechende Ansicht für ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel,

Fig. 15 einen Horizontalschnitt des Adapters, in dem eine versetzte Anordnung der Unterstützungsluftkanäle in bezug auf den durch die Düse strömenden säulenförmigen Kraftstoff dargestellt ist,

Fig. 16 einen Kurvenverlauf betreffend das Verhältnis zwischen einer Versetzungsgröße der in Fig. 15 dargestellten Unterstützungsluftkanäle und einer Partikelgröße des zerstäubten Kraftstoffs,

Fig. 17 eine Fig. 6 entsprechende Ansicht für ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit einer Heizeinrichtung zum Erwärmen der Unterstützungsluft, und

Fig. 18 einen vertikalen Schnitt eines vorderen Abschnitts einer bekannten Kraftstoffeinspritzeinrichtung.

Ein in Fig. 1 unvollständig dargestellter Motor 1 weist eine Vielzahl von Zylindern auf, von denen jeder eine Einlaßöffnung I hat. Ein Rohrkrümmer M ist an dem Motor 1 derart befestigt, daß jeweils ein Verzweigungsrohr des Rohrkrümmers M mit einem Zylinder des Motors 1 verbunden ist. An jedem der Verzweigungsrohre des Rohrkrümmers M ist eine Einspritzeinrichtung 5 befestigt. Die Einspritzeinrichtung 5 ist zu der Einlaßöffnung I jedes Zylinders hin gerichtet.

Ein Kraftstoffversorgungsrohr 3 ist mit einem hinteren Ende der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 verbunden, so daß unter Druck stehender Kraftstoff in die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 gelangt.

Ein Saugrohr 4 ist mit einem stromaufwärtigen Ende des Einlaßrohrkrümmers M verbunden. Eine Drosselklappe T ist, zum Steuern einer dem Motor 1 zugeführten Menge an Saugluft, in dem Saugrohr 4 vorgesehen. Ein Unterstützungsluftinduktionskanal 20 ist nach Art eines Bypasses von dem Saugrohr 4 an einer Stelle stromaufwärts der Drosselklappe T abgezweigt und mit einem vorderen Endabschnitt der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 verbunden, die im folgenden detaillierter beschrieben wird.

Wie in Fig. 2 dargestellt, die einen vergrößerten Ausschnitt in der Anbauanordnung der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 nach Fig. 1 zeigt, umfaßt die Kraftstoffeinspritzeinrichtung 5 ein Gehäuse 5a, ein in einem vorderen Abschnitt des Gehäuses 5a festgelegtes Ventilgehäuse 9 und einen Ventilkörper 8, der in dem Ventilgehäuse 9 hin- und herbewegbar angeordnet ist. Das Ventilgehäuse 9 ist an dem vorderen Ende mit einer Düse 10 zum Einspritzen säulenförmigen Kraftstoffs versehen. Der Ventilkörper 8 wird über eine in dem Gehäuse 5a angeordnete Druckfeder 6 so vorgespannt, daß das Ventil 10 normalerweise durch den Ventilkörper 8 geschlossen ist. Eine Solenoidwicklung 7 ist um die Druckfeder 6 in dem Gehäuse 5a vorgesehen, so daß, wenn die Solenoidwicklung 7 erregt wird, der Ventilkörper 8 aufgrund der durch die Solenoidwicklung 7 erzeugten Magnetkraft nach oben bewegt wird, wodurch Kraftstoff über die Düse 10 eingespritzt wird.

Ein zylindrischer Adapter 12 ist an dem vorderen Endabschnitt des Ventilgehäuses 9 festgelegt. Der Adapter 12 ist in axialer Richtung mit einem zylindrischen Zerstäubungsloch 13 versehen, das mit dessen oberen Ende mit der Düse 10 verbunden ist und dessen unteres Ende in ein Verzweigungsrohr des Einlaßrohrkrümmers M mündet. Der Adapter 12 weist weiter eine Vielzahl zylindrischer Unterstützungsluftkanäle 14 auf, die sich durch dessen Seitenwand erstrecken. Jeder der Unterstützungsluftkanäle 14 ist so ausgerichtet, daß eine Verlängerung seiner Mittellinie eine Verlängerung der Mittellinie der Düse 10 unter einem rechten Winkel schneidet.

Die Einspritzeinrichtung 5 ist in ein Befestigungsloch H eingesetzt, das jeweils durch eine Wand eines Verzweigungsrohres des Einlaßrohrkrümmers M verlaufend ausgebildet ist. Jede der Einspritzeinrichtungen 5 ist über ein oberes und ein unteres Dichtungselement 30, 32 an dem zugeordneten Verzweigungsrohr festgelegt. Eine abgedichtete Luftkammer S ist zwischen einer Innenfläche des Befestigungsloches H und Außenflächen des Gehäuses 5a und des Adapters 12 gebildet. Die abgedichtete Luftkammer S steht mit den Unterstützungsluftkanälen 14 in Verbindung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird Unterstützungsluft (atmosphärische Luft) von dem Saugrohr 4 von einer Stelle stromaufwärts der Drosselklappe T durch den Luftinduktionskanal 20 in die abgedichtete Luftkammer S induziert. Die Unterstützungsluft gelangt dann aus der abgedichteten Luftkammer S über die Unterstützungsluftkanäle 14 in das Zerstäubungsloch 13 des Adapters 12.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, das eine vergrößerte Ansicht in dem Zustand darstellt, in dem der Ventilkörper 8 nach oben zum Öffnen der Düse 10 bewegt worden ist, ist ein konischer Ventilabschnitt 8a an dem vorderen bzw. unteren Ende des Ventilkörpers 8 ausgebildet. Ein konischer Ventilsitz 11 ist so ausgebildet, daß er sich in einwärtiger Richtung kurvenförmig bzw. gekrümmt verlaufend an die Düse 10 anschließt, und er ist für einen Kontakt mit dem Ventilabschnitt 8a vorgesehen.

Der konische Ventilabschnitt 8a hat einen Scheitel- bzw. Spitzenwinkel R₀ und der konische Ventilsitz 11 hat einen gedachten Scheitelwinkel R₁, der im wesentlichen dem Spitzenwinkel R₀ des konischen Ventilabschnittes 8a gleicht (genaugenommen ist der Spitzenwinkel R₀ geringfügig größer als der Spitzenwinkel R₁). In dem in Fig. 3 dargestellten Öffnungszustand des Ventilkörpers 8 wird ein Spalt bzw. Zwischenraum G zwischen dem Ventilabschnitt 8a und dem Ventilsitz 11 gebildet, durch den Kraftstoff strömen kann. Da die Spitzenwinkel R₀ des Ventilabschnittes 8a und R₁ des Ventilsitzes 11 im wesentlichen übereinstimmen, ist der Zwischenraum G durch einen im wesentlichen gleichförmigen Raum L, zwischen einander gegenüberliegenden Flächen des Ventilabschnittes 8a und des Ventilsitzes 11, über im wesentlichen deren gesamte Länge, in Strömungsrichtung des durch den Zwischenraum G strömenden Kraftstoffs gebildet. Wenn der Ventilabschnitt 8a sphärisch ausgebildet ist, wie dies bei der bekannten Einspritzeinrichtung der Fall ist, dann wird der Raum L ungleichförmig und variiert dadurch in großem Ausmaß. Wenn im Gegensatz dazu nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Ventilabschnitt 8a konisch ausgebildet ist, dann wird der Raum L im wesentlichen gleichförmig. Demzufolge kann durch den Zwischenraum G strömender Kraftstoff in hohem Maße geradlinig verlaufen bzw. geradlinig ausgerichtet werden. Dies führt dazu, daß, wenn der Kraftstoff säulenförmig über die Düse 10 in das Zerstäubungsloch 13 eingespritzt wird, die Strömung eines derartigen, aus der Düse 10 säulenförmig strömenden Kraftstoffs geradlinig verläuft, wie das in Fig. 4 dargestellt ist. In Fig. 4 ist, um die geradlinige Strömung des säulenförmigen Kraftstoffs zu erläutern, ein gedachter Zustand dargestellt, in dem über die Unterstützungsluftkanäle 14 des Adapters 12 keine Unterstützungsluft zugeführt wird.

Wie aus Fig. 5, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Adapters 12 zeigt, ersichtlich, verlaufen vier Unterstützungsluftkanäle 14 durch die Seitenwand des Adapters 12 derart, daß sie in Umfangsrichtung mit gleichmäßigen Abstand voneinander angeordnet sind; die vier Unterstützungsluftkanäle 14 verlaufen somit jeweils unter einem Winkel von 90° zueinander.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich wird, wenn der Ventilabschnitt 8a von dem Ventilsitz 11 weg bewegt worden ist, Kraftstoff säulenförmig und geradlinig über die Düse 10 in das Zerstäubungsloch 13 eingespritzt. Auf der anderen Seite wird Unterstützungsluft über die Unterstützungsluftkanäle 14 in das Zerstäubungsloch 13 eingeblasen, wie dies durch Pfeile a angedeutet ist. Die Strömung der Unterstützungsluft ergibt sich dabei aufgrund eines Druckunterschiedes zwischen der in bezug auf die Drosselklappe T stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seite des Saugrohres 4 (vergleiche Fig. 1). Die über die Unterstützungsluftkanäle 14 eingeblasene Unterstützungsluft kollidiert mit dem über die Düse 10 in das Zerstäubungsloch 13 eingespritzten säulenförmigen Kraftstoff. Es wird folglich der säulenförmige Kraftstoff in dem Zerstäubungsloch 13 durch die Unterstützungsluft zerstäubt.

Da sowohl der Ventilabschnitt 8a als auch der Ventilsitz 11 konisch ausgebildet sind, verläuft der über die Düse 10 eingespritzte säulenförmige Kraftstoff in hohem Maße geradlinig bzw. ausgerichtet und stabilisiert. Folglich kann die Korrelation zwischen der Strömung des säulenförmigen Kraftstoffs und derjenigen der Unterstützungsluft stabil ausgebildet werden. Dies führt dazu, daß die gesamte Menge des über die Düse 10 eingespritzten säulenförmigen Kraftstoffs im wesentlichen gleichförmig zerstäubt werden kann, und daß eine Zerstäubungs- bzw. Sprühform SF des zerstäubten Kraftstoffs stabilisiert werden kann. Dadurch kann das Niederschlagen bzw. Ablagern zerstäubten Kraftstoffs an der Innenwand des Adapters 12 in großem Ausmaß reduziert und eine Koagulation des auf die Innenwand des Adapters 12 niedergeschlagenen Kraftstoffes unterdrückt werden. Weiterhin kann ein Niederschlag des zerstäubten Kraftstoffes nach dessen Einspritzen über das Zerstäubungsloch 13 auf der Innenwand des Verzweigungsrohres des Einlaßrohrkrümmers M, wie aus Fig. 2 ersichtlich (insbesondere auf die obere Innenwand des Verzweigungsrohres), unterdrückt werden, so daß die Genauigkeit hinsichtlich der Steuerung des Luft-Kraftstoffverhältnisses verbessert wird.

In Fig. 7 ist ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel für den Adapter 12 dargestellt. Dabei ist ein einziger Unterstützungsluftkanal 14 durch die Seitenwand des Adapters 12 verlaufend ausgebildet.

Gemäß Fig. 8, das ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Adapters 12 darstellt, ist das Zerstäubungsloch 13 konisch so ausgebildet, daß es nach unten hin divergierend verläuft.

Bei dem in Fig. 9 dargestellten vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel des Adapters 12 ist jeder Unterstützungsluftkanal 14 nach unten geneigt verlaufend ausgebildet, so daß ein Schnittwinkel α zwischen der Verlängerung E der Mittellinie des Unterstützungsluftkanals 14 und einer Verlängerung F der Mittellinie der Düse 10 kleiner als 90° ist.

Bei dem in Fig. 10 dargestellten fünften bevorzugten Ausführungsbeispiel des Adapters 12 ist jeder Unterstützungsluftkanal 14 nach unten geneigt verlaufend ausgebildet, so daß der oben genannte Schnittwinkel α geringer ist als derjenige nach dem in Fig. 9 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel. Weiterhin sind die Unterstützungsluftkanäle 14 weiter unten angeordnet, als dies bei dem vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 der Fall ist. Es ist ersichtlich, daß weitere Modifikationen des Adapters 12 hinsichtlich des Neigungswinkels und der Lageanordnung der Unterstützungsluftkanäle 14 möglich sind.

Anhand von, von den Erfindern durchgeführten Untersuchungen hat sich herausgestellt, daß der Sprühwinkel des zerstäubten Kraftstoffs gesteuert werden kann, indem das Verhältnis zwischen einem Durchmesser des Zerstäubungsloches 13 und der Lage des Zusammentreffens der Unterstützungsluftströmung und der Strömung des säulenförmigen Kraftstoffs steuerbar ist. In Fig. 11 ist mit D ein Durchmesser des Zerstäubungsloches 13 bezeichnet, mit L eine Entfernung zwischen einem Schnittpunkt P zwischen der Verlängerung E der Mittellinie jedes Unterstützungsluftkanals 14 und der Verlängerung F der Mittellinie der Düse 10 zu einem vorderen Ende 12a des Adapters 12. Mit R ist der Sprühwinkel des über das Zerstäubungsloch 13 eingespritzten zerstäubten Kraftstoffs SF bezeichnet. In diesem Fall kann der Sprühwinkel R entsprechend dem Verhältnis von D/L gesteuert werden. In Fig. 12 ist die Beziehung zwischen dem Sprühwinkel R und dem Verhältnis D/L dargestellt. Wie aus Fig. 12 ersichtlich, kann der Sprühwinkel R auf 60° oder weniger eingestellt werden, indem das Verhältnis D/L auf 4 oder weniger eingestellt wird. Dementsprechend kann der Niederschlag zerstäubten Kraftstoffs auf die Innenwand des Adapters 12 minimiert werden, indem der Sprühwinkel R in geeigneter Weise eingestellt wird.

Bei der in Fig. 13 vergrößert dargestellten Ansicht des vorderen Endabschnittes des Adapters 12 ist eine Auslaßöffnung 15 des Zerstäubungslochs 13 an einem Innenumfang davon abgerundet, so daß verhindert wird, daß nach einem Niederschlag auf der Innenwand des Adapters 12 koagulierter Kraftstoff von der Innenumfangskante der Auslaßöffnung 15 herunterfällt.

In Fig. 14 ist eine Modifikation der Ausführungsform nach Fig. 13 dargestellt; die Auslaßöffnung 15 ist an ihrem Innenumfang abgeschrägt, so daß die gleiche Wirkung wie bei der Ausführungsform nach Fig. 13 erreicht wird.

Anhand von, von den Erfindern durchgeführten Untersuchungen wurde weiter festgestellt, daß eine radiale Versatzgröße der Unterstützungsluftkanäle in bezug auf die säulenförmige Kraftstoffströmung aus der Düse 10 in einer Beziehung zu der Partikelgröße des zerstäubten Kraftstoffs steht. Gemäß Fig. 15, die einen Horizontalschnitt des Adapters 12 dargestellt, sind die beiden Unterstützungsluftkanäle 14 in radialer Richtung gegenüber einer Verlängerung der Mittellinie der Düse 10 versetzt. Mit d ist der Durchmesser der Düse 10 bezeichnet, mit A der Durchmesser jedes Unterstützungsluftkanals 14 und mit e ein Abstand (eine Versatzgröße) von der Verlängerung der Mittellinie der Düse 10 zu der Verlängerung E der Mittellinie des Unterstützungsluftkanals 14. Die Entfernung e steht in einem Verhältnis zu der Partikelgröße des zerstäubten Kraftstoffs, wie dies in Fig. 16 dargestellt ist. Aus Fig. 16 ist ersichtlich, daß, wenn der Abstand e kleiner ist als (A+d)/2, die Partikelgröße des zerstäubten Kraftstoffs klein wird.

In Fig. 17 ist ein weiteres erfindungsgemäßes bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Einspritzeinrichtung dargestellt, bei der jeder Unterstützungsluftkanal 14 konisch ausgebildet ist, so daß er in Richtung zu dem Zerstäubungsloch 13 divergiert. Es ist weiterhin ein Erhitzer 21 in dem Luftinduktionskanal 20 vorgesehen, so daß über die Unterstützungsluftkanäle 14 erwärmte Unterstützungsluft zugeführt wird. Dadurch wird die Zerstäubung des Kraftstoffs in dem Zerstäubungsloch 13 weiter verbessert.

Es kann weiter die Innenwand des Adapters 12 mit Polytetrafluorethylen beschichtet werden oder so bearbeitet werden, daß sie spiegelglatt ist. Dies trägt dazu bei, daß ein Niederschlagen zerstäubten Kraftstoffs auf der Innenwand des Adapters 12 verhindert wird.

Die Erfindung ist anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele und von Modifikationen beschrieben worden. Es ist ersichtlich, daß weitere Modifikationen und Anpassungen möglich sind, ohne daß dadurch der Schutzumfang der Erfindung verlassen wird.

Claims

1. Kraftstoffeinspritzeinrichtung umfassend:
ein Ventilgehäuse (9) mit einer Düse (10) zum säulenförmigen Einspritzen von Kraftstoff und einem Ventilsitz (11), der sich an die Düse (10) anschließt,
einen Ventilkörper (8) der hin- und herbewegbar in dem Ventilgehäuse (9) angeordnet ist und der einen Ventilabschnitt (8a) aufweist, der für eine Anlage und ein Zurückziehen von dem Ventilsitz (11) vorgesehen ist, um dadurch die Düse (10) zu schließen bzw. zu öffnen, und
einen Adapter (12) der mit einem vorderen Ende des Ventilgehäuses (9) verbunden ist und ein Zerstäubungsloch (13) aufweist, das mit der Düse (10) verbunden ist, wobei der Ventilsitz (11) konisch ausgebildet ist;
dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Unterstützungsluftkanal (14) angeordnet ist, der sich durch eine Seitenwand des Adapters (12) für eine Zufuhr von Unterstützungsluft in das Zerstäubungsloch (13) zum Zerstäuben des über die Düse (10) eingespritzten säulenförmigen Kraftstoffs erstreckt; und
b) der Ventilabschnitt (8a) konisch ausgebildet ist.

2. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwinkel (R₀) des konischen Ventilabschnitts (8a) fast demjenigen (R₁) des konischen Ventilsitzes (11) gleich ausgebildet ist.

3. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Unterstützungsluftkanäle (14) ausgebildet sind.

4. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützungsluftkanäle (14) mit in Umfangsrichtung gleichen Abständen voneinander ausgebildet sind.

5. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützungsluftkanäle (14) zylindrisch ausgebildet sind.

6. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützungsluftkanäle (14) konisch, zu dem Zerstäubungsloch (13) hin divergierend ausgebildet sind.

7. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubungsloch (13) zylinderförmig ausgebildet ist.

8. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubungsloch (13) konisch zu dem vorderen Ende des Adapters (12) hin divergierend ausgebildet ist.

9. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verlängerung einer Mittellinie der Unterstützungsluftkanäle (14) eine Verlängerung einer Mittellinie der Düse (10) unter einem rechten Winkel schneidet.

10. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verlängerung der Mittellinie der Unterstützungsluftkanäle (14) eine Verlängerung der Mittellinie der Düse (10) unter einem spitzen Winkel schneidet, wobei der Unterstützungsluftkanal (14) zu der Auslaßöffnung des Zerstäubungsloches (13) hin geneigt verläuft.

11. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (D/L) zwischen dem Durchmesser (D) des Zerstäubungsloches (13) und einer Entfernung (L) zwischen einem Schnittpunkt zwischen einer Verlängerung der Mittellinie der Düse (10) und einer Verlängerung der Mittellinie des Unterstützungsluftkanals (14) zu einer Auslaßöffnung des Zerstäubungsloches (13) auf 4 oder weniger eingestellt ist, wodurch ein Sprühwinkel des zerstäubten Kraftstoffs in dem Zerstäubungsloch (13) auf 60° oder weniger eingestellt ist.

12. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verlängerung einer Mittellinie des Unterstützungsluftkanals (14) in radialer Richtung von einer Verlängerung der Mittelline der Düse (10) versetzt ist, und daß der Versatz (e) von der Verlängerung der Mittellinie des Unterstützungsluftkanals (14) zu der Verlängerung der Mittellinie der Düse (10) auf weniger als (A+d)/2 eingestellt ist, wobei A einem Durchmesser des Unterstützungsluftkanals (14) und d einem Durchmesser der Düse (10) entspricht.

13. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auslaßöffnung des Zerstäubungsloches (13) an einem Innenumfang abgerundet ist.

14. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auslaßöffnung des Zerstäubungsloches (13) an einem Innenumfang abgeschrägt ist.

15. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung, um über die Unterstützungsluftkanäle (14) zugeführte Unterstützungsluft vorzuwärmen.

16. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Zerstäubungsloch (13) begrenzende Innenwand des Adapters (12) mit Polytetrafluorethylen beschichtet ist.

17. Kraftstoffeinspritzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Zerstäubungsloch (14) begrenzende Innenwand des Adapters (12) so bearbeitet ist, daß sie im wesentlichen spiegelglatt ist.