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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzdüse zum Versprühen des
Kraftstoffs in der Brennkammer eines Motors. Genauer gesagt bezieht
sie sich auf eine Einspritzdüse,
umfassend einen Kopf, der eine freie Außenseite aufweist und der mit
mindestens einer Hauptöffnung
versehen ist, die dafür
ausgelegt ist, einen Kraftstoffstrahl in einer so genannten Hauptrichtung
zu versprühen,
und mindestens einer Nebenöffnung,
die dafür
ausgelegt ist, einen Kraftstoffstrahl in einer so genannten Nebenrichtung
zu versprühen,
wobei die Hauptöffnung
und die Nebenöffnung
in der Außenseite
ausmünden
und mit einer gemeinsamen Einspritzkammer direkt verbunden sind,
die mit einer Versorgungskammer selektiv in Verbindung gesetzt wird.
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Bei
Fremdzündungsmotoren
mit direkter Einspritzung des Kraftstoffs in die Brennkammer ist
es erforderlich, schnell eine gut gesteuerte Zerstäubung des
Kraftstoffstrahls zu erhalten. Die Versprühung muss nämlich eine gewisse Gerichtetheit
und eine ausreichende Eindringgeschwindigkeit aufweisen, um zum
Zeitpunkt der Zündung
um die Zündkerze herum
einen Kraftstoffgehalt zu erhalten, der die Entzündung des Gemisches gestattet.
Die Tiefe des versprühten
Strahls, die mit dem Einspritzdruck zunimmt, darf jedoch nicht zu
groß sein,
damit insbesondere Kraftstoff nicht gegen die Wände der Brennkammer gesprüht wird.
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Zu
diesem Zweck verwendet man Einspritzdüsen mit Wirbeleffekt, englisch "swirl injector" genannt, bei denen
der Kraftstoff in der Einspritzdüse
in einer Wirbelbewegung geführt
wird, bevor er versprüht
wird. Diese Einspritzdüsen gestatten
es, eine gute Zerstäubung
zu erhalten, abgesehen von ihren hohen Kosten besitzen sie jedoch
den Nachteil, dass sie einen hohen inneren Lastverlust des Versorgungsdrucks
erzeugen und damit das Anlegen einer hohen Kraft unerlässlich machen,
um die Steuernadel dieser Einspritzdüsen zu betätigen. In der Praxis ist es
schwierig, diese Einspritzdüsen
mit einem Kraftstoffversorgungsdruck von mehr als 150 bar zu verwenden.
Außerdem
erzeugen diese Einspritzdüsen
einen schwach gerichteten Strahl mit einer Geschwindigkeit des Eindringens
in die Kammer, die relativ wenig hoch ist, was in manchen Fällen das
Erhalten einer geschichteten Mischung erschwert, d.h. einer Gasmischung,
deren Kraftstoffgehalt in manchen bestimmten Teilen der Brennkammer
größer ist.
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Bei
diesen Motoren ist es auch bekannt, Mehrlöchereinspritzdüsen zu verwenden,
die mehrere Öffnungen
aufweisen, die Kraftstoffstrahlen in divergierenden Richtungen versprühen. Mit
diesen Einspritzdüsen
kann eine höhere
Eindringgeschwindigkeit und eine sehr gute Richtfähigkeit
der Gesamtheit der Kraftstoffstrahlen erreicht werden. Außerdem erzeugen
sie weniger innere Lastverluste und sind weniger aufwendig in der
Herstellung als die mit einem Zerstäuber mit Wirbeleffekt versehenen
Einspritzdüsen.
Dagegen ist die Wirksamkeit der Versprühung des Kraftstoffs geringer,
da die Kontaktfläche
mit den Gasen kleiner ist, und der Kraftstoffstrahl ist weniger
turbulent als bei den Einspritzdüsen
mit Wirbeleffekt. Infolgedessen ist der Grad der Mischung des Kraftstoffs
mit den Gasen der Brennkammer bei manchen Ausbildungsformen weniger
steuerbar, was nachteilige Folgen für den Wirkungsgrad des Motors
und die Schadstoffemission hat.
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Aus
der Schrift US-A-5 540 200 ist es ferner bekannt, eine Mehrlöchereinspritzdüse herzustellen, die
Kraftstoffstrahlen so versprüht,
dass eine Kollision dieser Strahlen erhalten wird. Dies verbessert
die Zerstäubung
des Kraftstoffs, aber die Merkmale der durch diese Schrift gelehrten Öffnungen
verschaffen nicht immer eine optimale Zerstäubung bezüglich der Brennkammer, und
zwar vor allem im Fall eines Fremdzündungsmotors, und insbesondere
hinsichtlich der Richtfähigkeit
und der Eindringgeschwindigkeit des eingespritzten Kraftstoffs.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen,
indem eine Einspritzdüse vorgeschlagen
wird, die die direkte Einspritzung unter hohem Druck in die Brennkammer
mit einer Versprühung
mit hoher Wirksamkeit und einer gewissen Richtfähigkeit gestattet, ohne jedoch
in entsprechender Weise die Eindringtiefe des zerstäubten Strahls und
die Kosten der Einspritzdüse
zu erhöhen.
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Zu
diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung eine Kraftstoffeinspritzdüse vom oben
genannten Typ, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebenrichtung einen
Winkel α zwischen
10° und
80°, vorzugsweise
zwischen 15° und
45° und
noch bevorzugter etwa gleich 25°,
mit der Hauptrichtung bildet, so dass der Nebenstrahl den Hauptstrahl
in einer sogenannten Zerstreuungszone schneidet, die in einem Abstand
d, gemessen in der Hauptrichtung von der Außenseite des Kopfs an, zwischen
1 und 15 mm und vorzugsweise zwischen 1 und 5 mm beginnt, und dass
der Durchsatz des Nebenstrahls zwischen 80% und 100% des Durchsatzes
des Hauptstrahls beträgt.
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Dank
dieser Anordnung wird der Hauptstrahl von der Zerstreuungszone an,
die in einem kleinen Abstand von der Einspritzdüse beginnt, in eine nicht vernachlässigbare
radiale Geschwindigkeitskomponente bezüglich der Hauptrichtung versetzt.
Man erhält
also von der Zerstreuungszone an eine bessere Zerstäubung des
Hauptstrahls und des Nebenstrahls, ohne jedoch die Richtfähigkeit
und die Eindringgeschwindigkeit des Hauptstrahls vollständig zu verlieren.
Außerdem
bringt diese Einspritzdüse,
deren Öffnungen
durch einfache zylindrische Löcher gebildet
werden können,
die ein Metallteil, wie z.B. ein Blech, durchqueren, keine hohen
Mehrkosten für die
Herstellung mit sich.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung sieht man außerdem
die eine und/oder die andere der folgenden Anordnungen vor:
- – die
Außenseite
des Kopfs weist mindestens einen nach außen konkaven Bereich auf, in
dem eine Hauptöffnung
und mindestens eine Nebenöffnung
ausmündet;
- – die
Hauptöffnung
und die Nebenöffnung
münden
senkrecht zur Außenseite
des Kopfs aus;
- – der
Kopf ist mit mindestens zwei Nebenöffnungen versehen, die um die
Hauptöffnung
herum regelmäßig verteilt
sind;
- – die
Nebenöffnungen
besitzen Versprühungsnebeneinrichtungen,
die dafür
ausgelegt sind, dass die Nebenstrahlen den Hauptstrahl an der gleichen
Längsposition
der Hauptrichtung schneiden;
- – der
Kopf ist mit mindestens zwei Hauptöffnungen versehen, die dafür ausgelegt
sind, Kraftstoffstrahlen in divergierenden Hauptrichtungen zu sprühen, die
miteinander einen Winkel β zwischen
5° und 45° bilden;
- – jeder
Hauptstrahl wird von mindestens zwei Nebenstrahlen geschnitten,
die durch Nebenöffnungen
gesprüht
werden, die um die Hauptöffnung herum
gelegen sind;
- – die
Hauptöffnung
und die Nebenöffnung
sind zylindrische Löcher,
wobei der Durchmesser der Nebenöffnung
kleiner als der Durchmesser der Hauptöffnung ist;
- – der
konkave Bereich weist eine kontinuierliche Krümmung auf;
- – der
konkave Bereich ist von mindestens zwei Facetten gebildet, einer
ersten Facette, in der eine Hauptöffnung ausmündet, und einer zweiten Facette,
in der eine Nebenöffnung
ausmündet;
- – Gegenstand
der Erfindung ist ferner die Verwendung einer Einspritzdüse der oben
definierten Art mit einem Fremdzündungsmotor,
bei der die Einspritzdüse
so ausgebildet ist, dass sie den Kraftstoff direkt in die Verbrennungskammer
sprüht.
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Bei
einer solchen Verwendung kann man die eine oder die andere der folgenden
Anordnungen vorsehen:
- – die Einspritzdüse wird
mit Kraftstoff unter einem Druck versorgt, der einen Scheitelwert
von 150 bis 500 bar besitzt;
- – die
Sprührichtung
der Hauptöffnung
ist in Abhängigkeit
von der Geometrie der Verbrennungskammer und von der Strömung der
Gase in dieser Kammer so angeordnet, dass man in Nähe der Zündungssteuermittel
zum Zeitpunkt der Zündung
ein Gemisch zwischen 0,7 und 1,2 erhält.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Einspritzdüse der oben
definierten Art, bei dem:
- – der konkave Bereich der Außenseite
durch Verformung eines ursprünglich
ebenen Wandbereichs hergestellt wird, und/oder
- – die
Hauptöffnung
und die Nebenöffnung,
die senkrecht ausmünden,
durch Elektroerosion gebohrt sind.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung eines nicht begrenzenden Beispiels unter Bezugnahme
auf die beiliegende Zeichnung.
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In
dieser zeigen:
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1 eine
vereinfachte Schnittansicht eines Fremdzündungsmotors mit direkter Einspritzung,
der eine erfindungsgemäße Einspritzdüse aufweist;
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2 eine
Teilansicht einer ersten Ausführungsform
der in 1 dargestellten Einspritzdüse in einem Längsschnitt,
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3 eine 2 entsprechende
Ansicht, in der eine zweite Ausführungsform
der Einspritzdüse dargestellt
ist.
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In
den einzelnen Figuren werden gleiche Bezugszahlen verwendet, um
gleiche oder ähnliche Elemente
zu bezeichnen.
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1 zeigt
schematisch einen Querschnitt durch einen Viertaktverbrennungsmotor 1 mit
Fremdzündung
und mit direkter Einspritzung des Kraftstoffs.
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Auf
bekannte Weise besitzt der Motor 1 einen oder mehrere Zylinder 2,
die sich in einer Längsachse
X-X erstrecken und in denen jeweils verschiebbar in der Längsachse
ein Kolben 3 montiert ist. Der Kolben 3 ist durch
eine Pleuelstange 4 mit einer Kurbelwelle (nicht dargestellt)
verbunden.
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Eine
Verbrennungskammer 5 ist durch das obere Ende des Zylinders 2,
einen Hohlraum 6, der gegenüber dem Kolben 3 in
einem an dem Zylinder 2 angebrachten Zylinderkopf 7 vorgesehen
ist, und durch eine Stirnseite 9 des Kopfs 8 des
Kolbens 3 begrenzt. Der Hohlraum 6 des Zylinderkopfs 7 ist
ein so genannter Dachhohlraum, d.h. er umfasst zwei schräge Ebenen,
die sich auf Höhe
eines Scheitels 6a treffen, der die Längsachse X-X des Zylinders 2 schneidet.
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Im
Falle eines Fremdzündungsmotors
besitzt der Zylinderkopf 7 eine Zündkerze 10, die mit Elektroden 11 versehen
ist, die im Bereich des Scheitels 6a des Zylinderkopfs
angeordnet sind. Obwohl sie besonders für diesen Motortyp bestimmt
ist, ist die vorliegende Erfindung auch auf einen Motor mit Zündung durch
Kompression vom Typ Diesel anwendbar.
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Der
Hohlraum 6 des Zylinderkopfs 7 besitzt eine Einlassöffnung 14 an
dem ausgangsseitigen Ende einer Einlassleitung und eine Auslassöffnung 17 am
eingangsseitigen Ende einer Auslassleitung 19. Die Einlassöffnung 14 und
die Auslassöffnung 17 werden
durch ein Einlassventil 16 bzw. ein Auslassventil 18 geschlossen,
deren Öffnung
und Schließung
durch jedes bekannte Mittel, wie z.B. eine Nockenwelle, gesteuert
werden. Natürlich
können
die Form der Verbrennungskammer 5 und die Anzahl der Ventile
(16, 18) anders sein, ohne dass der Rahmen der
vorliegenden Erfindung verlassen wird.
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Der
Zylinderkopf 7 besitzt ferner eine Einspritzdüse 12,
die mit einem Einspritzkopf 13 versehen ist, der sich in
der Achse Y-Y erstreckt. Der Kopf 13 der Einspritzdüse besitzt
eine Außenseite 20,
die in der Verbrennungskammer 5 angeordnet ist.
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Die
Einspritzdüse 12 ist
mit einer nicht dargestellten Kraftstoffversorgungsleitung verbunden.
Die Versorgungsleitung enthält
Kraftstoff unter hohem Druck, d.h. einem Druck der mindestens momentan einen
Wert von über
100 bar erreicht und der im Wesentlichen dem Druck entspricht, mit
dem der Kraftstoff in die Verbrennungskammer eingespritzt wird. Im
Fall einer Leitung, die mehrere Einspritzdüsen unter hohem Druck versorgt,
wird diese allgemein "gemeinsame
Rampe" genannt.
Es sei jedoch bemerkt, dass der erfindungsgemäß ausgeführte Kopf der Einspritzdüse in einem
Einspritzsystem vom Typ Einspritzpumpe verwendet werden kann, in
dem die Einspritzdüse
mit einer Hochdruckpumpe kombiniert ist.
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Wie
aus 2 besser hervorgeht, ist die Außenseite 20 des
Kopfs 13 der Einspritzdüse
mit einer Hauptöffnung 21 versehen,
die dafür
ausgelegt ist, einen Kraftstoffstrahl zu versprühen, der schematisch mit dem
Umriss 22 dargestellt ist und der von einer Einspritzkammer 24 kommt.
Der Strahl 22 der Hauptöffnung 21 ist
in einer so genannten Hauptrichtung P gerichtet, die durch die Form
der Öffnung 21 bestimmt
wird und der Symmetrieachse der Basis des Strahls 22 entspricht.
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Die
Außenseite 20 ist
ferner mit einer Nebenöffnung 25 versehen,
die dafür
ausgelegt ist, einen Kraftstoffstrahl 26 in einer so genannten
Nebenrichtung S zu versprühen.
Die Außenseite 20 und
genauer gesagt der Bereich von ihr, in dem die Öffnungen ausmünden, ist
frei von jedem Hindernis, das die eine und/oder die andere der Öffnungen
maskieren könnte.
Die Nebenöffnung 25 ist
auch direkt mit der Einspritzkammer 24 verbunden, die auf
diese Weise der Hauptöffnung
und der Nebenöffnung
gemeinsam ist, so dass die Zerstäubung
durch die beiden Typen Öffnung
gleichzeitig ist.
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Zur
Steuerung der Kraftstoffeinspritzung wird die Einspritzkammer 24 selektiv
mit einer Versorgungskammer 27 in Verbindung gesetzt, die
Kraftstoff unter Druck enthält.
Die Verbindung zwischen der Einspritzkammer und der Versorgungskammer 27 wird
erhalten, indem eine Nadel 28 von einem in dem Kopf 13 der
Einspritzdüse
gebildeten Sitz 29 abgehoben wird. Das Abheben der Nadel 28 kann durch
mechanische, elektromagnetische oder piezoelektrische Mittel gesteuert
werden, die mit der Drehung der Kurbelwelle synchronisiert sind.
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Man
bemerkt, dass das Ende 28a der Nadel eine zur Innenseite
des Kopfs 13 komplementäre
Geometrie besitzt, um das Volumen der Injektionskammer 24 zu
minimieren, um einen Kraftstofffluss in die Verbrennungskammer 5 zu
einem nicht gewünschten Zeitpunkt
zu vermeiden.
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Die
Nebenrichtung S des Nebenstrahls 26 ist auf die Hauptrichtung
P des Hauptstrahls 22 zu gerichtet, so dass der Nebenstrahl 26 den
Hauptstrahls 22 in einer so genannten Zerstreuungszone
schneidet, die schematisch mit dem Umriss 30 dargestellt ist,
und der Durchsatz des Nebenstrahls 26 ist höchstens
gleich dem Durchsatz des Hauptstrahls 22.
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Dank
dieser Anordnung erhält
man ein vollständiges
oder partielles Zusammentreffen des Nebenstrahls 26 mit
dem Hauptstrahl 22, was von der Zerstreuungszone 30 an
eine Geschwindigkeitskomponente in dem Hauptstrahl 22 zu
erzeugen gestattet, die zur Hauptrichtung P dieses Strahls radial
ist. Dies gestattet eine bessere Zerstäubung des in die Verbrennungskammer 5 eingespritzten
Kraftstoffs und damit eine Erhöhung
des Grads der Mischung von Kraftstoff mit den in der Verbrennungskammer enthaltenen
Gasen.
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Versuche
haben gezeigt, dass zum Erreichen einer starken Zerstreuung des
Hauptstrahls 22 der Durchsatz des Nebenstrahls mindestens
gleich 80 % des Durchsatzes des Hauptstrahls betragen muss, damit
die Bewegungsmenge des Nebenstrahls das Eindringen des Hauptstrahls
um 30 bis 40 % reduziert.
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Bei
der in 2 dargestellten Ausführungsform bilden die Hauptrichtung
P und die Nebenrichtung S miteinander einen Winkel von etwa 25 %.
Es ist jedoch auch möglich,
diesen Winkel in Abhängigkeit
von dem Verhältnis
zwischen den Durchsätzen des
Hauptstrahls und des Nebenstrahls und in Abhängigkeit von dem Zerstreuungsgrad
des Hauptstrahls, den man erreichen möchte, zu ändern. Der Winkel α kann zwischen
10 und 80° betragen,
vorzugsweise bleibt der Winkel α jedoch
zwischen 15° und
45°.
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Die
Zerstreuungszone 30 beginnt in einem in der Hauptrichtung
P gemessenen Abstand d von der Außenseite 20 des Kopfs 13 der
Einspritzdüse.
Dieser Abstand d beträgt
zwischen 1 und 15 mm, um einen guten Kompromiss zwischen der Richtfähigkeit und
der Zerstreuung des Hauptstrahls 22 zu erhalten, ist jedoch
vorzugsweise kleiner als 5 mm, um eine frühzeitige Zerstreuung und eine
relativ begrenzte Eindringtiefe zu erhalten.
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Da
der Durchsatz des durch die Hauptöffnung 21 versprühten Strahls 22 größer oder
gleich dem Durchsatz des Nebenstrahls 26 ist, erhält man die
Richtfähigkeit
und die Eindringgeschwindigkeit die für den in die Verbrennungskammer
eingespritzten Kraftstoff erforderlich ist, insbesondere indem man
den Abstand zwischen den Öffnungen
und dem Winkel α einstellt.
Außerdem
bildet der zerstäubte Kraftstoffstrahl
einen vollen Kegel und nicht einen hohlen Kegel, wie er bei einer
Einspritzdüse
mit Wirbeleffekt erhalten wird.
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Es
ist absolut nicht erforderlich, dass die Nebenrichtung S die Hauptrichtung
P genau schneidet. Angesichts der Durchmesser und der Durchsätze des
Hauptkraftstoffstrahls und des Nebenstrahls kann man ein ausreichendes
die Eindringtiefe begrenzendes Schneiden der Kraftstoffstrahlen
mit einer Nebenrichtung S erhalten, die gegen die Hauptrichtung
P leicht versetzt ist.
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Wie
man in 2 sehen kann, sind die Hauptöffnung 21 und die
Nebenöffnung 25 zylindrische
Löcher,
die senkrecht zur Außenseite 20 des Kopfs
ausmünden.
Diese senkrecht zur Außenseite 20 ausmündenden
zylindrischen Öffnungen
werden vorteilhafterweise durch Elektroemission hergestellt. Es
ist jedoch auch möglich,
sie durch andere bekannte Techniken, wie Prägen, herzustellen.
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Die Öffnungen
(21, 25) können
jedoch auch eine andere Form haben, und zwar insbesondere im Fall
einer Einspritzdüse,
die für
einen Dieselmotor bestimmt ist. Bei diesem Motortyp ist nämlich der
Einspritzdruck des Kraftstoffs erheblich höher, und zwar höher als
1000 bar, und die Wand des Kopfs 13 der Einspritzdüse ist dicker,
was die Herstellung von kegelstumpfförmigen Öffnungen gestattet.
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Es
sei bemerkt, dass die Öffnungen
(21, 25) direkt in die Einspritzkammer 24 münden, was
die Lastverluste in dem Kopf der Einspritzdüse begrenzt, und zwar im Gegensatz
zu den Einspritzdüsen
mit Wirbeleffekt, die eine Vorrichtung stromauf der Öffnung erfordern,
um den Kraftstoff in eine kreisförmige Bewegung
zu versetzen.
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Die
Außenseite 20 des
Kopfs 13 besitzt einen Bereich 32 mit einer nach
außen
gerichteten Konkavität,
in der die Hauptöffnung 21 und
die Nebenöffnung 25 senkrecht
ausmünden,
so dass die Nebenrichtung S auf die Hauptrichtung P zu gerichtet ist.
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Der
konkave Bereich 32 besitzt eine kontinuierliche Krümmung, die
durch Tiefziehen eines anfangs ebenen Blechbereichs erhalten werden
kann.
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Wie
man in 3 sehen kann, die eine zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzdüse zeigt,
ist es möglich,
die Anzahl von Hauptöffnungen
und die Anzahl von Nebenöffnungen
zu vervielfachen.
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Der
Kopf 13 der Einspritzdüse 12 besitzt
bei dieser zweiten Ausführungsform
zwei Hauptöffnungen
(21a, 21b), die jeweils nicht dargestellte Kraftstoffstrahlen
in einer Hauptrichtung Pa und einer Hauptrichtung Pb versprühen.
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Um
in der Verbrennungskammer eine Versprühung in einem breiteren Winkel
zu erhalten, sind die Hauptrichtungen Pa und Pb divergierend und
bilden miteinander einen Winkel β von
etwa 15°.
Je nach den Merkmalen der Versprühung
des Kraftstoffs, die durch die Geometrie der Verbrennungskammer
und den Umlauf der Gase auferlegt werden, kann es vorteil haft sein,
den Winkel β zwischen
den Hauptrichtungen Pa und Pb zwischen 5 und 45° variieren zu lassen.
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Die
Außenseite 20 dieser
zweiten Ausführungsform
besitzt zwei Hauptöffnungen
(21a, 21b), denen jeweils zwei Nebenöffnungen
(25a; 25b) zugeordnet sind.
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Die
Nebenöffnungen 25a sind
bezüglich
der Hauptöffnung 21a diametral
entgegengesetzt angeordnet, was gestattet, eine gewisse Symmetrie
des Kraftstoffhauptstrahls von der Zerstreuungszone an beizubehalten.
Es sei bemerkt, dass es möglich
ist, diese Symmetrie beizubehalten, indem mehr als zwei Nebenöffnungen
winkelmäßig um die
Hauptöffnung 21a herum
regelmäßig verteilt
angeordnet werden.
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Die
Nebenrichtungen Sa der durch die Nebenöffnungen 25a versprühten Strahlen
sind so angeordnet, dass die Nebenstrahlen den Hauptstrahl der Öffnung 21a an
ein und derselben Längsposition der
Hauptrichtung Pa schneiden.
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Die
beiden Hauptöffnungen 21a, 21b und
die vier Nebenöffnungen 25a, 25b liegen
in einer gemeinsamen Ebene, es ist jedoch auch möglich, die beiden Hauptöffnungen 21a, 21b in
einer ersten Längsebene
des Kopfs 13 der Einspritzdüse und die Nebenöffnungen
(25a, 25b) in zwei zur ersten Längsebene
senkrechten Ebenen anzuordnen.
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Die
Außenseite 20 besitzt
einen ersten konkaven Bereich 32a, in dem die Öffnungen 21a und 25a ausmünden, und
einen zweiten konkaven Bereich 32b, in dem die Öffnungen 21b und 25b ausmünden. Jeder
konkave Bereich (32a; 32b) umfasst drei Facetten,
eine zentrale Facette, in der die Hauptöffnung senkrecht ausmündet, und
zwei seitliche Facetten, in denen die Nebenöffnungen senkrecht ausmünden.
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Die
die Facetten aufweisende Wand der Einspritzdüse ist relativ dünn in dem
Fall, in dem der Druck in der Versorgungskammer 27 500 bar nicht überschreitet.
Um die Herstellungskosten zu begrenzen, ist der die Konkavitäten (32a, 32b)
aufweisende Bereich der Außenseite
durch Tiefziehen gebildet, d.h. durch Verformung und nicht durch
Bearbeitung oder Gießen
eines ursprünglich
ebenen Bereichs.
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Wie
in 1 dargestellt, ist die erfindungsgemäß ausgebildete
Einspritzdüse
in einem Fremdzündungsmotor
so angeordnet, dass das Benzin direkt in die Verbrennungskammer
versprüht
wird. Die erfindungsgemäße Einspritzdüse gestattet
die sehr genaue Einstellung der Merkmale des versprühten Strahls,
und zwar insbesondere die Richtung, die Geschwindigkeit und die
Eindringtiefe sowie die Zerstäubung
des Kraftstoffs, was für
diesen Motortyp besonders interessant ist. Ein Fremdzündungsmotor verlangt
nämlich
eine sehr genaue Zerstäubung,
und zwar insbesondere um in dem Bereich der Zündungsmittel zu dem Zeitpunkt,
zu dem die Zündung ausgelöst wird,
einen ausreichenden Kraftstoffgehalt zu erhalten.
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Die
Hauptrichtung P der Hauptöffnung
oder der Hauptöffnungen
wird angeordnet, indem die Geometrie der Verbrennungskammer, wie
z.B. das Vorhandensein einer Vertiefung 33 und eines auf
der Stirnseite 9 des Kolbens gebildeten Randes 34,
und der Umlauf der Gase im Inneren der Verbrennungskammer berücksichtigt
wird, um zum Zeitpunkt der Erzeugung eines Funkens zwischen den
Elektroden einen Kraftstoffgehalt zwischen 0,7 und 1,2 in Nähe der Elektroden 11 der
Zündkerze 10 zu
erhalten.
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Es
sei bemerkt, dass es, um eine korrekt angeordnete Versprühungsrichtung
der Hauptöffnung zu
erreichen, möglich ist,
dass die Hauptrichtung P einen mehr oder weniger großen Winkel
mit der Längsachse
Y-Y der Einspritzdüse 12 bildet
oder dass im Fall von mehreren Hauptöffnungen die Hauptrichtungen
(Pa, Pb) nicht bezüglich
der Längsachse
Y-Y der Einspritzdüse
symmetrisch angeordnet sind.
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Der
Kopf 13 der erfindungsgemäß ausgeführten Einspritzdüse erzeugt
wenig inneren Lastverlust und infolgedessen kann die Einspritzdüse 12 durch
eine gemeinsame Rampe versorgt werden, die Kraftstoff unter Hochdruck
enthält.
Im Fall einer Einspritzdüse
für einen
Fremdzündungsmotor
erreicht der Benzinversorgungsdruck der Einspritzdüse 12 vorzugsweise
einen Scheitelwert von 150 bar bis 500 bar.