DE4218896A1 - Kraftstoff-zufuhrvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Kraftstoff-zufuhrvorrichtung fuer eine brennkraftmaschine und verfahren zu deren herstellungInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Zufuhrvor
richtung, die einer Brennkraftmaschine Krafstoff zuführt,
und vor allem auf eine Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung, die
imstande ist, ein Zerstäuben des Kraftstoffs durch Zufuhr
von Hilfs- oder Unterstützungsluft zu einem in einem An
saugkanal der Brennkraftmaschine angeordneten Kraftstoff-
Einspritzventil, das dem Einspritzen von Kraftstoff dient,
zu begünstigen.
Eine Brennkraftmaschine derjenigen Art, bei welcher ein
einzelner Zylinder mit einer Mehrzahl von Einlaßventilen
versehen ist, wurde bisher weitgehend in die Praxis einge
führt.
Ferner ist ein Kraftstoff-Einspritzventil derjenigen Art,
wobei eine Mehrzahl von Kraftstoff-Einspritzdüsen individu
ell auf eine Mehrzahl von Einlaßventilen gerichtet sind,
um den Kraftstoff zu den Einlaßventilen hin einzuspritzen,
so daß das Anhaften von Kraftstoff am Ansaugkanal herabge
setzt und dadurch die Leistung der Maschine verbessert wird,
allgemein bekannt.
Darüber hinaus ist eine solche Technik, die als Druckluft
unterstützung bezeichnet wird, wobei Luft vom Kraftstoff-
Einspritzventil zusammen mit dem Kraftstoff eingestrahlt
wird, bestens bekannt. Beispielsweise ist es nicht neu, wie
in der geprüften JP-GM-Schrift Nr. 2-16 057 offenbart ist,
daß Hilfsluft einem Kraftstoff-Einspritzventil zugeführt
wird, das zwei Kraftstoff-Einspritzdüsen besitzt, um den
für zwei Einlaßventile eingespritzten Kraftstoff durch
die Hilfsluft zu zerstäuben. Darüber hinaus wird bei dem
in der ungeprüften JP-Patent-Veröffentlichung Nr.
64-24 161 offenbarten Kraftstoff-Einspritzventil ebenfalls
Hilfs- oder Unterstützungsluft dem Kraftstoff-Einspritzven
til, das zwei Kraftstoffdüsen besitzt, zugeführt, um den
für zwei Einlaßventile eingespritzten Kraftstoff durch die
Hilfsluft zu zerstäuben. Da in Übereinstimmung mit diesen
Techniken einer Druckluftunterstützung der Kraftstoff durch
die Hilfsluft zerstäubt werden kann, kann die Verbrennung
günstiger gestaltet und können somit die Bestandteile des
Abgases verbessert werden.
Darüber hinaus beschreibt die ungeprüfte JP-Patent-Ver
öffentlichung Nr. 63-3 14 363 eine Technik, wonach am vor
deren oder freien Ende des Kraftstoff-Einspritzventils eine
Hülse oder Tülle vorgesehen wird, welche in zwei Teile ge
teilt wird, um in aneinandergrenzenden Flächen der beiden
Hülsen- oder Muffenteile Hilfsluftkanäle auszubilden.
Gemäß der herkömmlichen druckluftgestützten, oben beschrie
benen Technik wird die Hilfsluft den zwei Kraftstoffstrah
len, die einzeln zu den zwei Einlaßventilen gerichtet sind,
so zugeführt, daß zwei getrennte, durch die Hilfsluft zer
stäubte Kraftstoffstrahlen gebildet werden. Im Fall eines
Zerstäubens des Kraftstoffs infolge einer Druckluftunterstüt
zung wird jedoch, weil die Hilfsluft zu einem Kollidieren
gegen den eingespritzten Kraftstoff gebracht wird, der
Spritzkegelwinkel des druckluftgestützten, eingespritzten
Kraftstoffs größer, da die Partikelgröße des druckluftge
stützten, eingespritzten Kraftstoffs kleiner wird, um die
Zerstäubung zu fördern oder zu begünstigen. Aus diesem Grund
ist es notwendig, wenn beabsichtigt wird, zwei druckluft
gestützte Strahlen wie bei der herkömmlichen druckluftge
stützten Technik zu bilden, den Spritzkegelwinkel eines je
den Sprühstrahls klein zu machen, was in dem Problem resul
tiert, daß die Zerstäubung nicht zufriedenstellend durch
geführt werden kann.
Demzufolge ist es gemäß der herkömmlichen druckluftge
stützten Technik unmöglich, die Zerstäubung in zufrieden
stellender Weise durchzuführen, was das Problem zum Ergeb
nis hat, daß der Kraftstoff am Ansaugkanal oder den Einlaßven
tilen haftet.
Insbesondere wird, wenn es erforderlich ist, eine große Men
ge an Kraftstoff einzuspritzen, z. B. wenn die Brennkraft
maschine in einem Hochlastzustand oder bei niedrigen Tem
peraturen unmittelbar nach dem Starten des Motors betrieben
wird, die Kraftstoff-Einspritzzeit des Kraftstoff-Einspritz
ventils verlängert, um die Kraftstoff-Einspritzmenge zu ver
größern, so daß in manchen Fällen die Kraftstoff-Einsprit
zung ausgelöst wird, bevor die Einlaßventile geöffnet wer
den. Wenn der Kraftstoff zu der Zeit eingespritzt wird,
da die Ansaugluft langsam strömt, z. B. vor dem Öffnen der
Einlaßventile, so haftet gemäß der herkömmlichen druckluft
gestützten Technik eine große Kraftstoffmenge an den Ansaug
kanälen oder den Einlaßventilen, so daß es unmöglich wird,
die Verbrennung im Zylinder in zufriedenstellender Weise
günstiger zu gestalten und insofern die Bestandteile des
Abgases hinreichend zu verbessern.
Ferner erfordert bei der herkömmlichen druckluftgestütz
ten Technik das Ausbilden der Hilfsluftkanäle ein Bohren
von langgestreckten Löchern, was in dem Problem resultiert,
daß die Herstellungskosten angehoben werden. Um das zu ver
meiden, wurde in Betracht gezogen, die Hilfsluftkanäle zwi
schen den beiden oben genannten Bauteilen auszubilden. Wenn
diese beiden Bauteile plastifiziert werden, so ist jedoch
eine Möglichkeit vorhanden, daß bei einem Verbinden der bei
den Bauteile miteinander die Hilfsluftkanäle aufgrund eines
Quetschens des Verbindungsmittels, von Kunstharz od. dgl.
verformt werden, so daß das Verstopfen der Hilfsluftkanäle
hervorgerufen wird oder die Hilfsluftströmung nicht statt
finden kann.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kraftstoff-
Zufuhrvorrichtung zu schaffen, die imstande ist, eine Ein
spritzmethode, bei welcher gebildete Sprühstrahlen zu einer
Mehrzahl von Einlaßventilen hin gerichtet werden, und eine
andere Einspritzmethode, bei welcher ein einzelner Sprüh
strahl gebildet wird, der einen weiten Spritzkegelwinkel
besitzt, zu verwirklichen, wobei zugleich die oben herausge
stellten Probleme der herkömmlichen druckluftgestützten
Technik überwunden werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Verfahren zur Herstellung einer Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung
anzugeben, welches dazu geeignet ist, Hilfsluftkanäle bei
Verwendung eines Kunstharzmaterials ohne eine Verformung
der Hilfsluftkanäle auszugestalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden am vorderen Ende
oder Düsenende eines Kraftstoff-Einspritzventils ein Kanal
bauteil, das mit einem Kraftstoffkanal, mit Hilfsluftkanä
len und mit einem Führungselement versehen ist, und eine
Unterbrechereinrichtung, die dazu dient, die Zufuhr von
Hilfsluft abzusperren, vorgesehen. Der Kraftstoffkanal ist
derart ausgebildet, daß der vom Kraftstoff-Einspritzventil
eingespritzte Kraftstoff zu einer Mehrzahl von Einlaßventi
len einer Brennkraftmaschine hin gerichtet wird, während
die Hilfsluftkanäle so ausgestaltet sind, daß sie den vom
Kraftstoffkanal eingespritzten Kraftstoff kreuzen. Wenn die
Zufuhr von Hilfsluft durch die Unterbrechereinrichtung ab
gesperrt wird, so wird folglich der vom Kraftstoff-Ein
spritzventil eingespritzte Kraftstoff durch den Kraft
stoffkanal so geführt, daß er zu den zugeordneten Einlaß
ventilen eingespritzt wird, wodurch zu einer Mehrzahl von
Einlaßventilen der Brennkraftmaschine hin gerichtete Sprüh
strahlen gebildet werden. Wenn andererseits die Unterbre
chereinrichtung eine Zufuhr der Hilfsluft zuläßt, wird der
vom Kraftstoffkanal herausgeführte Kraftstoff aufgrund
einer Kollision mit der Hilfsluft verwirbelt und zerstäubt,
so daß er zu einem einzelnen Sprühstrahl wird. Hierbei wird
der Spritzkegelwinkel aufgrund der Kollision mit der Hilfs
luft groß und durch das Führungselement geregelt, so
daß man einen Sprühstrahl mit dem gewünschten Spritzkegel
winkel erhält. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es auf
diese Weise möglich, eine Einspritzmethode, welche zu einer
Mehrzahl von Einlaßventilen hin gerichtete Sprühstrahlen
bildet, und eine andere Einspritzmethode, welche einen ein
zelnen Sprühstrahl mit einem weiten Spritzkegelwinkel bil
det, zu verwirklichen.
Der Kraftstoffkanal kann ferner eine Mehrzahl von zu der
Mehrzahl von Einlaßventilen hin gerichteten Kraftstoffkanä
len umfassen. Das ermöglicht es, eine Mehrzahl von separaten
Sprühstrahlen zu bilden, die zu den jeweils zugeordneten
Einlaßventilen gerichtet sind.
Die Hilfsluftkanäle sind darüber hinaus jeweils so gestal
tet, daß sie sich von der Außenseite des Kraftstoffkanals
einwärts und geneigt zur Richtung der Kraftstoff-Einsprit
zung hin erstrecken, so daß verhindert werden kann, daß der
Spritzkegelwinkel zu groß wird, wenn die Hilfsluft zugeführt
wird.
Des weiteren sind die Hilfsluftkanäle so geöffnet, daß sie
die Öffnung des Kraftstoffkanals umgeben, so daß verhindert
werden kann, daß der Spritzkegelwinkel zu groß wird, wenn
die Hilfsluft zugeführt wird.
Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung
werden ein inneres Bauteil und ein äußeres Bauteil, die
mit einem Kraftstoffkanal sowie Hilfsluftkanälen ausgestal
tet sind, unter Verwendung eines Kunstharzmaterials gebil
det, und diese beiden Bauteile werden ferner miteinander
zu einer Einheit verbunden. Hierbei werden durch Einsetzen
des inneren Bauteils in das äußere durch eine dessen Öff
nungen hindurch die Hilfsluftkanäle gebildet, die sich von
durchdringenden Öffnungen, welche zwischen dem inneren so
wie äußeren Bauteil ausgestaltet sind, aus erstrecken,
um rund um den Kraftstoffkanal auszutreten, der an der
Stirnfläche des inneren Bauteils offen ist. Ferner werden
das innere sowie das äußere Bauteil miteinander an der Ver
bindungsstelle verbunden, die einer der Öffnungen näherliegt
als die durchdringenden Öffnungen. Da in der Verbindungs
stelle keine Hilfsluftkanäle ausgestaltet sind, kann folg
lich verhindert werden, daß die Hilfsluftkanäle zur Zeit
einer Verbindung verformt oder verstopft werden.
Bei dem Verschweißen des inneren sowie äußeren Bauteils mit
einander, indem ein Teil der beiden Bauteile geschmolzen
wird, ist es des weiteren möglich, da das innere Bauteil
in das äußere Bauteil eingesetzt wird und weil das innere
Bauteil an seinem Außenumfang mit einem Führungsstück ausge
staltet ist, welches einzusetzen ist, wobei es in Berührung
mit der Innenumfangswandfläche des äußeren Bauteils gehalten
wird, die beiden Bauteile in vorteilhafter Weise infolge
eines Schmelzens eines Schmelzabschnitts sowie eines Stu
fenteils miteinander zu verschweißen, während ein Ab
stand zwischen dem inneren sowie äußeren Bauteil aufrecht
erhalten wird.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung eines druckluftge
stützten Kraftstoff-Einspritzventils;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Art eines
Zerstäubens von aus dem druckluftgestützten Kraft
stoff-Einspritzventil abgegebenem Kraftstoff;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer anderen Art
eines Zerstäubens von aus dem druckluftgestützten
Kraftstoff-Einspritzventil abgegebenem Kraftstoff;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist ein Flußplan zur Funktionsweise eines Steuer
geräts;
Fig. 7 ist eine Schnittdarstellung eines Kraftstoff-Ein
spritzventils gemäß einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ist eine Seitenansicht einer Tülle;
Fig. 9 ist eine Ansicht bei Betrachtung gemäß der Pfeil
richtung A von Fig. 8;
Fig. 10 ist eine Schnittdarstellung nach der Linie I-O-I
der Fig. 9;
Fig. 11 ist eine Ansicht bei Betrachtung gemäß der Pfeil
richtung B von Fig. 10;
Fig. 12 ist eine Seitenansicht, die die Gestalt einer
Düsenmuffe gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bevor diese Muffe ge
schmolzen wird, darstellt;
Fig. 13 ist eine Ansicht bei Betrachtung gemäß der
Pfeilrichtung C von Fig. 12;
Fig. 14 ist eine Schnittdarstellung nach der Linie II-O-II
der Fig. 13;
Fig. 15 ist eine Schnittdarstellung nach der Linie
III-III der Fig. 14;
Fig. 16 ist eine Schnittdarstellung, die eine Abwandlung
der Kehlengestalt von Fig. 15 zeigt;
Fig. 17 ist eine Seitenansicht eines Düsenmantels
gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 18 ist eine Ansicht bei Betrachtung gemäß der Pfeil
richtung D von Fig. 17;
Fig. 19 ist eine Schnittdarstellung nach der Linie IV-O-IV
der Fig. 18;
Fig. 20 ist eine Schnittdarstellung einer Tülle gemäß einer
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 21 ist eine Schnittdarstellung eines Kraftstoff-Ein
spritzventils gemäß einer fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 22 ist eine Schnittdarstellung eines Kraftstoff-Ein
spritzventils gemäß einer sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wer
den im folgenden beschrieben.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau
einer ersten Ausführungsform zeigt.
In einer Brennkraftmaschine 1 ist jeder Zylinder mit zwei
Einlaßventilen 2 und zwei Auslaßventilen 3 versehen. In
Fig. 1 sind lediglich eines der Einlaßventile 2 und eines
der Auslaßventile 3 dargestellt. Mit dem Einlaßventil
2 der Brennkraftmaschine ist ein Ansaugkanal 4 verbunden,
und eine der Regelung der Ansaugluftmenge dienende Drossel
klappe 5 ist im Ansaugkanal 4 angeordnet. Ferner sind strom
auf vom Ansaugkanal 4 eine Ansaugluft-Meßvorrichtung und
ein Luftfilter, die nicht dargestellt sind, vorgesehen.
Ein druckluftgestütztes Kraftstoff-Einspritzventil 6 ist
zwischen der Drosselklappe 5 und dem Einlaßventil 2 im An
saugkanal 4 angeordnet. Das druckluftgestützte Einspritzven
til 6 enthält eine Kraftstoff-Einspritzdüse, durch die der
Kraftstoff eingespritzt wird, und eine Hilfsluft-Strahldüse,
durch welche Hilfs- oder Unterstützungsluft zu dem von der
Einspritzdüse eingespritzten Kraftstoff hin eingestrahlt
wird. Das druckluftgestützte Einspritzventil 6 ist im An
saugkanal 4 so befestigt, daß seine Kraftstoff-Einspritzdü
se auf das Einlaßventil 2 zeigt. Das druckluftgestützte Ein
spritzventil 6 wird mit Kraftstoff von einem (nicht darge
stellten) Kraftstoffbehälter versorgt, wobei der Kraftstoff
durch eine Kraftstoffpumpe unter Druck gesetzt und durch
ein Druckregelventil auf einen festen Druck eingeregelt wird,
während ein von einem (nicht dargestellten) Steuergerät er
zeugter Steuerimpuls, der eine der einzuspritzenden Kraft
stoffmenge entsprechende Impulsdauer hat, dem druckluftge
stützten Einspritzventil 6 zugeführt wird. Darüber hinaus
wird die Hilfsluft in das druckluftgestützte Einspritzventil
6 durch einen Hilfsluftkanal 7 eingeführt, der stromauf von
der Drosselklappe 5 mit dem Ansaugkanal 4 verbunden ist.
Die Fig. 2 zeigt in einer Schnittdarstellung den Aufbau des
druckluftgestützten Kraftstoff-Einspritzventils 6.
Dieses druckluftgestützte Einspritzventil 6 besitzt eine
Kraftstoff-Ventileinheit 600, und als diese Ventileinheit
600 wird ein übliches Kraftstoff-Einspritzventil verwendet.
Die Kraftstoff-Ventileinheit 600 hat ein Ventilgehäuse 602,
das an seinem vorderen Ende mit einer Kraftstoff-Einspritz
düse 601 ausgestattet ist. Eine dem Öffnen und Schließen
der Einspritzdüse 601 dienende Ventilnadel 603 ist im Ven
tilgehäuse 602 aufgenommen. Das Ventilgehäuse 602 ist an
einem Gehäuse 604 fest angebracht. Eine Magnetspule 605
ist im Gehäuse 604 angeordnet und wird über einen Steck
verbinder 606 von einem (nicht dargestellten) Steuerkreis
erregt. Die Ventilnadel 603 ist mit einem Anker 607 verse
hen, so daß die Ventilnadel 603 durch die aufgrund einer
Erregung der Magnetspule 605 erzeugte elektromagnetische
Kraft bewegt wird. Am Gehäuse 604 ist ein Stator 608 befe
stigt, und der Kraftstoff wird dem in dieser Zeichnung obe
ren Endabschnitt des Stators 606 von der (nicht dargestell
ten) Kraftstoffpumpe zugeführt. Wenn die Magnetspule 605
erregt und dadurch die Ventilnadel 603 bewegt wird, wird
die Kraftstoff-Einspritzdüse 601 geöffnet, so daß der
Kraftstoff durch das Innere des Stators 608, das Innere
des Ankers 607 sowie weiter zwischen der Ventilnadel 603
und dem Ventilgehäuse 602 hindurchtreten kann, bis er von
der Einspritzdüse 601 eingespritzt wird.
Die Kraftstoff-Ventileinheit 600 ist in einen Mantel 610
eingesetzt, der dazu dient, Hilfsluftkanäle zu bilden. Der
Mantel 610 ist mit einer Rohrleitung 611 ausgestattet, so
daß die Hilfsluft vom Hilfsluftkanal 7 durch die Rohrlei
tung 611 in den Mantel 610 eingeführt wird. Innerhalb des
Mantels 610 sind am vorderen Endabschnitt des Ventilgehäu
ses 602 der Kraftstoff-Ventileinheit 600 eine Buchse 620
und eine Tülle 630 angeordnet. Durch Einsetzen und Fixieren
der Kraftstoff-Ventileinheit 600 in das bzw. im Gehäuse 610
werden die Buchse 620 und die Tülle 630 fest zwischen der
Ventileinheit 600 sowie dem Mantel 610 gehalten.
Die Buchse 620 ist mit zwei Kraftstoffkanälen 621 und 622
ausgestattet, durch welche der von der Einspritzdüse 601
eingespritzte Kraftstoff zum Hindurchfließen gebracht wird.
Zwischen diesen beiden Kraftstoffkanälen 621, 622 ist eine
Trennwand 623 ausgebildet, um den von der Einspritzdüse 601
eingespritzten Kraftstoff in zwei Teile zu teilen. Jeder
der beiden Kraftstoffkanäle 621 und 622 ist von konischer
Gestalt, so daß seine Querschnittsfläche im stromab gerich
teten Verlauf des Kraftstoff-Sprühstrahls vermindert wird.
Ferner sind in der Buchse 620 zwei Hilfsluftkanäle 624 und
625 ausgebildet, durch welche hindurch die Hilfsluft zum
Strömen gebracht wird. Die stromaufwärtigen Enden der Hilfs
luftkanäle 624, 625 öffnen in den Innenraum des Mantels 610,
während die stromabwärtigen Enden der Hilfsluftkanäle 624,
625 zu den stromabwärtigen Teilen der Kraftstoffkanäle 621,
622 der Buchse 620 jeweils offen sind. Die Achse des Hilfs
luftkanals 624 kreuzt die Achse des Kraftstoffkanals 621,
während die Achse des Hilfsluftkanals 625 die Achse des
Kraftstoffkanals 622 kreuzt. Ferner schneiden sich die Ach
sen der beiden Hilfsluftkanäle 624 und 625 untereinander
in einem Punkt stromab von der Trennwand 623.
ln der Tülle 630 ist ein konischer Durchlaß 631 ausgebildet,
der dazu dient, den Spritzkegelwinkel des Kraftstoffs zu
regeln.
Das in Fig. 2 gezeigte druckluftgestützte Kraftstoff-Ein
spritzventil 6 wird im Ansaugkanal 4 der Brennkraftmaschine
so befestigt, daß die Achsen der beiden Kraftstoffkanäle
621, 622 jeweils zu den Einlaßventilen der Brennkraftma
schine gerichtet und die beiden Strahlen von durch die
Kraftstoffkanäle 621, 622 eingespritztem Kraftstoff jeweils
auf die Einlaßventile ausgerichtet sind.
Die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils schematische Darstellungen
der Art des Einsprühens von Kraftstoff von dem Kraftstoff-
Einspritzventil zu den Einlaßventilen der Brennkraftma
schine.
Die Brennkraftmaschine ist mit zwei Einlaßventilen 2a und
2b ausgestattet. Der Ansaugkanal 4 wird in zwei Ansaug
kanäle 4a und 4b verzweigt, die jeweils mit den beiden
Einlaßventilen 2a und 2b in Verbindung stehen. Eine Zwischen
wand 4c ist zwischen den beiden Einlaßkanälen 4a und 4b aus
gebildet. Es ist darauf hinzuweisen, daß in den Fig. 3 und
4 die Gestalt des Sprühstrahls vom Einspritzventil 6 als
der schraffierte Bereich dargestellt und der Spritzkegelwin
kel durch α oder β angegeben ist.
Im folgenden wird die Funktionsweise der oben beschriebenen
Ausführungsform erläutert. Wenn bei dieser Ausführungsform
die Drosselklappe 5 geöffnet wird, wird der Differential
druck des Hilfsluftkanals 7 zum Verschwinden gebracht, um
die Hilfsluft abzusperren, was zum Ergebnis hat, daß das
Einstrahlen der Hilfsluft von den Hilfsluftkanälen 624 und
625 unterbrochen wird. Da die Magnetspule 605 der Kraftstoff-
Ventileinheit 600 erregt wird, während die Drosselklappe
5 im Öffnungszustand ist, wird von der Einspritzdüse 601
Kraftstoff eingespritzt. Der von der Düse 601 eingespritzte
Kraftstoff wird zu den zwei Kraftstoffkanälen 621 und 622
hin aufgeteilt. Der durch die beiden Kraftstoffkanäle 621,
622 geführte Kraftstoff wird zu zwei Kraftstoff-Sprühstrah
len, deren Spritzkegelwinkel klein ist, wie in Fig. 3 durch
α angegeben ist. Diese Kraftstoff-Sprühstrahlen, die jeweils
den engen Spritzkegelwinkel α haben, werden zum Durchtritt
durch den Durchlaß 631 gebracht und strömen dann zu den
beiden Einlaßventilen 2a bzw. 2b.
Demzufolge kann ein Anhaften von Kraftstoff an der Innensei
te des Ansaugkanals 4 verhindert werden, wenn die Maschine
mit hoher Drehzahl und mit hohem Lastzustand betrieben wird,
d. h., wenn die Drosselklappe 5 geöffnet ist, so daß es mög
lich ist, den Kraftstoff dem Brennraum mit Zuverlässigkeit
zuzuführen, was darin resultiert, daß die Möglichkeit gege
ben ist, die Charakteristik des Übergangsverhaltens der Ma
schine, und zwar insbesondere die Charakteristik des Über
gangsverhaltens bei Verwendung von Schwerbenzin, zu ver
bessern.
Wenn die Drosselklappe 5 geschlossen wird, so steigt im
Hilfsluftkanal 7 der Differentialdruck an, so daß die Zu
fuhr von Hilfsluft in den Mantel 610 zugelassen wird, was
darin resultiert, daß die Hilfsluft durch die Hilfsluftka
näle 624 und 625 eingestrahlt wird. Da die Magnetspule 605
der Kraftstoff-Ventileinheit 600 erregt wird, wenn die Dros
selklappe 5 geschlossen wird, wird Kraftstoff von der Ein
spritzdüse 601 eingespritzt. Der von der Düse 601 eingespritz
te Kraftstoff wird auf die zwei Kraftstoffkanäle 621, 622
verteilt. Da die Hilfsluft zu den stromabwärtigen Teilen
der Kraftstoffkanäle 621 und 622 eingeleitet wird, kolli
diert der durch die beiden Kraftstoffkanäle 621, 622 treten
de Kraftstoff mit der Hilfsluft, so daß er fein verteilt
wird. Hierbei wird die Zerstreuung des eingesprühten Kraft
stoffs durch den in der Tülle 630 ausgebildeten Durchlaß
631 geregelt und wird zu einem einzigen Sprühstrahl von
Kraftstoff, der einen weiten Spritzkegelwinkel β hat, wie
in Fig. 4 gezeigt ist.
Folglich kann die Zerstäubung des Kraftstoffs gefördert wer
den, wenn die Maschine im Zustand niedriger Drehzahl und
niedriger Last betrieben wird, d. h., wenn die Drosselklappe
5 geschlossen ist, so daß es möglich ist, das Gemisch von
hoher Qualität zuzuführen, was zum Ergebnis hat, daß die
Emissionen und die Verbrennungsänderung oder -umstellung
vermindert wie auch die Charakteristik des Übergangsverhal
tens verbessert werden können. lnsbesondere wird in dem
Fall, da eine große Kraftstoffmenge eingespritzt wird, wenn
die Temperatur der Brennkraftmaschine niedrig ist, die Ma
gnetspule 605 für eine lange Zeit erregt und das Einspritzen
ausgelöst, bevor der Luftstrom in den Sitzteilen der Einlaß
ventile 2a und 2b ansteigt, so daß das Anhaften von Kraft
stoff in der Ansaugleitung vermindert und folglich der Kraft
stoff dem Brennraum in zuverlässiger Weise aufgrund des
großen Spritzkegelwinkels des Kraftstoffs und der Förderung
der Zerstäubung zugeführt werden kann.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist es gemäß dieser Ausfüh
rungsform möglich, den Kraftstoff in Übereinstimmung mit
dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine einzuspritzen
und das Anhaften von Kraftstoff am Ansaugkanal, das zur Zeit
eines Erhöhens der Kraftstoffmenge in dem Fall bewirkt wird,
da der Kraftstoff zu den Einlaßventilen hin eingespritzt
wird, zu vermindern, was in der Möglichkeit resultiert, die
Emissionen und die Verbrennungsänderung zu vermindern wie
auch die Charakteristik der Übergangsverhaltens der Brenn
kraftmaschine zu verbessern.
lm folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 eine
Beschreibung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gegeben. Die Fig. 5 zeigt schematisch den Aufbau
der zweiten Ausführungsform.
Der Hilfsluftkanal 7 ist mit einem Regelventil 8 versehen,
das dem Öffnen und Schließen dieses Kanals dient. Das Regel
ventil 8 öffnet und schließt den Hilfsluftkanal 7 in Überein
stimmung mit einem Signal vom Steuergerät 9. Das Steuergerät
9 empfängt ein Signal von einer Betriebszustand-Ermittlungs
einrichtung 10, die dazu dient, den Betriebszustand der
Brennkraftmaschine 1 zu ermitteln und das Regelventil 8 ent
sprechend diesem Betriebszustand zu steuern. Bei dieser Aus
führungsform ist die Auslegung so getroffen, daß die Be
triebszustand-Ermittlungseinrichtung 10 den Niedrigtempera
turzustand der Brennkraftmaschine 1 aus deren Kühlwasser
temperatur feststellt.
Die zweite Ausführungsform weist dieselbe Konstruktion wie
diejenige der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme des
oben beschriebenen, im Hilfsluftkanal angeordneten Regel
ventils 8 auf.
Die Fig. 6 zeigt einen Flußplan zur Funktionsweise des Steu
ergeräts 9 der zweiten Ausführungsform.
Im Schritt 101 wird von der Betriebszustand-Ermittlungsein
richtung 10 die Kühlwassertemperatur als der Betriebszu
stand der Brennkraftmaschine erhalten. Im Schritt 102 wird
entschieden, ob die Kühlwassertemperatur diejenige Tempera
tur ist, die für den Niedrigtemperaturzustand der Brenn
kraftmaschine kennzeichnend ist. Wenn auf den Niedrigtempera
turzustand erkannt wird, geht der Vorgang zum nächsten
Schritt über, wie durch einen Pfeil JA angegeben ist. Wird
darauf erkannt, daß die Maschine nicht im Niedrigtempera
turzustand ist, so geht der Vorgang zum nächsten Schritt,
wie er durch einen Pfeil NEIN angegeben ist, über. Im
Schritt 103 wird das Regelventil 8 geöffnet, während dieses
Ventil im Schritt 104 geschlossen wird.
Gemäß dieser Ausführungsform wird lediglich dann, wenn die
Brennkraftmaschine im Niedrigtemperaturzustand ist, die
Hilfsluft zugeführt und die Zerstäubung des Kraftstoffs ge
fördert. Es ist deshalb möglich, die Emissionen und die
Verbrennungsänderung zu vermindern, wie auch die Charakteri
stik des Übergangsverhaltens der Brennkraftmaschine zu ver
bessern.
Wenngleich die Zufuhr der Hilfsluft in Übereinstimmung mit
der Kühlwassertemperatur der Maschine bei der obigen zwei
ten Ausführungsform unterbrochen wird, so ist es möglich,
die Zufuhr der Hilfsluft in Übereinstimmung mit dem Be
triebszustand der Brennkraftmaschine, wie beispielsweise
dem Gangschaltungsvorgang des Getriebes, zu unterbrechen.
Ferner besteht die Möglichkeit, daß durch Koppeln mit
einer veränderbaren Ansaugvorrichtung, die den Betätigungs
zeitpunkt des Ansaugventils der Brennkraftmaschine ändert,
die Hilfsluft lediglich in dem Fall zugeführt wird, da der
Zeitpunkt, zu welchem das Einlaßventil geöffnet wird, ver
zögert wird, um ein Auslösen der Kraftstoffeinspritzung zu
bewirken, bevor das Einlaßventil geöffnet wird, so daß da
durch das Zerstäuben des Kraftstoffs begünstigt wird.
lm folgenden wird eine dritte Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung beschrieben. Wenngleich die oben erwähnte
erste Ausführungsform das druckluftgestützte Kraftstoff-
Einspritzventil mit dem Aufbau nach der Fig. 2 verwendet,
kommt anstelle des druckluftgestützten Einspritzventils von
Fig. 2 bei der dritten Ausführungsform ein druckluftgestütz
tes Kraftstoff-Einspritzventil zur Anwendung, wie es in den
Fig. 7 bis 19 gezeigt ist. Es ist zu bemerken, daß das
druckluftgestützte Einspritzventil dieser Ausführungsform
im Ansaugkanal der Brennkraftmaschine in derselben Weise
wie dasjenige der ersten Ausführungsform befestigt ist.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist ein Kraftstoff-Einspritzven
til 701 elektromagnetischer Bauart in eine Einspritzleitung
702 eingebaut, die der Zufuhr von Kraftstoff zu den Zylin
dern der Brennkraftmaschine dient. Ein Gehäuse 703 des Ein
spritzventils 701 ist als ein abgestufter Zylinder ausgestal
tet, wobei im großkalibrigen Teil des Gehäuses 703 eine
auf einen Spulenkörper 704 gewickelte Magnetspule 705 ange
ordnet ist. Ein zylindrischer Eisenkern 706 erstreckt sich
von oben her durch den Spulenkörper 704, und innerhalb des
Eisenkerns 706 ist ein Einstell- oder Justierrohr 707 axial
verschiebbar untergebracht.
Im kleinkalibrigen Teil des Gehäuses 703 ist durch einen
Abstandshalter 709 ein Düsenkörper 710 klemmend festgehal
ten, und in einer abwärts gerichteten, vorragenden Stirnflä
che des Düsenkörpers 710 ist eine Einspritzdüse 712 ausge
bildet. Ein Nadelventil 714 ist von oben her im Düsenkörper
710 so angeordnet, daß es verschiebbar ist. Am vorderen En
de des Nadelventils 714 ist ein Düsenzapfen 716 ausgestaltet,
der durch die Einspritzdüse 712 hindurchtritt, wobei ein
Spalt zur inneren Umfangswand der Düse 712 belassen wird,
und aus der Einspritzdüse 712 vorragt. Andererseits ist
im wesentlichen in der Mitte des Nadelventils 714 ein An
schlag 718 in Gegenüberlage zum Abstandshalter 719 ausgebil
det. Ferner ist am oberen Ende des Nadelventils 714 ein beweg
barer Kern 720 so vorgesehen, daß er dem Eisenkern 706 gegen
überliegt und mit diesem verbunden ist. Durch eine zwischen
dem Eisenkern 706 und dem Justierrohr 707 angeordnete Schrau
benfeder 722 wird der bewegbare Kern 720 in abwärtiger Rich
tung belastet. Im Endabschnitt des Körpers 710, in welchem
die Einspritzdüse 712 ausgebildet ist, ist eine geteilte
Tülle 724 vorhanden, die so gestaltet ist, daß sie den End
abschnitt des Körpers 710 abdeckt.
Die Tülle 724 umfaßt eine innere Düsenmuffe 730 und einen
äußeren Düsenmantel 731, wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt
ist. Die Düsenmuffe 730 und der Düsenmantel 731, die die
Tülle 724 bilden, sind aus 6-6 Nylon (mit einem Gehalt von
30 Gew.-% an Glas), Polyacetalen, Polyphenylensulfid (PPS)
od. dgl. gefertigt.
Die innere Düsenmuffe 730 hat zwei Kraftstoffkanäle 732 und
733, die jeweils konisch derart ausgestaltet sind, daß ihre
Querschnittsfläche mit ihrem Verlauf in stromabwärtiger
Richtung des Sprühstrahls des Kraftstoffs abnimmt. ln der
Außenumfangswand der inneren Düsenmuffe 730 sind halbkreis
förmige Kehlen 734, 735, 736, 737, 738 und 739 ausgebildet,
von denen jede dazu dient, einen Luftkanal zu bilden. Der
der Ausgestaltung des Luftkanals dienende gekehlte Teil 740
kann anstelle des Querschnitts mit Kreisbogenform, der in
Fig. 15 gezeigt ist, die in Fig. 16 gezeigte rechteckige
Querschnittsgestalt haben. Die innere Düsenmuffe 730 besitzt
eine Kegelfläche 730a und ein ringförmiges Stufenteil 730b.
Der äußere Düsenmantel 731 hat beispielsweise sechs Öffnun
gen 744, 745, 746, 747, 748 und 749, wobei diese Öffnungen
sich jeweils von der inneren Wand zur äußeren Wand erstrec
ken und der Bildung eines Luftansaugkanals dienen. Für jede
der Öffnungen 746 bis 749 ist es ausreichend, einen Durch
trittsquerschnitt zu besitzen, der nicht kleiner ist als
die von dem gekehlten Teil 734, 735, 736, 737, 738 oder 739
und der Innenwand des Düsenmantels 731 umgebene Querschnitts
fläche. Ferner ist der Düsenmantel 731 an seinem vorderen
Ende mit einem Diffusorabschnitt 750 ausgestaltet, der dazu
dient, den durch die Hilfsluft verwirbelten und zerstäubten
Sprühstrahl des Kraftstoffs zu leiten und diesen innerhalb
des gewünschten Spritzkegelwinkels einzuregeln, wie auch der
Düsenmantel Anschnittflächen 751 besitzt, die zum Positio
nieren des Mantels im automatischen Montagevorgang dienen.
In Fig. 10 gezeigte Zwischenräume G1 und G2 sind so ausgelegt,
daß sie einen Abstand von etwa 0,1 bis 0,3 mm haben. Das
macht es möglich zu verhindern, daß andere Teile als das
Stufenteil 730b zur Zeit der Ultraschallschweißung, welche
später beschrieben werden wird, geschmolzen und verschweißt
werden, wodurch verhindert wird, daß der Hilfsluftkanal auf
grund einer Erzeugung von unnötigen Graten verstopft wird.
Die Fig. 8 bis 11 sind Darstellungen, die den Aufbau der
Düsenmuffe 730 nach dem Schweißen zeigen. Hierbei ist die
Fig. 8 eine Seitenansicht der Düsenmuffe 730, ist die Fig. 9
eine Ansicht aus der Pfeilrichtung A der Fig. 8, ist die
Fig. 10 eine Schnittdarstellung nach der Linie I-O-I der
Fig. 9, und ist die Fig. 11 eine Ansicht aus der Pfeil
richtung B der Fig. 10. Ferner sind die Fig. 12 bis 14 Dar
stellungen, die die Gestalt der Düsenmuffe 730 zeigen, bevor
sie verschweißt wird, wobei Fig. 12 eine Seitenansicht ist,
Fig. 13 eine Ansicht aus der Pfeilrichtung C der Fig. 12
ist, und Fig. 14 eine Schnittdarstellung längs der Linie
II-O-II der Fig. 13 ist. Darüber hinaus ist die Fig. 15 eine
Schnittdarstellung nach der Linie III-III der Fig. 14. Zu
sätzlich sind die Fig. 17 bis 19 Darstellungen, die die Ge
stalt des Düsenmantels 731 zeigen bevor der verschweißt wird,
wobei Fig. 17 eine Seitenansicht ist, Fig. 18 eine Ansicht
aus der Pfeilrichtung D der Fig. 17 ist, und Fig. 19 eine
Schnittdarstellung nach der Linie IV-O-IV der Fig. 18 ist.
Es ist zu bemerken, daß die Fig. 12 bis 14 das Stufenteil
730b und das Führungsstück 752 darstellen, wobei das Stu
fenteil 730b in der axialen Richtung im Vergleich mit den
Fig. 8 bis 11 über eine längere Strecke gezeigt ist. Der
axial verlängerte Abschnitt des Stufenteils 730b ist derjeni
ge Abschnitt, der zur Zeit der Unterschallschweißung, die
später zu beschreiben ist, geschmolzen wird. Andererseits
wird das Führungsstück 752 so gestaltet, daß es einen Außen
durchmesser hat, der im wesentlichen gleich dem Innendurch
messer der zylindrischen Fläche 731a des Düsenmantels 731
ist, wie in Fig. 19 gezeigt ist, wobei das Führungsstück
eine Führungsfläche bildet, mittels welcher die Düsenmuffe
730 in den Düsenmantel 731 eingesetzt wird, wobei das
Stufenteil 730b der Muffe im Schweißvorgang geschmolzen wird,
so daß ein fester Abstand zwischen dem Düsenmantel 731 und
der Düsenmuffe 730 aufrechterhalten wird.
Innerhalb der Einspritzleitung 702 wird der Durchgang des
von der Kraftstoff-Einspritzöffnung abgeführten Kraft
stoff zwischen einem ersten O-Ring 758 und einem zweiten
O-Ring 759 gebildet. Die durch einen Luftkanal 702a und
einen Kanal 702b, die in der Einspritzleitung 702 ausgebil
det sind, angesaugte Luft wird in radialer Richtung zwi
schen dem zweiten O-Ring 759 und einem dritten O-Ring 760
abgeschlossen.
Im folgenden wird eine Beschreibung des Vorgangs der Her
stellung der oben beschriebenen Ausführungsform gegeben.
Der Düsenmantel 731 und die Düsenmuffe 730 werden mittels
Spritzgießens ausgebildet. Die beiden Düsen werden verei
nigt, indem sie miteinander verschweißt werden, wenn die
Düsenmuffe 730 in den Düsenmantel 731 eingeführt wird.
Die Düsenmuffe 730 wird von einer Öffnung 731c des Düsenman
tels 731 her eingebracht.
Bei dem Schweißvorgang wird, wie in Fig. 10 gezeigt ist,
die Düsenmuffe 730 in den Düsenmantel 731 eingesetzt, wer
den der Düsenmantel 731 sowie die Düsenmuffe 730 gegenein
ander gepreßt, so daß das Stufenteil 730b und das Stufen
teil 731b einem Ultraschalldruck unterworfen werden, so daß
das Stufenteil 730b durch Ultraschallschwingungen geschmol
zen wird. Durch Ultraschallwellen erzeugte Grate werden
in einem Grat-Sammelraum 753 aufgenommen, um einen schädli
chen Einfluß auf den in Fig. 7 gezeigten O-Ring 760 zu ver
meiden. Im Verlauf des Preßpassens der Düsenmuffe 730, wäh
rend das Stufenteil 730b durch die Ultraschallwellen ge
schmolzen wird, wenn die Kegelfläche 730a mit dem Düsenman
tel 731 in Berührung gebracht wird, wird das Anwenden der
Ultraschallschwingungen zu einem Ende geführt.
Bei dem oben beschriebenen Schweißvorgang werden im Fall
des Preßpassens der Düsenmuffe 730, während das Stufenteil
730b geschmolzen wird, die Zwischenräume G1 und G2 auf
grund des Führungsstücks 752, wie in Fig. 10 gezeigt ist,
eingehalten, so daß die durch ein unnötiges Schmelzen und
ein Schweißen hervorrufene Erzeugung von Graten verhindert
wird.
In Fig. 7 ist die Düsenmuffe 730 mit dem Kraftstoff-Ein
spritzventil 701 in einer solchen Weise zusammengebaut, daß
die Düsenmuffe 730 im Preßsitz am Außenumfang des Düsen
körpers 710 des Einspritzventils 701 angebracht wird und,
um ein Trennen zu verhindern, eine Auskehlung 710a sowie
ein Ansatz 730c untereinander mittels eines Schnappsitzes
befestigt werden. In diesem Fall wird die Relativlage des
Düsenkörpers 710 und der Düsenmuffe 730 in der Drehrichtung
ebenfalls bestimmt.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform wird der vom
Kraftstoff-Ansaugkanal abgezogene Kraftstoff durch das Regel
teil geführt und dann durch die Einspritzdüse 712 hindurch
eingespritzt. Der eingespritzte Kraftstoff wird durch die
Kraftstoffkanäle 732 und 733 der Düsenmuffe 730 in zwei
Richtungen aufgeteilt und anschließend durch die von den
Kehlen 734, 735, 736, 737, 738 sowie 739 ausgesandten Luft
strahlen sofort zerstäubt.
Da ferner gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die
Zufuhr der Hilfsluft unterbrochen wird, ist es möglich,
zwei Sprühschemata zu erlangen, d. h. eine Kraftstoff-Ein
spritzung mit hoher Richtfähigkeit und einen Sprühstrahl
von gut zerstäubtem Kraftstoff. Insbesondere kann durch
Richten der in der Düsenmuffe 730 ausgestalteten beiden
Kraftstoffkanäle 732 und 733 zu den jeweiligen Einlaßventi
len der Brennkraftmaschine hin, wenn die Hilfsluft abgesperrt
ist, der durch die Kraftstoffkanäle 732 und 733 tretende
Kraftstoff den Einlaßventilen mit hoher Richtfähigkeit zu
geführt werden. Das macht es möglich, die an der Wandfläche
des Ansaugrohres anhaftende Kraftstoffmenge zu vermindern
und insofern die geforderte Kraftstoffmenge dem Brennraum
der Brennkraftmaschine mit Exaktheit zuzuführen. Ferner
sind bei der oben beschriebenen Ausführungsform die Ausläs
se der zwischen dem Düsenmantel 731 und der Düsenmuffe 730
gebildeten Hilfsluftkanäle so angeordnet, daß sich die von
den Kraftstoffkanälen 732, 733 eingespritzten Kraftstoff
ströme an den Auslässen der beiden Kraftstoffkanäle 732,
733 kreuzen und sie darüber hinaus im wesentlichen gleich
förmig um die beiden Kraftstoffkanäle 732, 733 herum ver
teilt werden, wie in Fig. 9 und 10 im einzelnen gezeigt ist.
Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit, den von den zwei
Kraftstoffkanälen 732 und 733 eingespritzten Kraftstoff zum
Kollidieren gegen die Hilfsluft in wirksamer Weise zu brin
gen, wenn die Hilfsluft zugeführt wird, wodurch es möglich
ist, den Kraftstoff-Sprühstrahl zu erlangen, in welchem der
Kraftstoff zufriedenstellend zerstäubt und verwirbelt ist,
wie wenn er ein einzelner Strom von eingesprühtem Kraftstoff
ist. Als Folge kann das Mischen mit der in die Brennkraft
maschine eingebrachten Luft in günstiger Weise gewährleistet
werden, und der Kraftstoff kann in den Brennraum mit hoher
Zuverlässigkeit eingeführt werden, indem er durch die Strö
mung der Ansaugluft mitgetragen wird, selbst wenn die An
saugluftmenge klein ist, so daß die erforderliche Kraftstoff
menge dem Brennraum der Brennkraftmaschine zugeführt werden
kann, so daß sie in dem Zustand, um eine gute Verbrennung
zu erlangen, gehalten wird.
In der vorstehenden Beschreibung wurde die Anzahl der Kraft
stoffkanäle mit zwei Kanälen beschrieben, da die Anzahl der
Einlaßventile zwei ist, jedoch ist es möglich, ohne Schwie
rigkeiten die Anzahl der Kraftstoffkanäle auf nur einen oder
mehr als drei auszulegen, wie es der jeweilige Fall ver
langt. Nebenbei bemerkt, kann die Zufuhr der Hilfsluft in
Übereinstimmung mit der Belastung der Brennkraftmaschine
od. dgl. unterbrochen werden. Beispielsweise ist es möglich,
die Hilfsluft zur Zeit eines Betriebs mit niedriger Last
in welchem die Ansaugluftmenge klein ist, zuzuführen, wäh
rend sie zur Zeit eines Betriebs mit hoher Last, in welchem
die Ansaugluftmenge groß ist, abgesperrt wird.
Bei der Konstruktion der oben beschriebenen Ausführungsform
wird bei der Ausbildung des Hilfsluftkanals in der Tülle
aus Kunstharz diese Tülle 724 in zwei Teile geteilt, d. h.
die innere zylindrische Düsenmuffe 730 und den äußeren zy
lindrischen Düsenmantel 731, wobei der Hilfsluftkanal zwi
schen diesen ausgebildet wird, und insofern ist die Möglich
keit gegeben, eine Mehrzahl von Hilfsluftkanälen ohne Schwie
rigkeiten auszugestalten, von denen jeder eine komplizierte
Gestalt hat.
Darüber hinaus sind die Ansaugkanäle für die Hilfsluft so
ausgebildet, daß sie den Düsenmantel 731 von dessen Außen
wand zur lnnenwand durchsetzen, und der Düsenmantel 731
wird von der Düsenmuffe 730 an demjenigen Teil von diesem
überdeckt, der dem Kraftstoff-Einspritzventil näher liegt
als diese Ansaugkanäle (oder der oberhalb dieser Ansaugka
näle ist), und der Düsenmantel 731 sowie die Düsenmuffe 730
werden an diesem überdeckten Teil verschweißt, so daß es
dadurch möglich ist, die Erzeugung von Graten und das Ver
stopfen der Hilfsluftkanäle zu verhindern, was jedoch zu
erwarten ist, wenn der Düsenmantel 731 und die Düsenmuffe 730
miteinander rund um die unterhalb der Ansaugkanäle ausgebil
deten Hilfluftkanäle verschweißt werden.
Um den Spalt zwischen dem Düsenmantel 731 und der Düsen
muffe 730 mit Ausnahme des oben genannten überdeckenden
Teils zu bilden, wenn der Düsenmantel 731 und die Düsenmuffe
730 miteinander an diesem überdeckten Teil bei Einsetzen
der Muffe 730 in den Mantel 731 verschweißt werden, wird
zusätzlich das Führungsstück 752 ausgestaltet. Deshalb ist
es möglich, ein Verschweißen des Düsenmantels 731 und der
Düsenmuffe 730 miteinander um die Hilfsluftkanäle zu verhin
dern und damit die Erzeugung von Graten sowie das Verstop
fen der Hilfsluftkanäle zu unterbinden.
Die Fig. 20 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung.
Bei der vierten Ausführungsform sind die Hilfluftkanäle in
dem Düsenmantel 731 ausgebildet. Jeder Hilfsluftkanal 772
ist durch Schlitzen der Innenwand des Düsenmantels 731 aus
gestaltet.
Die Fig. 21 zeigt eine fünfte Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung.
Bei der fünften Ausführungsform ist an der Außenumfangswand
des Düsenmantels 731 ein Vorsprung 774 ausgestaltet und
die Einspritzleitung 702 mit einer Kehle ausgebildet, so
daß die Düsenmuffe 730 und das Kraftstoff-Einspritzventil
701 aufgrund dieses Vorsprungs 774 mit Bezug zur Einspritz
leitung 702 positioniert werden.
Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
in Fig. 22 gezeigt.
Bei der sechsten Ausführungsform ist der Kraftstoff-
Zufuhrkanal von der Bauart mit Zufuhr von oben.
Bei der sechsten Ausführungsform wird der Kraftstoff durch
ein Filter 776 und das lnnere des Justierrohres 707 zuge
führt. Das Kraftstoff-Einspritzventil 701 dieser Bauart mit
Zufuhr von oben wird mit derselben Tülle 724 wie derjenigen
der vorher beschriebenen dritten Ausführungsform zusammen
gebaut.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der
Hilfsluftkanal gänzlich zwischen der Düsenmuffe 730 und dem
Düsenmantel 731 von der Durchtrittsöffnung zum Auslaß von
diesem ausgestaltet. Jedoch kann ein Teil des Hilfsluftka
nals so ausgestaltet werden, daß er sich in die Düsenmuffe
730 erstreckt und in der Nachbarschaft der in der Düsen
muffe 730 ausgebildeten Kraftstoffkanäle 732, 733 öffnet.
In diesem Fall kann der in die Düsenmuffe 730 sich er
streckende Hilfsluftkanal so ausgebildet werden, daß er von
dem zwischen der Düsenmuffe 730 und dem Düsenmantel 731
gebildeten Hilfsluftkanal abzweigt, um zur Düsenmuffe 730
hin zu verlaufen. Das bietet die Möglichkeit, die Länge des
in der Düsenmuffe 730 ausgestalteten Hilfsluftkanals zu ver
mindern, so daß die Ausbildung des Hilfsluftkanals erleich
tert wird. Ferner kann der Ort des Austritts des Hilfsluft
kanals frei mit Bezug auf die Stellen des Austritts des
Kraftstoffkanals gewählt werden, und dadurch ist die Möglich
keit gegeben, die gewünschte Zerstäubungsform zu erhalten.
Wie oben beschrieben wurde, ist es gemäß der dritten bis
sechsten Ausführungsform der Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung
der Brennkraftmaschine selbstverständlich, daß es die Zufuhr
der Hilfsluft ermöglicht, eine günstige Zerstäubungsform
zu erlangen, und es ist darüber hinaus die Möglichkeit ge
geben, die Tülle von geteilter Bauart, die eine Mehrzahl
von Hilfluftkanälen von komplizierter Gestalt besitzt,
ohne Schwierigkeiten zu fertigen.
Da es möglich ist, eine Mehrzahl von komplizierten Hilfs
luftkanälen auszubilden, indem das innere Bauteil in das
äußere Bauteil eingepaßt und das innere mit dem äußeren
zylindrischen Bauteil verschweißt wird, kann bei der Herstel
lung und dem Zusammenbau der Bauteile sowie der Ausbildung
der Hilfluftkanäle und den gleichartigen Arbeitsvorgängen
eine höhere Verarbeitungsfähigkeit erzielt werden.
Da ferner das innere Bauteil mit dem äußeren zylindri
schen Bauteil an dem Abschnitt verschweißt wird, welcher
der einen der Öffnungen des äußeren Bauteils, durch wel
che das innere Bauteil eingesetzt wird, näher liegt als die
Durchtrittsöffnungen, können ein Verstopfen der Hilfs
luftkanäle, eine Veränderung des Durchtrittsquerschnitts
und ähnliche Probleme an einem Auftreten im Herstellungs
prozeß gehindert werden.
Erfindungsgemäß umfaßt eine Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung
für eine Brennkraftmaschine ein Kanalbauteil mit einem
Kraftstoffkanal, der dazu dient, von einem Kraftstoff-
Einspritzventil eingespritzten Kraftstoff zu jeweiligen
Einlaßventilen der Brennkraftmaschine hin zu richten, mit
Hilfsluftkanälen, durch welche Hilfsluft so eingestrahlt
wird, daß sie den vom Kraftstoffkanal eingespritzten Kraft
stoff kreuzt, und mit einem zylindrischen Führungselement,
das der Regelung eines Spritzkegelwinkels des Kraftstoffs,
wenn die Hilfsluft von den Hilfsluftkanälen eingestrahlt
wird, dient. Eine Unterbrechervorrichtung sperrt die Zu
fuhr der Hilfsluft zu den Hilfsluftkanälen in Übereinstim
mung mit dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ab,
so daß zu der Mehrzahl der Einlaßventile hin gerichtete
individuelle Kraftstoff-Sprühstrahlen durch den Kraft
stoffkanal gebildet werden, wenn die Unterbrechervorrich
tung die Hilfsluft absperrt, während ein einzelner Kraft
stoff-Sprühstrahl, der durch die Hilfsluft zerstäubt und
dessen Spritzkegelwinkel durch das Führungselement geregelt
wird, dann gebildet wird, wenn die Unterbrechervorrich
tung die Zufuhr von Hilfsluft zuläßt.
Claims (14)
1. Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung für eine Brennkraftma
schine (1), welche in einem Ansaugkanal (4) dieser
eine Mehrzahl von Einlaßventilen (2, 2a, 2b) aufweisen
den Brennkraftmaschine anzuordnen ist und umfaßt:
- - ein dem Einspritzen von Kraftstoff von einer Kraft stoff-Einspritzdüse (601, 712) dienendes Kraftstoff- Einspritzventil (6, 600, 701),
- - ein an dem Einspritzventil (6, 600, 701) vorgesehe nes Kanalbauteil (620, 724), das sich in der Richtung der Kraftstoff-Einspritzung erstreckt und mit einem Kraftstoffkanal (621, 622, 732, 733), der dazu dient, vom Einspritzventil (6, 600, 701) eingespritzten Kraft stoff zu den zugeordneten Einlaßventilen (2, 2a, 2b) der Brennkraftmaschine (1) hin zu richten, mit Hilfs luftkanälen (624, 625, 734-739), durch welche Hilfsluft so eingestrahlt wird, daß sie den vom Kraft stoffkanal (621, 622, 732, 733) eingespritzten Kraft stoff kreuzt, sowie mit einem zylindrischen Führungsele ment (630, 750), das dazu dient, einen Spritzkegel winkel (α, β) des Kraftstoffs zu regeln, wenn die Hilfsluft von den Hilfsluftkanälen (624, 625, 734-739) ausgestrahlt wird, ausgestattet ist, und
- - Unterbrechereinrichtungen (5, 605, 705), die die Zufuhr der Hilfsluft zu den Hilfsluftkanälen (624, 625, 734-739) in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine (1) unterbinden,
- - wobei zu der Mehrzahl von Einlaßventilen (2, 2a, 2b) individuell gerichtete Kraftstoffstrahlen durch die Kraftstoffkanäle (621, 622, 732, 733) gebildet werden, wenn die Unterbrechereinrichtungen (5, 605, 705) die Hilfsluft absperren, während ein einzelner, durch die Hilfsluft zerstäubter Kraftstoffstrahl, dessen Spritz kegelwinkel (β) durch das Führungselement (630, 750) geregelt wird, gebildet wird, wenn die Unterbrecher einrichtungen eine Zufuhr von Hilfsluft zulassen.
2. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der in dem Kanalbauteil (620, 724) aus
gestaltete Kraftstoffkanal eine Mehrzahl von Kraftstoff
kanälen (621, 622, 732, 733) umfaßt, die individuell
zu der Mehrzahl der Einlaßventile (2, 2a, 2b) der
Brennkraftmaschine (1) gerichtet sind.
3. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Mehrzahl von Kraftstoffkanälen (621,
622, 732, 733) getrennte, individuell zu der Mehrzahl
der Einlaßventile (2, 2a, 2b) hin gerichtete Kraft
stoffstrahlen bildet.
4. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die in dem Kanalbauteil (620) ausge
stalteten Hilfsluftkanäle (624, 625) so ausgebildet sind,
daß sie sich von der Außenseite des Kraftstoffkanals
zur Richtung der Kraftstoff-Einspritzung hin einwärts
und geneigt erstrecken.
5. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die in dem Kanalbauteil (724) ausgestal
teten Hilfsluftkanäle (734-739) offen sind und den
Kraftstoffkanal (732, 733) umgeben sowie zur Richtung
der Kraftstoff-Einspritzung hin gerichtet sind.
6. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Brennkraftmaschine (1) zwei Einlaß
ventile (2a, 2b) besitzt und das Kanalbauteil (620,
724) mit einem ersten, zum einen (2a) der Einlaßven
tile hin gerichteten Kraftstoffkanal (621, 732) sowie
mit einem zweiten, zum anderen (2b) der Einlaßventile
hin gerichteten Kraftstoffkanal (622, 733) ausgestattet
ist.
7. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Kanalbauteil (724) ein zylindri
sches inneres Element (730) sowie ein zylindrisches
äußeres, an der Außenseite des inneren Elements anzu
bringendes Element (731) umfaßt, daß der Kraftstoff
kanal (732, 733) als das innere Element (730) von dessen
einer zu dessen anderer Stirnseite durchsetzender Kanal
ausgebildet ist, daß die Hilfsluftkanäle (734-739)
zwischen dem inneren Element (730) sowie dem äußeren Element
(731) ausgestaltet sind und daß das Führungselement
(750) an der Innenumfangsfläche des äußeren Elements
(731) ausgebildet ist.
8. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß an der inneren Fläche des zylindrischen
äußeren Elements (731) im wesentlichen in dessen Mitte
eine Abstufung ausgebildet ist, daß das innere Element
(730) bei seinem Einsetzen in das äußere Element
(731) durch eine (731c) dessen Öffnungen hindurch
mit der Abstufung in Berührung gelangt und daß das
Führungselement (750) so ausgestaltet ist, daß es
sich von der Abstufung aus zur anderen der Öffnungen des
äußeren Elements (731) hin erstreckt.
9. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das äußere Element (731) mit Durch
trittsöffnungen (744-749) ausgestattet ist, die das
äußere Element durchsetzen und als Einlässe für die
Hilfsluftkanäle (734-739), welche zwischen dem in
neren Element (730) sowie dem äußeren Element (731)
ausgebildet sind, dienen.
10. Zufuhrvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß das innere Element (730) und das äußere
Element (731) durch Verbinden untereinander an der
Verbindungsstelle (730b, 731b), die der einen (730c)
der Öffnungen näher liegt als die das äußere Element
(731) durchsetzenden Öffnungen (744-749), zu einer
Einheit vereinigt sind.
11. Verfahren zur Herstellung einer Kraftstoff-Zufuhrvor
richtung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Zufuhrvor
richtung einen Kraftstoffkanal, der dazu dient, von
einem Kraftstoff-Einspritzventil eingespritzten Kraft
stoff zu einer Mehrzahl von Einlaßventilen hin zu leiten,
und Hilfsluftkanäle, die dazu dienen, Hilfsluft gegen den
von dem Kraftstoff-Einspritzventil eingespritzten Kraft
stoff prallen zu lassen, umfaßt, gekennzeichnet durch
die Schritte:
- - Ausbilden eines zylindrischen inneren Elements aus einem Kunstharzmaterial, das mit dem Kraftstoffkanal, der sich von der einen Stirnfläche dieses Elements zu dessen anderer Stirnfläche hin erstreckt, ausge stattet ist,
- - Ausbilden eines äußeren Elements aus einem Kunstharz material, das im wesentlichen in der Mitte seiner Innen fläche mit einer Abstufung ausgestattet ist, das Durchtrittsöffnungen aufweist, von denen jede von der außenseitigen Wand zur innenseitigen Wand des äußeren Elements dieses an Stellen durchsetzt, die einer dessen stirnseitigen Öffnungen näher liegen als die genannte Abstufung, und das ein Führungselement enthält, welches dazu dient, den Spritzkegelwinkel des Kraftstoffs in einem Teil des äußeren Elements, der der einen der stirnseitigen Öffnungen näher liegt als die Abstufung, zu regeln,
- - Ausbilden von Hilfluftkanälen, die sich von den Durchtrittsöffnungen aus erstrecken sowie zwischen dem inneren und äußeren Element bis zu dem in der Stirn fläche des inneren Elements offenen, umlaufenden Kraftstoffkanal reichend verlaufen, durch Einsetzen des inneren Elements in das äußere Element durch eine dessen stirnseitigen Öffnungen hindurch,
- - Verbinden des inneren und des äußeren Elements mitein ander an einer Stelle, die der einen der stirnseitigen Öffnungen näher liegt als die Durchtrittsöffnungen, und
- - Befestigen der auf diese Weise miteinander verbun denen inneren sowie äußeren Elemente an der Außenseite der Kraftstoff-Einspritzdüse des Kraftstoff-Einspritz ventils.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das innere Element unter Verwendung eines Kunstharz
materials an seinem Außenumfang einstückig mit einem
Führungsstück, das einen zum Innendurchmesser des
äußeren Elements im wesentlichen gleichen Durchmesser
hat sowie dem Führen des inneren Elements bei dessen
Einsetzen in das äußere Element dient, und mit einem
Schmelzteil, das einen größeren Durchmesser als das
Führungsstück hat sowie bei einem Verschweißen geschmol
zen wird, ausgestattet ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das äußere Element in einer seiner stirnseiti
gen Öffnungen mit einer Abstufung ausgestattet ist, die
mit dem Schmelzteil in Berührung gebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß das innere Element und das äußere Element mitein
ander verschweißt werden, indem das Schmelzteil sowie
die Abstufung geschmolzen werden, wenn das innere Ele
ment in das äußere Element durch eine dessen stirnseiti
gen Öffnungen hindurch eingesetzt wird.
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