DE4312756A1 - Vorrichtung zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist schon ein elektromagnetisch betätigbares Ventil zur Ein­ spritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches in eine gemischverdichtende fremdgezündete Brennkraftmaschine bekannt (DE-OS 41 21 372), bei der eine Gasumfassungshülse einen Düsenkörper eines Brennstoffeinspritz­ ventils umgibt. Die Gasumfassungshülse ist dabei so ausgeführt, daß ihr Bodenteil mit einer konzentrischen Durchlaßöffnung schräg zum Ventilende des Brennstoffeinspritzventils hin geformt ist. Auf diese Weise wird ein Gasringspalt zwischen einer Spritzlochscheibe und dem Bodenteil der Gasumfassungshülse gebildet. Der aus dem Gasringspalt austretende Gasstrom ist dabei radial auf die einzelnen aus der Spritzlochscheibe austretenden Brennstoffstrahlen gerichtet und führt zu einer Annäherung der Brennstoffstrahlen aneinander bis hin zu einer möglichen Vereinigung zu einem einzigen Brennstoffstrahl.

Bekannt ist außerdem ein Einspritzventil zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches (US-PS 4 957 241), bei dem zwischen einem Düsenkörper und einer Schutzkappe eine Abstandsplatte zur Luft­ mengenbeeinflussung eingebaut ist. Die Abstandsplatte zwischen Düsenkörper und Schutzkappe besitzt eine zentrale Öffnung, in die das stromabwärtige Zapfenende einer Ventilnadel eintaucht. Die Luft­ zufuhr zu dem aus einem Brennstoffkanal austretenden Brennstoff erfolgt über Luftkanäle und Luftkammern. Dabei wird die radiale Luftzufuhr zum Zapfen der Ventilnadel durch die Höhe von beispiels­ weise vier an der Abstandsplatte angeformten Abstandsnoppen bestimmt. Letztlich wird allerdings durch die Größe des sich in axialer Richtung erstreckenden Ringspaltes zwischen dem Zapfen der Ventilnadel und dem Umfang der Öffnung in der Abstandsplatte die Menge und die Zusammensetzung des Brennstoff-Luft-Gemisches fest­ gelegt.

Weiterhin sind aus der DE-OS 37 16 402 Einspritzventile mit einer Lochplatte, in die zwei Abspritzlöcher eingebracht sind, aus denen Brennstoffstrahlen austreten, die gezielt auf verschiedene Ablenk­ flächen eines prismatischen Ablenkkörpers treffen und dort in gewünschte Richtungen abgelenkt werden, bekannt. Der Brennstoff wird dabei allerdings nicht von einem Gas umfaßt, so daß keine Gefahr des Aufeinanderzubewegens der Brennstoffstrahlen besteht.

Bekannt sind ebenfalls Einspritzventile (US-PS 4 982 716), bei denen stromabwärts der einzigen Abspritzöffnung eine Prallfläche vorge­ sehen ist, auf die der einzige abgespritzte Brennstoffstrahl trifft und filmförmig in zwei Abspritzkanäle geleitet wird, wobei auf die nach dem Aufprall gebildeten Brennstoffilme gezielt ein Luftstrahl gerichtet ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Einspritzung eines Brenn­ stoff-Gas-Gemisches mit den kennzeichnenden Merkmalen des Haupt­ anspruchs stellt eine leicht montierbare und einfach einstellbare Möglichkeit zur verbesserten Aufbereitung von Brennstoff durch Zuführung einer festgelegten Gasmenge unter Aufrechterhaltung der gewünschten Zweistrahligkeit dar. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß im Gegensatz zu keil- oder schneidenförmigen Strahlteilern bei Strahlteilern mit konvexer Teilerfläche oberhalb der Teilerfläche Gas gestaut wird, wobei durch den Staudruck des Gases die Brenn­ stoffstrahlen nach außen voneinander weg gedrängt werden und damit die Zweistrahligkeit beibehalten bleibt. Der konvexe Strahlteiler wirkt als Strömungswiderstand, wodurch eine Stauströmung verursacht wird. Die Stauströmung ist verantwortlich für die trotz Gasumfassung aufrechterhaltene Zweistrahligkeit auch stromabwärts des Strahl­ teilers und die gute Aufbereitungswirkung der Gasumfassung durch eine verbesserte Durchmischung von Gas und Brennstoff.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, Strahlteiler mit konvexen Teiler­ flächen einzusetzen, die kreisförmige, halbkreisförmige oder ellip­ tische Querschnitte besitzen. Für bestimmte gewünschte Strahlwinkel ist es von Vorteil, wenn die Strahlteiler taillenförmige Verengungen oder Aufbauchungen mit konvexen Teilerflächen aufweisen.

Vorteilhaft ist es, ein Blecheinlegeteil mit Abstandskörpern, beispielsweise angeformten Noppen, zwischen einer Spritzlochscheibe und einem Gasumfassungskörper zu klemmen. Mit Hilfe des speziell geformten Blecheinlegeteils und der maßgenau angeformten Noppen erfolgt die Zumessung des Gases zur verbesserten Aufbereitung des Brennstoffs. Das Blecheinlegeteil wird durch einen sich stromauf­ wärts kegelstumpfförmig verjüngenden Abschnitt des Gasumfassungs­ körpers, der zumindest teilweise an einem kegeligen Bereich des Blecheinlegeteils anliegt, gegen die Spritzlochscheibe gedrückt.

Über am Blecheinlegeteil radial nach außen führende Laschen erfolgt die Vorzentrierung des eingelegten Blecheinlegeteils. Die Fein­ justierung wird durch das Drücken des Gasumfassungskörpers erreicht. Ein zwischen dem Blecheinlegeteil und dem Gasumfassungs­ körper gebildeter Konusdifferenzwinkel gewährleistet einen axialen Toleranzausgleich bezüglich des Blecheinlegeteils und des Gasumfas­ sungskörpers gegenüber der Spritzlochscheibe. Durch dieses Verklem­ men und dem damit verbundenen Konusdifferenzwinkel wird eine Abdich­ tung erreicht, so daß Brennstoff nicht in gasführende Kanäle und Strömungskanäle eindringen kann.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine teilweise dargestellte Vorrichtung zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches gemäß eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, Fig. 3 eine Wirkungsdarstellung eines Strahlteilers mit konvexer Teilerfläche, die Fig. 4 bis 6 Ausführungsbeispiele für die Gestaltung des von dem Gasumfassungskörper umgebenen Abspritzraums mit einem einen kreis­ förmigen Querschnitt aufweisenden Strahlteiler, die Fig. 4a bis 6a Draufsichten auf die in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Abspritz­ räume, die Fig. 7 bis 17 als mittlere Querschnitte Gestaltungs­ beispiele für die Ausbildung konvexer Strahlteiler und die Fig. 7a bis 17a Draufsichten auf die in den Fig. 7 bis 17 gezeigten Strahlteiler.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In der Fig. 1 ist als ein Ausführungsbeispiel ein Ventil in der Form eines Einspritzventils für Brennstoffeinspritzanlagen von gemischverdichtenden fremdgezündeten Brennkraftmaschinen teilweise und vereinfacht dargestellt. Das Einspritzventil hat einen rohrför­ migen Ventilsitzträger 1, in dem konzentrisch zu einer Ventillängs­ achse 2 eine Längsöffnung 3 ausgebildet ist. In der Längsöffnung 3 ist eine z. B. rohrförmige Ventilnadel 5 angeordnet, die an ihrem stromabwärtigen Ende 6 mit einem z. B. kugelförmigen Ventilschließ­ körper 7, an dessen Umfang beispielsweise fünf Abflachungen 8 vorge­ sehen sind, verbunden ist.

Die Betätigung des Einspritzventils erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise elektromagnetisch. Zur axialen Bewegung der Ventil­ nadel 5 und damit zum Öffnen entgegen der Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder bzw. Schließen des Einspritzventils dient ein angedeuteter elektromagnetischer Kreis mit einer Magnet­ spule 10, einem Anker 11 und einem Kern 12. Der Anker 11 ist mit dem dem Ventilschließkörper 7 abgewandten Ende der Ventilnadel 5 durch z. B. eine Schweißnaht mittels eines Lasers verbunden und auf den Kern 12 ausgerichtet. Die Magnetspule 10 umgibt den Kern 12, der beispielsweise das sich durch die Magnetspule 10 umschließende Ende eines nicht näher gezeigten Einlaßstutzens darstellt, der der Zufuhr des mittels des Ventils zuzumessenden Mediums, hier Brenn­ stoff, dient.

Zur Führung des Ventilschließkörpers 7 während der Axialbewegung dient eine Führungsöffnung 15 eines Ventilsitzkörpers 16. In das stromabwärts liegende, dem Kern abgewandte Ende des Ventilsitz­ trägers 1 ist in der konzentrisch zur Ventillängsachse 2 verlaufen­ den Längsöffnung 3 der zylinderförmige Ventilsitzkörper 16 durch Schweißen dicht montiert. Der Umfang des Ventilsitzkörpers 16 weist einen geringfügig kleineren Durchmesser auf als die Längsöffnung 3 des Ventilsitzträgers 1. An seiner einen, dem Ventilschließkörper 7 abgewandten unteren Stirnseite 17 ist der Ventilsitzkörper 16 mit einem Bodenteil 20 einer beispielsweise topfförmig ausgebildeten Spritzlochscheibe 21 konzentrisch und fest verbunden, so daß das Bodenteil 20 mit seiner oberen Stirnseite 19 an der unteren Stirn­ seite 17 des Ventilsitzkörpers 16 anliegt. Die Verbindung von Ventilsitzkörper 16 und Spritzlochscheibe 21 erfolgt beispielsweise durch eine umlaufende und dichte, z. B. mittels eines Lasers ausge­ bildete erste Schweißnaht 22 am Bodenteil 20. Durch diese Art der Montage ist die Gefahr einer unerwünschten Verformung des Bodenteils 20 im Bereich seiner wenigstens zwei, beispielsweise vier, durch Stanzen oder Erodieren ausgeformten Abspritzöffnungen 25, die sich in einem zentralen Bereich 24 des Bodenteils 20 befinden, vermieden.

An das Bodenteil 20 der topfförmigen Spritzlochscheibe 21 schließt sich ein umlaufender Halterand 26 an, der sich in axialer Richtung dem Ventilsitzkörper 16 abgewandt erstreckt und bis zu seinem strom­ abwärtigen Ende hin konisch nach außen gebogen ist. Dabei weist der Halterand 26 an seinem Ende einen größeren Durchmesser auf als den Durchmesser der Längsöffnung 3 des Ventilsitzträgers 1. Da der Umfangsdurchmesser des Ventilsitzkörpers 16 kleiner als der Durch­ messer der Längsöffnung 3 des Ventilsitzträgers 1 ist, liegt nur zwischen der Längsöffnung 3 und dem leicht konisch nach außen gebo­ genen Halterand 26 der Spritzlochscheibe 21 eine radiale Pressung vor. Dabei übt der Halterand 26 eine radiale Federwirkung auf die Wandung der Längsöffnung 3 aus. Dadurch wird beim Einschieben des aus Ventilsitzkörper 16 und Spritzlochscheibe 21 bestehenden Ventil­ sitzteils in die Längsöffnung 3 des Ventilsitzträgers 1 eine Span­ bildung am Ventilsitzteil und an der Längsöffnung 3 vermieden.

Die Einschubtiefe des aus Ventilsitzkörper 16 und topfförmiger Spritzlochscheibe 21 bestehenden Ventilsitzteils in die Längsöffnung 3 bestimmt die Voreinstellung des Hubs der Ventilnadel 5, da die eine Endstellung der Ventilnadel 5 bei nicht erregter Magnetspule 10 durch die Anlage des Ventilschließkörpers 7 an einer Ventilsitz­ fläche 29 des Ventilsitzkörpers 16 festgelegt ist. Die andere End­ stellung der Ventilnadel 5 wird bei erregter Magnetspule 10 beispielsweise durch die Anlage des Ankers 11 an dem Kern 12 fest­ gelegt. Der Weg zwischen diesen beiden Endstellungen der Ventilnadel 5 stellt somit den Hub dar.

An seinem stromabwärtigen Ende ist der Halterand 26 der Spritzloch­ scheibe 21 mit der Wandung der Längsöffnung 3 beispielsweise durch eine umlaufende und dichte zweite Schweißnaht 30 verbunden. Die zweite Schweißnaht 30 ist wie die erste Schweißnaht 22 z. B. mittels eines Lasers ausgebildet. Die Erwärmung der miteinander zu ver­ schweißenden Teile ist beim Laserschweißen gering und das Verfahren sicher und zuverlässig. Eine dichte Verschweißung von Ventilsitz­ körper 16 und Spritzlochscheibe 21 sowie von Spritzlochscheibe 21 und Ventilsitzträger 1 ist erforderlich, damit der Brennstoff nicht zwischen der Längsöffnung 3 des Ventilsitzträgers 1 und dem Umfang des Ventilsitzkörpers 16 hindurch zu den Abspritzöffnungen 25 oder zwischen der Längsöffnung 3 des Ventilsitzträgers 1 und dem Halte­ rand 26 der topfförmigen Spritzlochscheibe 21 hindurch unmittelbar in eine Ansaugleitung der Brennkraftmaschine strömen kann. Aufgrund der zwei Schweißnähte 22 und 30 liegen folglich zwei Befestigungs­ stellen an der topfförmigen Spritzlochscheibe 21 vor.

Der kugelförmige Ventilschließkörper 7 wirkt mit der sich in Strömungsrichtung kegelstumpfförmig verjüngenden Ventilsitzfläche 29 des Ventilsitzkörpers 16 zusammen, die in axialer Richtung zwischen der Führungsöffnung 15 und der unteren Stirnseite 17 des Ventilsitz­ körpers 16 ausgebildet ist. Der Ventilsitzkörper 16 weist der Magnetspule 10 zugewandt eine Ventilsitzkörperöffnung 33 auf, die einen größeren Durchmesser besitzt als die Führungsöffnung 15 des Ventilsitzkörpers 16. Ein sich in Richtung der Spritzlochscheibe 21 an die Ventilsitzkörperöffnung 33 anschließender Abschnitt 34 zeich­ net sich durch seine kegelstumpfförmige Verjüngung bis zum Durchmes­ ser der Führungsöffnung 15 aus. Die Ventilsitzkörperöffnung 33 mit ihrem nachfolgenden kegelstumpfförmigen Abschnitt 34 dient als Strömungseinlaß, damit eine Strömung des Mediums von einem in radialer Richtung durch die Längsöffnung 3 des Ventilsitzträgers 1 begrenzten Ventilinnenraum 35 zu der Führungsöffnung 15 des Ventil­ sitzkörpers 16 erfolgen kann.

Damit die Strömung des Mediums auch die Abspritzöffnungen 25 der Spritzlochscheibe 21 erreicht, sind am Umfang des kugelförmigen Ventilschließkörpers 7 beispielsweise fünf Abflachungen 8 einge­ bracht. Die fünf kreisförmigen Abflachungen 8 ermöglichen das Durchströmen des Mediums im geöffneten Zustand des Einspritzventils vom Ventilinnenraum 35 bis zu den Abspritzöffnungen 25 der Spritz­ lochscheibe 21. Zur exakten Führung des Ventilschließkörpers 7 und damit der Ventilnadel 5 während der Axialbewegung ist der Durchmes­ ser der Führungsöffnung 15 so ausgebildet, daß der kugelförmige Ventilschließkörper 7 außerhalb seiner Abflachungen 8 die Führungs­ öffnung 15 mit geringem radialen Abstand durchragt.

An seinem stromabwärtigen Ende wird der Ventilsitzträger 1 von einem gestuften konzentrischen Gasumfassungskörper 41 zumindest teilweise radial und axial umschlossen. Zu dem Gasumfassungskörper 41 aus einem Kunststoff gehören beispielsweise sowohl die eigentliche Gas­ umfassung am stromabwärtigen Ende des Ventilsitzträgers 1 als auch ein nicht dargestellter Gaseintrittskanal, der der Zufuhr des Gases in den Gasumfassungskörper 41 dient und beispielsweise einteilig mit dem Gasumfassungskörper 41 ausgebildet ist. An einen axial verlau­ fenden, rohrförmigen Abschnitt 43 des Gasumfassungskörpers 41, der beispielsweise mit einer Kunststoffumspritzung des Einspritzventils in axialer Richtung zwischen der Magnetspule 10 und dem Ventil­ schließkörper 7 durch Ultraschallschweißen verbunden ist, schließt ein sich stromabwärts kegelig verjüngender Abschnitt 44 an. Dieser kegelige Abschnitt 44 ist beispielsweise ebenfalls gestuft ausgebil­ det. Die Ausbildung des Gasumfassungskörpers 41 in diesem Bereich kann entsprechend den räumlichen Bedingungen einer nicht gezeigten Ventilaufnahme variiert werden. Dem Abschnitt 44 folgt stromabwärts wieder ein axial verlaufender rohrförmiger Abschnitt 45 des Gas­ umfassungskörpers 41, der sich allerdings durch einen wesentlich kleineren Durchmesser als bei dem Abschnitt 43 auszeichnet. Der axiale Abschnitt 45 umgibt das stromabwärtige Ende des Ventilsitz­ trägers 1 sowohl unmittelbar anliegend als auch mit radialem Abstand zur Zufuhr des Gases bis zum aus den Abspritzöffnungen 25 der Spritzlochscheibe 21 austretenden Brennstoff. In beispielsweise drei bis sechs Bereichen des Abschnitts 45 des Gasumfassungskörpers 41 sind deshalb die Wandungen weniger stark ausgebildet als im gesamten anderen Umfangsbereich. Die Reduzierung der Wandstärke des Gas­ umfassungskörpers 41 im Abschnitt 45 hat zur Folge, daß beispiels­ weise drei bis sechs Gaseinlaßkanäle 48 zwischen dem Ventilsitz­ träger 1 und dem Gasumfassungskörper 41 gebildet werden, die beispielsweise regelmäßig in gleichen Abständen am Umfang des Ventilsitzträgers 1 axial verlaufen, z. B. bei drei Gaseinlaßkanälen 48 um jeweils 120° versetzt oder bei sechs Gaseinlaßkanälen 48 um jeweils 60° versetzt.

Der Abschnitt 45 des Gasumfassungskörpers 41 ist derart gestaltet, daß in den Bereichen der Gaseinlaßkanäle 48 erste Fasen 49 angeformt sind, die axial über die gesamte Länge der Gaseinlaßkanäle 48 verlaufen. Außerdem besitzt der Abschnitt 45 des Gasumfassungs­ körpers 41 an seinem stromaufwärtigen Ende zweite Fasen 50, die nur am Umfang außerhalb der Gaseinlaßkanäle 48 angeformt sind und die eine vereinfachte Montage beim Aufschieben des Gasumfassungskörpers 41 von der stromabwärtigen Seite her auf den Ventilsitzträger 1 und damit auf das Einspritzventil ermöglichen. Der axial verlaufende Abschnitt 45 weist an seinem stromaufwärtigen und stromabwärtigen Ende jeweils eine radial nach außen weisende umlaufende Schulter 52, 53 auf, die zusammen mit der äußeren Wandung des Abschnitts 45 eine Ringnut 55 bilden. Ein Dichtring 56 ist in der Ringnut 55 angeord­ net, deren Seitenflächen durch die stromabwärtige Seite der Schulter 52 und die stromaufwärtige Seite der Schulter 53 sowie deren Nut­ grund 58 durch die äußere Wandung des Abschnitts 45 des Gasumfas­ sungskörpers 41 gebildet werden. Der Dichtring 56 dient zur Abdich­ tung zwischen dem Umfang des Einspritzventils mit dem Gasumfassungs­ körper 41 und einer nicht dargestellten Ventilaufnahme, beispiels­ weise der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine oder einer sogenann­ ten Brennstoff und/oder Gasverteilerleitung.

An seinem stromabwärtigen Ende besitzt der Ventilsitzträger 1 eine äußere umlaufende Verjüngung 60 und eine innere umlaufende Verjün­ gung 61, an denen keine anderen Bauteile anliegen und die den Zusam­ menbau des Gasumfassungskörpers 41 am Einspritzventil verbessern sollen, während an einer stromabwärtigen Stirnseite 62 des Ventil­ sitzträgers 1 der Gasumfassungskörper 41 mit einem radial verlaufen­ den Abschnitt 63 in den Bereichen außerhalb der Gaseinlaßkanäle 48 anliegt. Um ein Einströmen des Gases in einen Zumeßquerschnitt zu gewährleisten, schließen sich an die axial verlaufenden Gaseinlaß­ kanäle 48 beispielsweise ebensoviele, also z. B. drei bis sechs radial verlaufende Strömungskanäle 64 an, die zwischen dem radial verlaufenden Abschnitt 63 des Gasumfassungskörpers 41 und der strom­ abwärtigen Stirnseite 62 des Ventilsitzträgers 1 nach der Montage des Gasumfassungskörpers 41 entstehen und radial vom Gas durchströmt werden. Danach strömt das Gas axial stromaufwärts in einen Ringkanal 65 zwischen einem letzten konzentrischen, sich stromaufwärts kegel­ stumpfförmig verjüngenden Abschnitt 68 des Gasumfassungskörpers 41 und der Wandung der Längsöffnung 3 im Ventilsitzträger 1 bis zur Umlenkung der Strömung an einer unteren Stirnfläche 69 des Boden­ teils 20 der Spritzlochscheibe 21 in radialer Richtung.

Der Gasumfassungskörper 41 drückt dabei zumindest teilweise mit einer Außenfläche 70 seines Abschnitts 68, der in das Einspritz­ ventil und damit in den Ventilsitzträger 1 in Richtung Spritzloch­ scheibe 21 hineinragt, gegen eine Innenfläche 72 eines kegelig verlaufenden und umlaufenden Bereichs 73 eines Blecheinlegeteils 74, das wiederum an der unteren Stirnfläche 69 des Bodenteils 20 der Spritzlochscheibe 21 mit Abstandskörpern, beispielsweise Noppen 75, anliegt. Mit Hilfe des speziell geformten Blecheinlegeteils 74 und der an diesem maßgenau angeformten Noppen 75 erfolgt letztlich die Zumessung des Gases zur verbesserten Aufbereitung des aus den Abspritzöffnungen 25 der Spritzlochscheibe 21 austretenden Brenn­ stoffs. Das Blecheinlegeteil 74 wird durch einen Radialbereich 77 mit einer in ihm mittig und konzentrisch zur Ventillängsachse 2 verlaufenden Gemischabspritzöffnung 78, den kegelig und damit schräg zur Ventillängsachse 2 verlaufenden Bereich 73 und beispielsweise drei radial nach außen weisende und sich an den kegelig verlaufenden Bereich 73 stromabwärts anschließende Laschen 80 gebildet. An dem Radialbereich 77 des Blecheinlegeteils 74 sind an wenigstens drei, dann um 120° versetzten Stellen die Noppen 75 angeformt, die eine axiale Ausdehnung in Richtung Spritzlochscheibe 21 besitzen und diese an ihrer unteren Stirnfläche 69 nach der Montage des Gasumfas­ sungskörpers 41 jeweils punktförmig berühren.

Mit den Noppen 75 des Blecheinlegeteils 74 wird ein axiales Abstandsmaß zwischen der unteren Stirnfläche 69 der Spritzloch­ scheibe 21 und einer der Spritzlochscheibe 21 zugewandten oberen Stirnfläche 81 des Radialbereichs 77 des Blecheinlegeteils 74, das der axialen Höhe der Noppen 75 und damit der axialen Ausdehnung eines hierdurch gebildeten Gasringspaltes 83 entspricht, fest einge­ stellt. Die Noppen 75 des Blecheinlegeteils 74 werden beispielsweise durch Prägeverfahren eingebracht, da hiermit gewünschte, sehr geringe Toleranzen der axialen Erstreckung eingehalten werden kön­ nen. Das axiale Maß der Erstreckung des Gasringspalts 83 bildet den Zumeßquerschnitt für das aus dem Ringkanal 65 einströmende Gas, beispielsweise Aufbereitungsluft. Der Gasringspalt 83 dient zur Zufuhr des Gases zu dem durch die Abspritzöffnungen 25 der Spritz­ lochscheibe 21 abgegebenen Brennstoff und zur Zumessung des Gases. Das durch die Gaseinlaßkanäle 48, die Strömungskanäle 64 und die Ringkanäle 65 zugeführte Gas strömt durch den engen Gasringspalt 83 zu der Gemischabspritzöffnung 78 und trifft dort auf den durch die beispielsweise zwei oder vier Abspritzöffnungen 25 abgegebenen Brennstoff. Durch die geringe axiale Erstreckung des durch die Noppen 75 vorgegebenen Gasringspalts 83 wird das zugeführte Gas stark beschleunigt und zerstäubt den Brennstoff besonders fein. Als Gas kann z. B. die durch einen Bypass vor einer Drosselklappe in dem Saugrohr der Brennkraftmaschine abgezweigte Saugluft, durch ein Zusatzgebläse geförderte Luft, aber auch rückgeführtes Abgas der Brennkraftmaschine oder eine Mischung aus Luft und Abgas verwendet werden.

Die Gemischabspritzöffnung 78 im Radialbereich 77 des Blecheinlege­ teils 74 hat einen solch großen Durchmesser, daß der stromaufwärts aus den Abspritzöffnungen 75 der Spritzlochscheibe 21 austretende Brennstoff, auf den zur besseren Aufbereitung das Gas senkrecht aus dem Gasringspalt 83 kommend trifft, ungehindert durch die Gemisch­ abspritzöffnung 78 des Blecheinlegeteils 74 austreten kann.

Das Blecheinlegeteil 74 wird durch den sich stromaufwärts kegel­ stumpfförmig verjüngenden Abschnitt 68 des Gasumfassungskörpers 41, der zumindest teilweise an der Innenfläche 72 des kegeligen Bereichs 73 des Blecheinlegeteils 74 anliegt, gegen die Spritzlochscheibe 21 gedrückt. Die Fig. 2 verdeutlicht als vergrößerter Ausschnitt aus der Fig. 1 anschaulich diesen Klemmbereich. Das Blecheinlegeteil 74 ist so gestaltet, daß sich an den Bereich 73 stromabwärts beispiels­ weise drei Laschen 80 (Fig. 1) anschließen, die der Vorzentrierung des Blecheinlegeteils 74 im Ventilsitzträger 1 dienen. Die Laschen 80 besitzen radiale Endflächen 85, die beispielsweise durch Glatt­ stanzen erzielt werden und von guter Qualität bezüglich ihrer Oberflächenrauheit sind. Damit wird gewährleistet, daß die Laschen 80 mit ihren radialen Endflächen 85 möglichst genau an der Wandung der Längsöffnung 3 im Ventilsitzträger 1 anliegen können. Mit Hilfe des gegen den kegeligen Bereich 73 des Blecheinlegeteils 74 drucken­ den Gasumfassungskörpers 41 erfolgt die Feinjustierung des vorzen­ trierten Blecheinlegeteils 74. Dabei liegt zwischen dem Gasumfas­ sungskörper 41 und dem Blecheinlegeteil 74 eine Linienberührung vor, die beim weiteren stromaufwärts gerichteten Einschieben des kegel­ stumpfförmigen Abschnitts 68 des Gasumfassungskörpers 41 zu einer Flächenberührung wird. Zwischen der Außenfläche 70 des Abschnitts 68 des Gasumfassungskörpers 41 und der Innenfläche 72 des Bereichs 73 des Blecheinlegeteils 74 entsteht zwangsläufig ein Konusdifferenz­ winkel α. Dieser Konusdifferenzwinkel α gewährleistet einen axialen Toleranzausgleich bezüglich des Blecheinlegeteils 74 und des Gas­ umfassungskörpers 41 gegenüber der Spritzlochscheibe 21. Durch das Klemmen der beiden Bauteile Blecheinlegeteil 74 und Gasumfassungs­ körper 41 und dem damit verbundenen Konusdifferenzwinkel α wird eine Abdichtung erreicht, so daß Brennstoff nicht in die gasführenden Ringkanäle 65 und Strömungskanäle 64 eintreten kann.

In dem Gasumfassungskörper 41 ist stromabwärts der Gemischabspritz­ öffnung 78 des Blecheinlegeteils 74 ein Strahlteiler 86 vorgesehen. Der Strahlteiler 86 verläuft quer durch die Ventillängsachse 2 und teilt einen durch den Gasumfassungskörper 41 gebildeten Abspritzraum 87 stromabwärts der Gemischabspritzöffnung 78 symmetrisch auf. Der Abspritzraum 87 kann entsprechend der Gestaltung des Gasumfassungs­ körpers 41 in Strömungsrichtung zunächst zylindrisch und daran anschließend konisch ausgebildet sein oder durchgehend zylindrisch bzw. elliptisch sein. In axialer Richtung gesehen befindet sich der Strahlteiler 86 beispielsweise in gleicher Höhe wie der radial verlaufende Abschnitt 63 des Gasumfassungskörpers 41, der damit auch die Verbindung zweier um 180° entfernt liegender Stellen des Abschnitts 63 darstellt. Der Strahlteiler 86 kann sowohl als Steg Teil des Gasumfassungskörpers 41 aus Kunststoff sein als auch beispielsweise als Stift aus einem anderen Material zusätzlich eingebaut werden. Entscheidend bei der Gestaltung des Strahlteilers 86 ist die Ausbildung einer oberen, stromaufwärts gerichteten, konvexen Teilerfläche 88.

Die Fig. 3 soll die Wirkung des Strahlteilers 86 mit seiner konvexen Teilerfläche 88 bei Zweistrahlventilen mit Gasumfassung verdeutlichen. Durch die zwei bzw. vier Abspritzöffnungen 25 in der Spritzlochscheibe 21 werden zwei bzw. vier Brennstoffstrahlen erzeugt und verteilt auf beiderseits des Strahlteilers 86 gebildete Gebiete in den Abspritzraum 87 abgespritzt. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Strahlteilers 86 ist nicht nur zweckmäßig bei auf den Strahlteiler 86 gerichteten einzelnen Brennstoffstrahlen, sondern auch dann, wenn die Brennstoffstrahlen am Strahlteiler 86 vorbei gerichtet verlaufen oder wenn sie sich mit zunehmender Entfernung von den Abspritzöffnungen 25 auch voneinander entfernen. Die Brenn­ stoffstrahlen werden von dem aus dem Gasringspalt 83 ausströmenden Gas unmittelbar nach ihrem Austritt aus den Abspritzöffnungen 25 senkrecht getroffen. Dies hat zur Folge, daß die Zweistrahligkeit der Brennstoffstrahlen durch die Gasumfassung gefährdet ist und es sogar zu einer Vereinigung beider Brennstoffstrahlen kommen kann, da das Gas die Brennstoffstrahlen aufeinanderzu bewegt, wie es die Punktlinien 90 andeuten. Im Gegensatz zu keil- oder schneidenförmi­ gen Strahlteilern wird bei den Strahlteilern 86 mit konvexer Teiler­ fläche 88 oberhalb der Teilerfläche 88 Gas gestaut, wobei durch den Staudruck des Gases die Brennstoffstrahlen wieder nach außen auseinander gedrückt werden und damit eine deutliche Zweistrahligkeit beibehalten bleibt. Diese Wirkung des Staudrucks des Gases tritt nur bei einem Strahlteiler 86 mit konvexer Teilerfläche 88 auf, während bei einem keil- bzw. schneidenförmigen Strahlteiler ein sich eventuell bildender Staudruck vernachlässigbar klein ist. Der konvexe Strahlteiler 86 wirkt als Strömungswiderstand, wodurch eine Stauströmung verursacht wird. Die Stauströmung ist verantwortlich für die sehr kompakte Strahlteilung im Bereich des Strahlteilers 86 und die gute Aufbereitungswirkung der Gasumfassung durch eine verbesserte Durchmischung von Gas und Brennstoff. Mit keil- oder schneidenförmigen Strahlteilern wird keine ordentliche Zweistrahlig­ keit bei Gasumfassung erzielt, da sich die Brennstoffstrahlen strom­ abwärts des Strahlteilers wieder aufeinanderzubewegen. Erst in Strömungsrichtung sehr lange Strahlteiler mit keil- oder schneiden­ förmigem Querschnitt erreichen den gleichen Effekt wie die in axia­ ler Richtung eine kleine Erstreckung aufweisenden konvexen Strahl­ teiler 86. Die Strich-Punkt-Linien 91 zeigen Brennstoffstrahl­ verläufe bei Zweistrahlventilen ohne Gasumfassung. Durch die konvexe Teilerfläche 88 des Strahlteilers 86 wird erreicht, daß in axialer Richtung stromabwärts ab dem Strahlteiler 86 trotz der Gasumfassung eine gleich gute Zweistrahligkeit geschaffen ist. Der Übergang der Punktlinie 90 in die Strich-Punkt-Linie 91 soll dies verdeutlichen.

Indem Gasumfassungskörper 41 mit unterschiedlicher Geometrie des Abspritzraums 87 und der Strahlteiler 86 verwendet werden, lassen sich die verschiedensten Strahlwinkel der Einspritzventile erzielen. Nur durch Variationen des Gasumfassungskörpers 41 bzw. des Strahl­ teiles 86 ergeben sich eine Vielzahl von Möglichkeiten der Geometrie des abgespritzten Brennstoff-Gas-Gemisches. Die Fig. 4 bis 6 bzw. 4a bis 6a zeigen schematisch Ausführungsbeispiele für die Gestaltung des von dem Gasumfassungskörper 41 umgebenen Abspritz­ raums 87 mit einem Strahlteiler 86, der einen kreisförmigen Quer­ schnitt besitzt. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 4 verdeutlicht einen zylindrischen Abspritzraum 87 im Bereich des Strahlteilers 86, Fig. 5 zeigt einen konischen Abspritzraum 87, wie er auch in den Fig. 1 und 3 erkennbar ist, und Fig. 6 einen elliptischen Abspritzraum 87. Die Fig. 4a bis 6a stellen Draufsichten auf die in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Abspritzräume 87 dar.

In den Fig. 7 bis 17 bzw. 7a bis 17a sind einige mögliche Gestaltungsvarianten der konvexen Strahlteiler 86 als Querschnitte bzw. Draufsichten vereinfacht und schematisch dargestellt. Entschei­ dend bei der Ausbildung der Strahlteiler 86 ist die konvexe Teiler­ fläche 88. Die gezeigten Varianten ermöglichen unterschiedliche Strahlwinkel des Brennstoff-Gas-Gemisches. Neben Strahlteilern 86 mit kreisförmigen (Fig. 7, 7a), halbkreisförmigen (Fig. 8, 8a), elliptischen (Fig. 12, 12a) bzw. halbelliptischen (Fig. 11, 11a) oder anderen abgerundeten Querschnitten (Fig. 9, 9a, 13, 13a, 15, 15a) sind auch Strahlteiler 86 denkbar, die quer zur Strömung beispielsweise in ihrem mittleren Bereich taillenförmige Verengungen (Fig. 9, 9a, 10, 10a, 14, 14a, 15, 15a) für kleine Strahlwinkel oder Aufbauchungen (Fig. 16, 16a, 17, 17a) für größere Strahlwinkel aufweisen.

Claims (18)

1. Vorrichtung zur Einspritzung eines Brennstoff-Gas-Gemisches, mit einem Einspritzventil, insbesondere einem elektromagnetisch betätig­ baren Brennstoffeinspritzventil, für Brennstoffeinspritzanlagen von Brennkraftmaschinen, mit einer Ventillängsachse, mit einem beweg­ baren Ventilschließkörper, mit einem am stromabwärtigen Ende des Einspritzventils vorgesehenen Ventilsitzkörper, der eine mit dem Ventilschließkörper zusammenwirkende Ventilsitzfläche besitzt, mit einer stromabwärts der Ventilsitzfläche angeordneten, wenigstens zwei Abspritzöffnungen aufweisenden Spritzlochscheibe, mit einem Gasumfassungskörper, der zumindest teilweise axial und zumindest teilweise radial das stromabwärtige Ende des Einspritzventils mit der Spritzlochscheibe umgibt, mit einer Gemischabspritzöffnung zum Austritt des Brennstoff-Gas-Gemisches, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der Gemischabspritzöffnung (78) ein Strahlteiler (86) vorgesehen ist, der quer zur Ventillängsachse (2) und durch diese verlaufend der Spritzlochscheibe (21) zugewandt eine konvexe Teiler­ fläche (88) besitzt, die eine Stauströmung verursacht, wodurch trotz der Gasumfassung eine Mehrstrahligkeit der aus den Abspritzöffnungen (25) abgespritzten Brennstoffstrahlen auch stromabwärts des Strahl­ teilers (86) aufrechterhalten bleibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischabspritzöffnung (78) in einem Blecheinlegeteil (74) einge­ bracht ist, das ein von dem Gasumfassungskörper (41) separates Bau­ teil darstellt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blecheinlegeteil (74) kegelstumpfförmig ausgebildet ist, wobei in einem Radialbereich (77) die Gemischabspritzöffnung (78) angeordnet ist und sich ein kegelig verlaufender und der Spritzlochscheibe (21) zugewandt verjüngender Bereich (73) stromabwärts an den Radial­ bereich (77) anschließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blecheinlegeteil (74) in axialer Richtung der Spritzlochscheibe (21) zugewandt Noppen (75) besitzt, durch deren axiale Höhe ein Gasring­ spalt (83) zwischen der Spritzlochscheibe (21) und dem Blecheinlege­ teil (74) gebildet wird, der als Zumeßquerschnitt für das zugeführte Gas dient.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blecheinlegeteil (74) zwischen dem Gasumfassungskörper (41) und der Spritzlochscheibe (21) geklemmt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verklemmung des Blecheinlegeteils (74) im kegelig verlaufenden Bereich (73) durch den Gasumfassungskörper (41) erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (86) als Steg Teil des Gasumfassungskörpers (41) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (86) ein separates Bauteil darstellt und im Gasumfas­ sungskörper (41) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (86) einen kreisförmigen Querschnitt hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (86) einen halbkreisförmigen Querschnitt hat.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (86) einen elliptischen Querschnitt hat.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (86) einen halbelliptischen Querschnitt hat.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (86) wenigstens eine taillenförmige Verengung aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (86) wenigstens eine Aufbauchung aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß strom­ abwärts der Gemischabspritzöffnung (78) ein Abspritzraum (87) liegt, der in Strömungsrichtung zylindrisch gestaltet ist und in dem der Strahlteiler (86) angeordnet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß strom­ abwärts der Gemischabspritzöffnung (78) ein Abspritzraum (87) liegt, der in Strömungsrichtung sich erweiternd gestaltet ist und in dem der Strahlteiler (86) angeordnet ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß strom­ abwärts der Gemischabspritzöffnung (78) ein Abspritzraum (87) liegt, der in Strömungsrichtung elliptisch gestaltet ist und in dem der Strahlteiler (86) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß strom­ abwärts der Gemischabspritzöffnung (78) ein Abspritzraum (87) liegt, der von dem Gasumfassungskörper (41) umschlossen ist.