Beschreibung

Titel

Kraftstoffeinspritzvorrichtung

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine mindestens zwei Einlassventile aufweisende Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine bekannte Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit zwei jeweils einem von zwei Verbrennungszylindern zugeordneten Einlassventilen (DE 38 08 396 Al) weist ein Kraftstoffeinspritzventil mit zwei Spritzlöchern auf, deren Lochachsen miteinander einen spitzen

Winkel einschließen, wodurch sich bei der Kraftstoffzumessung zwei in unterschiedliche Richtungen austretende Kraftstoffstrahlen ergeben. Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt in ein Verbrennungsluft an die Einlassventile führendes Saugrohr hinein, das endseitig zu einem Hosenrohr abgewinkelt ist. Jeweils ein Hosenbein des Hosenrohrs ist an einen im Zylinderkopf ausgebildeten Einlasskanal angeschlossen, der endseitig von einem der beiden Einlassventile abgeschlossen ist. Das

Kraftstoffeinspritzventil ist in eine dem Hosenrohr gegenüberliegende Rohrwandung des Saugrohrs so eingesetzt, dass die Spritzlochachsen in etwa mit den Achsen der Hosenbeine fluchten und so die Kraftstoffstrahlen in Richtung der Hosenbeine in das das Saugrohr durchströmende Luftvolumen abgespritzt werden.

Bei einer ebenfalls bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung für eine mit zwei Einlassventilen pro Verbrennungszylinder ausgestatteten Brennkraftmaschine (DE 101 08 541 Al) ist das Kraftstoffeinspritzventil in den Zylinderkopf des Zylinders eingesetzt. Letzterer weist einen an einem Saugrohr angeschlossenen Einlasskanal auf, der durch eine darin verlaufende Trennwand zum Brennraum des Verbrennungszylinders hin zwei Einlassöffnungen besitzt. Jede Einlassöffhung wird von einem der Einlassventile gesteuert. Das Kraftstoffeinspritzventil ist in eine Zylinderkopfbohrung eingesteckt, deren Bohrungsachse mit der Kanalachse des Einlasskanals einen spitzen Winkel einschließt und die in dem Einlasskanal mündet. Das Einstecken des Kraftstoffeinspritzventils ist dabei so vorgenommen, dass die Spritzöffnung des Kraftstoffeinspritzventils im Abstand vor der im Einlasskanal verlaufenden Trennwand liegt und der Kraftstoffstrahl mit einem großen

Sprühverbreiterungswinkel symmetrisch auf die Trennwand gerichtet ist. Beim öffnen des

Kraftstoffeinspritzventils wird der Kraftstoff in das Mischvolumen des Einlasskanals vor der Trennwand eingespritzt, von dem aus beim öffnen der Einlassventile ein Kraftstoffluftgemisch abgesaugt wird.

Offenbarung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Führung der beiden von dem Kraftstoffeinspritzventil abgespritzten Kraftstoffstrahlen in getrennten Einspritzkanälen direkt in die getrennten Strömungskanäle hinein der Kraftstoff den Einspritzventilen unter Vermeidung einer pneumatischen Kopplung zwischen den zu den Einspritzventilen führenden Strömungskanälen vorgelagert wird. Dadurch ist einerseits eine exakte Gleichverteilung der Kraftstoffmenge auf beide Einlassventile und auf beide von den Einlassventile gesteuerte Verbrennungszylinder sichergestellt und andererseits die Ursache beseitigt, die bei den bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen mit einem einzigen Einspritzventil für zwei Einlassventile zu einer ungleichen Verteilung von Luft und Kraftstoff auf die beiden

Verbrennungszylinder führt, nämlich ein Luftübersprechen zwischen den Strömungskanälen durch Schwingen der Luftsäulen in den beiden Strömungskanälen. Jeder Kraftstoffstrahl spritzt in einen separaten, hermetisch von dem anderen Strömungskanal getrennten Strömungskanal ein, so dass Strömungs- und Einspritzverhältnisse vorliegen, wie sie bei der Zuordnung von jeweils einem Einspritzventil zu einem Einlassventil zu finden sind. Damit werden trotz des kostengünstigen Einsatzes von nur einem einzigen Einspritzventil für zwei Verbrennungszylinder einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine eine gleiche Laufruhe und gleich geringe Schadstoffemissionen der Brennkraftmaschine erzielt.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Einspritzkanäle mit ihren von den Kanalmündungen abgekehrten Enden in einer Einsteckkammer für das Kraftstoffeinspritzventil zusammengefasst. Einsteckkammer und Einspritzkanäle sind in einem

Adapter mit einer Einstecköffnung für das Kraftstoffeinspritzventil ausgebildet, und der Adapter ist so in den Luftströmungsweg eingesetzt, dass seine die Kanalmündungen enthaltende Stirnfläche mittig auf der Schmalseite einer die beiden Strömungskanäle trennenden Trennwand aufliegt und die Aufnahmekammer außerhalb des Luftströmungsweges zugänglich ist. Durch einen solchen Adapter können unterschiedliche Anforderungen an Präzision und an Toleranzen an der Einbaustelle des

Kraftstoffeinspritzventils getrennt und dadurch die Fertigung optimiert und Kosten gesenkt werden.

Der Adapter, der an der Einbaustelle bis auf die Stirnkante des durch die Einbaustelle freigelegten Abschnitts der Trennwand zwischen den beiden Strömungskanälen abgesenkt wird, stellt nach Einbau wieder eine vollständige pneumatische Trennung der beiden Strömungskanäle und eine Minimierung der Luftleckage zwischen den beiden Strömungskanälen her. Der vorzugsweise zylinderförmige Adapter wird aus Kunststoff oder Metall gefertigt und kann sowohl in einer entsprechend vorgehaltenen Bohrung im Saugrohr als auch in eine Zylinderkopfbohrung eingesetzt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen von zwei Zylindern einer Brennkraftmaschine mit für beide Zylinder gemeinsamem Zylinderkopf und Kraftstoffeinspritzventil sowie einem Adapter zum Einbau des Kraftstoffeinspritzventils,

Fig. 2 ausschnittweise einen Schnitt längs der Linie II - II in Fig. 1 ,

Fig. 3 eine Draufsicht des Adapters in Fig. 2 bei entferntem Kraftstoffeinspritzventil,

Fig. 4 einen Schnitt des Adapters längs der Linie IV - IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Unteransicht des Adapters in Richtung Pfeil V in Fig. 4,

Fig. 6 ausschnittweise einen Längsschnitt eines an den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine angeschlossenen Saugmoduls mit einem Kraftstoffeinspritzventil für zwei Zylinder der Brennkraftmaschine, Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Saugmoduls mit Kraftstoffeinspritzventil in Fig. 6 in realer Ausführung.

Die hier beispielhaft angezogene, mehrzylindrige Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug weist mindestens zwei Zylinder 11 auf, von denen einer in Fig. 1 ausschnittweise im Längsschnitt dargestellt ist. Jeder Zylinder 11 umfasst einen hohlzylindrischen Zylinderkörper 12 und einen den Zylinderkörper 12 stirnseitig abdeckenden Zylinderkopf 13, wobei der Zylinderkopf 13 beiden

Zylindern 11 gemeinsam ist. Im Zylinderkörper 12 ist jeweils ein Hubkolben 14 axial verschieblich

- A -

geführt, der über eine hier nicht dargestellte Pleuelstange mit einer hier nicht dargestellten Kurbelwelle gelenkig verbunden ist. Der Hubkolben 14 begrenzt zusammen mit dem Zylinderkopf 13 in jedem Zylinder 11 einen Brennraum 15, in den eine Zündeinrichtung 16, z.B. eine Zündkerze, hineinragt. Im Zylinderkopf 13 ist für jeden Zylinder 11 ein Einlasskanal 17 und ein Auslasskanal 18 ausgebildet, die jeweils im Brennraum 15 des jeweiligen Zylinders 11 münden. Einlasskanal 17 und Auslasskanal 18 sind von einem gesteuerten Einlassventil 19 bzw. gesteuerten Auslassventil 20 abgeschlossen, die je nach Hub ihres Schließglieds einen mehr oder weniger großen öffnungsquerschnitt des Einlasskanals 17 bzw. des Auslasskanals 18 zum Brennraum 15 freigeben. Jeweils zwei Einlasskanäle 17 der beiden hintereinanderliegenden Zylinder 11 sind an einem Saugrohrkrümmer 21 angeschlossen, in dem ein Luftmengensteuerorgan 22, z.B. eine Drosselklappe angeordnet ist, deren Stellung die zu den beiden Einlasskanälen 17 strömenden Luftmengen bestimmt. Wie aus der Schnittdarstellung der Fig. 2 ersichtlich ist, bilden die beiden Einlasskanäle 17 zwei von den Einlassventilen 19 bis zur Ansatzstelle des Saugrohrkrümmers 21 vollständig getrennte Strömungskanäle 24 für die über den Saugrohrkrümmer 21 angesaugte Verbrennungsluft. Die Auslasskanäle 18 der Zylinder 11 sind an einem Abgaskrümmer 23 angeschlossen.

Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zur Zumessung von Kraftstoff zur Brennkraftmaschine weist ein für die Kraftstoffeinspritzung in zwei Zylindern 11 gemeinsames Kraftstoffeinspritzventil 25 auf, das zwei zueinander winkelversetzte Kraftstoffstrahlen 226 abspritzt. Solche Kraftstoffeinspritzventile 25 sind bekannt und beispielsweise in der DE 38 08 396 Al oder

DE 44 20 063 Al beschrieben. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist das Kraftstoffeinspritzventil 25 direkt in den Zylinderkopf 13 eingesetzt. Um bei der Kraftstoffeinspritzung die vollständige Trennung zwischen den Einlasskanälen 17 der beiden Zylinder 11 aufrechtzuerhalten und Luftleckagen zwischen den Einlasskanälen 17 zu vermeiden, sind - wie dies in Fig. 2 skizziert ist - die beiden Kraftstoffstrahlen 26 durch getrennte Einspritzkanäle 27, die in jeweils einem der

Einlasskanäle 17 münden, hindurchgeführt. An ihren von den Kanalmündungen 271 abgekehrten Enden sind die beiden Einspritzkanäle 27 in einer Einsteckkammer 28 für das Kraftstoffeinspritzventil 25 zusammengefasst. Die Einsteckkammer 28 weist einen nach außen hin offenen Aufnahmeraum 281 für das Kraftstoffeinspritzventil 25 und einen sich daran anschließenden Abspritzraum 282 auf, an dessen Grund mit den Einspritzkanälen 27 deckungsgleiche öffnungen 272 vorgehalten sind. Die öffnungen 272 sind so angeordnet, dass die von den Spritzlöchern des Kraftstoffeinspritzventils 25 abgespritzten Kraftstoffstrahlen 26 direkt in die Einspritzkanäle 27 gelangen. Die Einspritzkanäle 27 erweitern sich konisch von den öffnungen 272 zu den Kanalmündungen 271.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind die Einspritzkanäle 27 und die Einsteckkammer 28 mit Aufhahmeraum 281 und Abspritzraum 282 in einem Adapter 30 ausgebildet, der in eine Zylinderkopfbohrung 29 des Zylinderkopfes 13 formschlüssig eingesetzt ist. Die Zylinderkopfbohrung 29 ist außen am Zylinderkopf 13 zum Einführen des Adapters 30 zugänglich und endet in beiden Einlasskanälen 17, wobei durch die Zylinderkopfbohrung 29 eine

Querverbindung zwischen den beiden Einlasskanälen 17 hergestellt wird. Nach formschlüssigem Einsetzen des Adapters 30 in die Zylinderkopfbohrung 29 sitzt dieser mit seiner Stirnfläche im Bohrungsbereich auf der Oberseite der zwischen den beiden Einlasskanälen 17 im Zylinderkopf 13 bestehenden Trennwand 31 auf und stellt damit die durch die Zylinderkopfbohrung 29 aufgehobene pneumatische Trennung zwischen den beiden Einlasskanälen 17 wieder her. Der in Fig. 3, 4 und 5 in Draufsicht, Längsschnitt und Unteransicht dargestellte, zylindrische Adapter 30 ist aus Metall oder aus Kunststoff gefertigt.

Bei dem in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kraftstoffeinspritzventil 25 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung nicht im Zylinderkopf 13, sondern in einem an den Zylinderkopf 13 anstelle des Saugrohrkrümmers 21 in Fig. 1 angesetzten Saugmodul 32 angeordnet, wobei das Saugmodul 32 wiederum die öffnungen beider Einlasskanäle 17 im Zylinderkopf 13 überdeckt. Das in Fig. 6 schematisiert im Längsschnitt und in Fig. 7 als reales Ausführungsbeispiel perspektivisch dargestellte Saugmodul 32 weist zwei voneinander getrennte Saugkanäle 33 auf. Nach Ansetzen und Befestigen des Saugmoduls 32 an den Zylinderkopf 13, was mittels eines am stromabwärtsseitigen Ende des Saugmoduls 32 angeformten Befestigungsflansches 34 erfolgt, fluchtet jeder Saugkanal 33 mit einem der beiden Einlasskanäle 17 im Zylinderkopf 13. Damit bestehen vom stromaufwärtsseitigen Ende des Saugmoduls 32 bis zu den Einlassventilen 19 zwei vollständig voneinander getrennte Strömungskanäle 24. Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 sind die beiden vom Kraftstoffeinspritzventil 25 ausgehenden Kraftstoffstrahlen 26 wiederum in getrennten Einspritzkanälen 27 geführt, deren Kanalmündungen 271 in den Strömungskanälen 24, nunmehr in der Kanalwand eines jeden Saugkanals 33, liegen. Die Saugkanäle 33 sind in gleicher Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel in einer Einsteckkammer 28 zusammengeführt, wobei die Einspritzkanäle 27 und die Einsteckkammer 28 im Saugmodul 32 integriert sind. In der Einsteckkammer 28 sind wiederum der Aufhahmeraum 281 für das

Kraftstoffeinspritzventil 25 und der Abspritzraum 282 mit den am Grunde des Abspritzraums 282 liegenden öffnungen 272 der Einspritzkanäle 27 ausgeformt. Die Wirkungsweise der Kraftstoffeinspritzvorrichtung entspricht identisch der zu Fig. 1 beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung.

Am stromaufwärtsseitigen Ende des Saugmoduls 32 kann noch ein Saugrohrkrümmer angeschlossen sein, in dem die beiden Strömungskanäle 24 vereinigt sind und ein Luftmengenregelorgan 22 angeordnet ist.

Selbstverständlich ist es möglich, anstelle der integrierten Einsteckkammer 28 und der integrierten Einspritzkanäle 27 eine Wandbohrung im Saugmodul 32 vorzusehen, in die der wie in Fig. 3 bis 5 ausgebildete Adapater 30 eingesetzt wird. Die Bohrung ist dann ähnlich der Zylinderbohrung 29 im Zylinderkopf 13 der Fig. 1 und 2 ausgeführt und der Adapter 30 in gleicher Weise bis zum Anschlag an einer die beiden Saugkanäle 33 trennenden Trennwand 31 eingesetzt, so dass jeweils eine der Kanalmündungen 271 in einem Saugkanal 33 liegt.