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DE102004002296A1 - Fuel injection system for a combustion engine for a motor vehicle sprays fuel into combustion chamber at a distance from a valve - Google Patents

Fuel injection system for a combustion engine for a motor vehicle sprays fuel into combustion chamber at a distance from a valve Download PDF

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DE102004002296A1
DE102004002296A1 DE102004002296A DE102004002296A DE102004002296A1 DE 102004002296 A1 DE102004002296 A1 DE 102004002296A1 DE 102004002296 A DE102004002296 A DE 102004002296A DE 102004002296 A DE102004002296 A DE 102004002296A DE 102004002296 A1 DE102004002296 A1 DE 102004002296A1
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DE
Germany
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fuel
combustion chamber
fuel injection
valve
injection system
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DE102004002296A
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German (de)
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DE102004002296B4 (en
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Christian Dr.-Ing. Eiglmeier
Rainer Dr.-Ing. Wurms
Michael Kuhn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, die wenigstens ein Ventil (22) aufweist, mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12), die Kraftstoff direkt in einen, durch einen oszillierenden Kolben begrenzten Brennraum (14) einspritzt. Es ist vorgesehen, dass ein Umhüllende (40) wenigstens eines in den Brennraum (14) eingespritzten Kraftstoffstrahls (10) mit Abstand zu dem Ventil (22) liegt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum (14) einer Brennkraftmaschine mittels wenigstens einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) zur Erzeugung mindestens eines in den Brennraum (14) gerichteten Kraftstoffstrahls (10). Hierbei ist vorgesehen, dass der mindestens eine Kraftstoffstrahl (10) mit Abstand zu einem Ventil (22) in den Brennraum (14) eingespritzt wird.
The invention relates to a fuel injection system for an internal combustion engine having at least one valve (22) with a fuel injector (12) injecting fuel directly into a combustion chamber (14) defined by an oscillating piston. It is provided that an envelope (40) of at least one fuel jet (10) injected into the combustion chamber (14) lies at a distance from the valve (22).
The invention further relates to a method for injecting fuel into the combustion chamber (14) of an internal combustion engine by means of at least one fuel injection device (12) for generating at least one fuel jet (10) directed into the combustion chamber (14). It is provided that the at least one fuel jet (10) is injected into the combustion chamber (14) at a distance from a valve (22).

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen, mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die Kraftstoff direkt in einen, durch einen oszillierenden Kolben begrenzten Brennraum einspritzt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff in den Brennraum einer Brennkraftmaschine.The The present invention relates to a fuel injection system for internal combustion engines, with a fuel injector, the fuel directly in injects a, limited by an oscillating piston combustion chamber. The invention further relates to a method for injection of fuel in the combustion chamber of an internal combustion engine.

Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, die nach dem sog. Otto-Verbrennungsverfahren (mit Fremdzündung) arbeiten, sind oftmals mit einer Benzindirekteinspritzung zur Kraftstoffzumessung versehen, die gegenüber bekannten Verfahren mit einer sog. Saugrohreinspritzung zahlreiche Vorteile hinsichtlich eines Motorwirkungsgrades sowie eines Schadstoffemissionsverhaltens aufweist.Internal combustion engines for motor vehicles, which work according to the so-called Otto combustion method (with spark ignition), are often with a gasoline direct injection for fuel metering provided, opposite known method with a so-called. Intake manifold injection numerous Advantages in terms of engine efficiency and pollutant emission behavior having.

Bei den Brennverfahren wird im Wesentlichen zwischen geschichteten und homogenen Brennverfahren unterschieden. Beim geschichteten Brennverfahren wird eine kompakte Gemischwolke erzeugt, die entweder über den Kolbenboden wandgeführt oder die rein geometrisch strahlgeführt zur Zündkerze transportiert wird. Beim homogenen Brennverfahren findet die Einspritzung synchron zur Luftansaugung statt, um eine möglichst gute Verdampfung und Homogenisierung des Kraftstoffes zu erreichen. Nach der Zündung breitet sich dann die Flammenfront von der Zündkerze in Richtung zu den Brennraumwänden aus.at The burning process is essentially between layered and distinguished homogeneous combustion process. In the stratified combustion process a compact mixture cloud is generated, either over the Piston bottom wall guided or the purely geometrically guided beam is transported to the spark plug. In the homogeneous combustion process, the injection is synchronous to the air intake instead of one as possible to achieve good evaporation and homogenization of the fuel. After ignition then the flame front spreads from the spark plug towards the combustion chamber walls.

Ein Kraftstoffeinspritzsystem, bei dem eine mittels eines Einspritzventils im Brennraum erzeugte Kraftstoffwolke eine Zylinderwand und/oder einen Kolbenboden im wesentlichen nicht benetzt, ist aus der DE 199 19 643 A1 bekannt.A fuel injection system in which a fuel cloud generated by means of an injection valve in the combustion chamber substantially does not wet a cylinder wall and / or a piston crown, is known from DE 199 19 643 A1 known.

Ein Brennstoffeinspritzsystem mit einem Einspritzventil, das eine kegelförmige Gemischwolke in den Brennraum einspritzt, ist weiterhin aus der DE 100 32 336 A1 bekannt. Der Ventilkörper weist zusätzlich ein zentral angeordnetes Einspritzloch auf, das einen auf die Zündkerze gerichteten Zentralbereich der Gemischwolke erzeugt.A fuel injection system with an injection valve that injects a cone-shaped mixture cloud into the combustion chamber, is further from the DE 100 32 336 A1 known. The valve body additionally has a centrally disposed injection hole which generates a central region of the mixture cloud directed towards the spark plug.

Ein Brennstoffeinspritzsystem mit einem Ventil, das mehrere Brennstoffstrahlen erzeugt, die tangential in den Bereich der Zündkerze orientiert sind, ist aus der WO 02/095201 A1 bekannt.One Fuel injection system with a valve that has multiple fuel jets is generated, which are oriented tangentially in the region of the spark plug is known from WO 02/095201 A1.

Schließlich ist eine Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung aus der DE 101 17 518 A1 bekannt, bei der die Kraftstoffstrahlen so gerichtet sind, dass bei geöffnetem Einlassventil ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes auf einen Ventilteller des Einlassventils trifft.Finally, an internal combustion engine with direct injection from the DE 101 17 518 A1 in which the fuel jets are directed so that when the intake valve is open, part of the injected fuel strikes a valve disk of the intake valve.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Kraftstoffeinspritzsystem sowie ein verbessertes Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff für Brennkraftmaschinen zur Verfügung zu stellen, wobei Parameter der Kraftstoffeinspritzung in Abhängigkeit von Brennverfahrensgesichtspunkten optimierbar sind.Of the The present invention is based on the object, an improved Fuel injection system and an improved method of injection of Fuel for Internal combustion engines available too set, with parameters of fuel injection in dependence can be optimized from a combustion point of view.

Diese Aufgabe wird mit den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 8 gelöst. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These Task becomes with the objects of the independent claims 1 or 8 solved. Features of advantageous developments emerge from the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Kraftstoffeinspritzsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 und ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Einspritzung von Kraftstoff gemäß Oberbegriff des Anspruchs 8 sehen vor, dass eine Umhüllende wenigstens eines aus einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine eintretenden Kraftstoffstrahls einen Abstand zu einem Ventil der Brennkraftmaschine aufweist. Zu jedem Zeitpunkt eines Ventilhubs weist der wenigstens eine Kraftstoffstrahl einen Abstand zum Ventil auf. Dieses Ventil wird üblicherweise auch als Gaswechselventil bezeichnet. Der Kraftstoffstrahl weist insbesondere einen Abstand zu einem Einlassventil auf. Mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffverteilung wird vermieden, dass das Ventil bzw. der Ventilteller während seiner Hubbewegung und während des Einspritzvorgangs mit einem der Kraftstoffstrahlen zusammentrifft.One Inventive fuel injection system with the features of the preamble of claim 1 and a inventive method for the injection of fuel according to the preamble of the claim 8 provide an envelope at least one of a fuel injector into one Combustion chamber of an internal combustion engine entering fuel jet has a distance to a valve of the internal combustion engine. To each time a valve lift, the at least one fuel jet a distance to the valve. This valve is usually Also referred to as a gas exchange valve. The fuel jet points in particular a distance to an inlet valve. With the fuel distribution according to the invention prevents the valve or the valve disk during his Lifting movement and while of the injection process coincides with one of the fuel jets.

Mit der Erfindung wird ein Kraftstoffeinspritzsystem zur Verfügung gestellt, bei dem mehrere Einzelstrahlen eines Kraftstoffzumessventils im Brennraum individuell angeordnet sind, womit das Spritzbild abhängig von Brennverfahrensparametern optimiert werden kann. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung – das sogenannte Einspritzventil bzw. der sog. Brennstoffinjektor – erzeugt mehrere Kraftstoffstrahlen, die je nach Bedarf in unterschiedliche Richtungen in den Brennraum eingespritzt werden können.With The invention provides a fuel injection system, in which several individual jets of a Kraftstoffzumessventils in Combustion chamber are arranged individually, whereby the spray pattern depends on Combustion parameters can be optimized. The fuel injection device - the so-called Injector or the so-called. Fuel injector - generated several fuel jets, depending on your needs in different Directions can be injected into the combustion chamber.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Umhüllenden mehrerer aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Brennraum eintretenden Kraftstoffstrahlen jeweils beabstandet zu dem wenigstens einen Einlass- oder Auslassventil sind. Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Umhüllenden mehrerer aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Brennraum eintretenden Kraftstoffstrahlen jeweils beabstandet zu zwei oder mehr Einlass- oder Auslassventile sind. Mit Einlass- oder Auslassventilen ist im vorliegenden Zusammenhang insbesondere deren Ventilteller gemeint, der bei bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zumindest teilweise von den Kraftstoffstrahlen benetzt wird. Bei zwei oder mehr vorhandenen Einlass- oder Auslassventilen kann vorgesehen sein, dass die Umhüllenden der Mehrzahl der aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in den Brennraum eintretenden Kraftstoffstrahlen jeweils in einem Bereich zwischen den wenigstens zwei Ventilen verlaufen.An embodiment of the invention provides that the envelopes of a plurality of fuel jets entering the combustion chamber from the fuel injection device are in each case spaced from the at least one inlet or outlet valve. It can also be provided that the envelopes of a plurality of fuel jets entering the combustion chamber from the fuel injection device are in each case spaced from two or more intake or exhaust valves. With intake or exhaust valves is meant in the present context in particular their valve plate, which is wetted in known fuel injection devices at least partially by the fuel jets. At two or more existing inlet or outlet valves may be provided that the envelopes of the plurality of fuel jets entering from the fuel injection device into the combustion chamber each extend in an area between the at least two valves.

Mit der Erfindung können die Möglichkeiten einer Einzelstrahlauslegung optimal ausgenutzt werden. Es können auf diese Weise die Abgasemissionen der Brennkraftmaschine reduziert werden, insbesondere die Kohlenwasserstoff- und Rußemissionen. Dies wird dadurch erreicht, dass die bewegten/oszillierenden Einlass- oder Auslassventile nur minimal benetzt werden und dass der oszillierende Kolben sowie die Laufbuchse und der Zylinderkopf ebenfalls nur minimal benetzt werden. Hierdurch kann vermieden werden, dass sich die Kraftstoffstrahlen an kälteren Wand- oder Ventilabschnitten abkühlen, was zu einer ungünstigeren Verbrennung und gegebenenfalls zu einer nur unvollständigen Verbrennung des Kraftstoffes im Brennraum führen könnte. Mit Hilfe der Erfindung kann das Gemisch im Brennraum weitgehend homogenisiert werden, was eine optimale Volumenausnutzung für ein homogenes Brennverfahren bzw. ein stöchiometrisches Brennverfahren bedeutet. Auch die Gemischschichtung in einem mageren Motorbetrieb kann sehr gut gesteuert und kontrolliert werden.With of the invention the possibilities of a Single beam design can be optimally utilized. It can be up this way reduces the exhaust emissions of the internal combustion engine especially hydrocarbon and soot emissions. This is achieved by the moving / oscillating inlet or exhaust valves are only minimally wetted and that the oscillating Piston and the bushing and the cylinder head also only minimal be wetted. This can be avoided that the fuel jets on colder Cool wall or valve sections, what a less favorable Combustion and possibly incomplete combustion lead the fuel in the combustion chamber could. With the aid of the invention, the mixture in the combustion chamber largely be homogenized, resulting in optimal volume utilization for a homogeneous Combustion process or a stoichiometric Combustion means. Also the mixture layering in a lean Motor operation can be very well controlled and controlled.

Unter Berücksichtigung dieser Kriterien bei der Kraftstoffeinspritzung und/oder Kraftstoffzumessung ergeben sich keine symmetrischen Einzelstrahllagen mit regelmäßiger Anordnung auf einer Kegelmantelfläche, wie dies heute bei bekannten Einspritzsystemen üblich ist, sondern es werden unregelmäßige Spraybilder gebildet, die den gestellten Anforderungen mit unterschiedlicher Zielsetzung und Gewichtung gerecht werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Einhüllende der Umhüllenden der wenigstens drei oder mehr in den Brennraum eintretenden Kraftstoffstrahlen einen dreieck-, viereck-, fünfeck- oder vieleckförmigen Querschnitt aufweist. Vorzugsweise kann das Spritzbild der Kraftstoffstrahlen weitgehend spiegelsymmetrisch sein, wobei eine Spiegelachse des Spritzbildes weitgehend deckungsgleich zu einer Spiegelachse der Projektionen der Einlassventile bzw. der Gaswechselventile im Brennraum ist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Kraftstoffeinspritzventil symmetrisch zu den beiden Einlassventilen bzw. symmetrisch zu zwei Gaswechselventilen angeordnet ist.Under consideration these criteria in the fuel injection and / or fuel metering There are no symmetrical single beam positions with regular arrangement on a conical surface, as is usual today in known injection systems, but it will be irregular spray pictures formed, which meet the requirements with different Goal setting and weighting. In particular, can be provided be that one envelope the envelope the at least three or more fuel jets entering the combustion chamber a triangular, quadrilateral, pentagonal or polygonal Cross section has. Preferably, the spray pattern of the fuel jets be largely mirror-symmetrical, with a mirror axis of the Spray pattern largely congruent to a mirror axis of the Projections of intake valves or gas exchange valves in the combustion chamber is. This is particularly useful when the fuel injector symmetrical to the two intake valves or symmetrical to two Gas exchange valves is arranged.

Die Kraftstoffeinzelstrahlen können vorzugsweise so ausgerichtet werden, dass sie je nach Anwendung zur Emissionsminimierung an den Einlass- oder Auslassventilen insgesamt vorbei spritzen oder nur über einen kleinen zeitlichen Querschnitt die Ventilteller benetzen, was zur Minimierung von Verkokungen bei gleichzeitiger Emissionsminderung beitragen kann. Hierdurch kann erreicht werden, dass das restliche nutzbare Volumen im Brennraum optimal ausgenutzt wird. Dies betrifft insbesondere die Abstände der Einzelstrahlen zueinander zur Bildung einer möglichst homogenen Kraftstoffwolke im Brennraum.The Fuel single beams can preferably be oriented so that they vary depending on the application to minimize emissions at the intake or exhaust valves in total splash over or just over a small temporal cross-section wet the valve plate, what to minimize coking while reducing emissions can contribute. This can be achieved that the rest usable volume in the combustion chamber is optimally utilized. this concerns especially the distances the individual beams to each other to form a possible homogeneous fuel cloud in the combustion chamber.

Die vorliegende Erfindung ist weitgehend unabhängig von der Lochanzahl der Kraftstoffeinspritzvorrichtung, der Einspritzventillage und dem Brennverfahren (homogen, geschichtet, homogen-mager) allgemein gültig anwendbar. Selbstverständlich eignet sich das erfindungsgemäße Einspritzsystem bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zur Anwendung bei einer Brennkraftmaschine mit einem, zwei, drei oder mehr Einlass- oder Auslassventilen. Auch kann der Brennraum eine, zwei oder mehr Zündkerzen aufweisen, ohne dass sich die grundsätzlichen Erfindungsparameter ändern.The The present invention is largely independent of the number of holes Fuel injector, the injection valve layer and the Combustion process (homogeneous, stratified, homogeneous-lean) generally applicable. Of course the injection system according to the invention is suitable or the inventive method for use in an internal combustion engine with one, two, three or more intake or exhaust valves. Also, the combustion chamber one, have two or more spark plugs, without the fundamentals Change invention parameters.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen die:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment explained in more detail with reference to the accompanying drawings. there show the:

1 bis 3 schematische Perspektivdarstellungen eines Teils eines Brennraums einer Brennkraftmaschine mit einem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem und die 1 to 3 schematic perspective views of a portion of a combustion chamber of an internal combustion engine with a fuel injection system according to the invention and the

4 bis 6 verschiedene Projektionsdarstellungen eines Spritzbildes einer erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzvorrichtung. 4 to 6 Various projection representations of a spray pattern of a fuel injection device according to the invention.

Im nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird auf eine Brennkraftmaschine mit Fremdzündung und Kraftstoffdirekteinspritzung, die im vorliegenden Zusammenhang auch als Kraftstoffeinspritzsystem bezeichnet wird, Bezug genommen. Die Brennkraftmaschine weist jeweils zwei Einlassventile 22 und eine Zündkerze 20 für jeden Brennraum 14 auf. Der Brennraum 14 wird nach oben durch einen Zylinderkopf, zu den Seiten durch zylindrische Brennraumwände und nach unten durch einen Kolbenboden 8 eines oszillierenden Kolbens begrenzt.In the embodiment described below, reference is made to an internal combustion engine with spark ignition and direct fuel injection, which is referred to in the present context as a fuel injection system. The internal combustion engine has two inlet valves each 22 and a spark plug 20 for every combustion chamber 14 on. The combustion chamber 14 is up through a cylinder head, to the sides through cylindrical combustion chamber walls and down through a piston head 8th limited an oscillating piston.

Die 1 bis 3 verdeutlichen in perspektivischen Darstellungen die Verteilung mehrerer Kraftstoffstrahlen 10 eines Einspritzventils 12, das keine wandgeführte Verbrennung erzeugt, sondern eine möglichst weitgehend homogen verteilte Kraftstoffwolke im Brennraum 14 erzeugt. Das Einspritzventil wird im vorliegenden Zusammenhang auch allgemeiner als Kraftstoffeinspritzvorrichtung 12 bezeichnet. Die Kraftstoffstrahlen 10 bilden mit ihrer Einhüllenden bzw. mit ihren umhüllenden Flächen 40 keine Kegelmantelfläche, sondern eine unregelmäßig verteilte Einhüllende, wie dies insbesondere anhand der senkrechten Draufsicht auf eine Düse 16 mit sechs Spritzlöchern 18 der 3 verdeutlicht ist.The 1 to 3 illustrate in perspective representations the distribution of multiple fuel jets 10 an injection valve 12 , which generates no wall-guided combustion, but a largely homogeneous distributed fuel cloud in the combustion chamber 14 generated. The injector will also be more generally referred to herein as a fuel injector 12 designated. The fuel jets 10 form with their envelope or with their enveloping surfaces 40 no conical surface, but an irregular larly distributed envelope, as in particular on the basis of the vertical plan view of a nozzle 16 with six spray holes 18 of the 3 is clarified.

Die Kraftstoffstrahlen 10 benetzen nicht unmittelbar eine Zündkerze 20, sondern ein oberster Kraftstoffstrahl 101 wird in deren unmittelbare Nähe geführt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Brennraum 14 eine einzelne Zündkerze 20 auf, die sich im oberen Bereich des Brennraums 14 befindet, wo auch die beiden Einlassventile 22 angeordnet sind.The fuel jets 10 do not immediately wet a spark plug 20 but a top fuel jet 101 is conducted in their immediate vicinity. In the embodiment shown, the combustion chamber 14 a single spark plug 20 on, located in the upper area of the combustion chamber 14 where are the two inlet valves 22 are arranged.

Der Verlauf der Kraftstoffstrahlen 10 vermeidet eine Benetzung der Einlassventile 22 sowie eine Benetzung der Zündkerze 20, woraus eine sehr homogene Kraftstoffverteilung im Brennraum 14 ermöglicht wird. Auch der Kolbenboden 8 wird nur schwach oder gar nicht mit Kraftstoff benetzt, ebenso wie die Brennraumwände und der Zylinderkopf. Mit der erfindungsgemäßen Kraftstoffverteilung kann insbesondere eine Schadstoffreduktion bei der Verbrennung erreicht werden, da die Verbrennung nahezu vollständig ablaufen kann. Die sich von der Zündkerze 20 ausbreitende Flammenfront durchläuft die gesamte Kraftstoffwolke und sorgt für eine nahezu vollständige Verbrennung.The course of the fuel jets 10 avoids wetting of the intake valves 22 and a wetting of the spark plug 20 , resulting in a very homogeneous fuel distribution in the combustion chamber 14 is possible. Also the piston bottom 8th Wetting weakly or not at all with fuel, as well as the combustion chamber walls and the cylinder head. With the fuel distribution according to the invention can be achieved in particular a pollutant reduction during combustion, since the combustion can proceed almost completely. That differs from the spark plug 20 Spreading flame front passes through the entire fuel cloud and ensures almost complete combustion.

Die 4 zeigt die zwischen den zwei Einlassventilen 22 vorbei spritzenden Kraftstoffstrahlen 10 des erfindungsgemäßen Einspritzventils 12. Anhand des Verlaufs wird deutlich, dass die Ventilteller 24 der Einlassventile 22 weitest gehend nicht oder nur minimal von eingespritzten Kraftstoff benetzt werden. Eine Abkühlung des Kraftstoffs an den Ventiltellern kann dadurch vermieden werden. Dargestellt sind in 4 die Projektionen 26 und 28 der Ventilteller 24 der beiden Einlassventile 22 bei einem maximalen Ventilhub, der bspw. ca. 10 bis 12 mm betragen kann. 5 zeigt eine Projektion in Richtung des Winkels α entsprechend der Darstellung der 4. 6 zeigt eine Projektion in Richtung des Winkels β entsprechend der Darstellung der 4.The 4 shows the between the two intake valves 22 over splashing fuel jets 10 of the injection valve according to the invention 12 , Based on the course it becomes clear that the valve plate 24 the intake valves 22 largely not or only minimally wetted by injected fuel. Cooling of the fuel at the valve plates can be avoided. Shown in 4 the projections 26 and 28 the valve plate 24 the two intake valves 22 at a maximum valve lift, which may be, for example, about 10 to 12 mm. 5 shows a projection in the direction of the angle α corresponding to the representation of 4 , 6 shows a projection in the direction of the angle β as shown in FIG 4 ,

Anhand der 4 bis 6 wird deutlich erkennbar, dass ein erster und zweiter Kraftstoffstrahl 101, 102 (vgl. 4) jeweils auf eine Symmetrieachse der beiden symmetrisch zueinander angeordneten Einlassventile 22 trifft bzw. entlang einer Symmetrieebene 30 zwischen den beiden Ventilen 22 verläuft. Es wird weiterhin deutlich, dass ein dritter und vierter Kraftstoffstrahl 103, 104 noch recht nahe bei der Symmetrieebene 30 liegen, da die Projektionen 26 und 28 in diesem Bereich noch recht nahe an der Symmetrieachse liegen. Ein fünfter und sechster Kraftstoffstrahl 105, 106 ermöglich dann bereits eine deutliche Strahlaufweitung und damit eine gewünschte, relativ homogene Kraftstoffverteilung im Brennraum, ohne dass die Ventilteller 24 mit Kraftstoff benetzt werden.Based on 4 to 6 becomes clear that a first and second fuel jet 101 . 102 (see. 4 ) in each case on an axis of symmetry of the two symmetrically arranged inlet valves 22 meets or along a plane of symmetry 30 between the two valves 22 runs. It also becomes clear that a third and fourth fuel jet 103 . 104 still pretty close to the symmetry plane 30 lie, because the projections 26 and 28 in this area are still quite close to the axis of symmetry. A fifth and sixth fuel jet 105 . 106 allows then already a significant beam expansion and thus a desired, relatively homogeneous fuel distribution in the combustion chamber, without the valve disk 24 be wetted with fuel.

Eine umhüllende Fläche 42 (unterbrochene Linie in 4) der jeweiligen Umhüllenden 40 der sechs Kraftstoffstrahlen 101, 102, 103, 104, 105, 106 weist somit keinen kreisförmigen, sondern einen unregelmäßigen, jedoch symmetrischen Querschnitt auf.An enveloping surface 42 (broken line in 4 ) of the respective envelopes 40 the six fuel jets 101 . 102 . 103 . 104 . 105 . 106 thus has no circular, but an irregular, but symmetrical cross-section.

Claims (8)

Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, die wenigstens ein Ventil (22) aufweist, mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12), die Kraftstoff direkt in einen, durch einen oszillierenden Kolben begrenzten Brennraum (14) einspritzt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umhüllende (40) wenigstens eines in den Brennraum (14) eingespritzten Kraftstoffstrahls (10) mit Abstand zu dem Ventil (22) liegt.Fuel injection system for an internal combustion engine, the at least one valve ( 22 ), with a fuel injection device ( 12 ), the fuel directly into a, limited by an oscillating piston combustion chamber ( 14 ), characterized in that an envelope ( 40 ) at least one into the combustion chamber ( 14 ) injected fuel jet ( 10 ) at a distance from the valve ( 22 ) lies. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfüllenden (40) mehrerer aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) in den Brennraum (14) eintretenden Kraftstoffstrahlen (10) jeweils mit Abstand zum Ventil (22) liegen.Fuel injection system according to claim 1, characterized in that the transferring ends ( 40 ) several of the fuel injection device ( 12 ) in the combustion chamber ( 14 ) entering fuel jets ( 10 ) each with distance to the valve ( 22 ) lie. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllenden (40) mehrerer aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) in den Brennraum (14) eintretenden Kraftstoffstrahlen (10) jeweils mit Abstand zu zwei oder mehr Ventilen (22) liegen.Fuel injection system according to claim 1 or 2, characterized in that the envelope ( 40 ) several of the fuel injection device ( 12 ) in the combustion chamber ( 14 ) entering fuel jets ( 10 ) each with a distance to two or more valves ( 22 ) lie. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllenden (40) der Mehrzahl der aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) in den Brennraum (14) eintretenden Kraftstoffstrahlen (10) jeweils in einem Bereich zwischen den wenigstens zwei Ventilen (22) liegen.Fuel injection system according to claim 3, characterized in that the envelope ( 40 ) of the plurality of fuel injectors ( 12 ) in the combustion chamber ( 14 ) entering fuel jets ( 10 ) in each case in an area between the at least two valves ( 22 ) lie. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine einhüllende Umfangsfläche (42) der Umhüllenden (40) der wenigstens drei oder mehr in den Brennraum (14) eintretenden Kraftstoffstrahlen (10) einen dreieck-, viereck-, fünfeck- oder vieleckförmigen Querschnitt aufweist.Fuel injection system according to one of claims 1 to 4, characterized in that an enveloping peripheral surface ( 42 ) of the envelope ( 40 ) of at least three or more in the combustion chamber ( 14 ) entering fuel jets ( 10 ) has a triangular, quadrangular, pentagonal or polygonal cross-section. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzbild der Kraftstoffstrahlen (10) weitgehend spiegelsymmetrisch ist.Fuel injection system according to one of claims 1 to 5, characterized in that a spray pattern of the fuel jets ( 10 ) is largely mirror-symmetrical. Kraftstoffeinspritzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzbild der Kraftstoffstrahlen (10) weitgehend symmetrisch zur Anordnung der Ventile (22) ist.Fuel injection system according to claim 6, characterized in that the spray pattern of the fuel jets ( 10 ) substantially symmetrical to the arrangement of the valves ( 22 ). Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in den Brennraum (14) einer Brennkraftmaschine mittels wenigstens einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung (12) zur Erzeugung mindestens eines in den Brennraum (14) gerichteten Kraftstoffstrahls (10), insbesondere mit einem Kraftstoffeinspritzsystem gemäß wenigstens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens ein Kraftstoffstrahl (10) mit Abstand zu einem Ventil (22) in den Brennraum (14) eingespritzt wird.Method for injecting fuel into the combustion chamber ( 14 ) of an internal combustion engine by means of at least one fuel injection device ( 12 ) for generating at least one into the combustion chamber ( 14 ) directed fuel jet ( 10 ), in particular with a fuel injection system according to at least one of the preceding claims, characterized in that the at least one fuel jet ( 10 ) with distance to a valve ( 22 ) in the combustion chamber ( 14 ) is injected.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007092693A (en) * 2005-09-29 2007-04-12 Mazda Motor Corp Spark ignition type direct injection engine
EP2105595A1 (en) * 2008-03-24 2009-09-30 Mazda Motor Corporation Internal combustion engine of spark-Ignition direct-injection type and fuel injection method thereof
DE102011018949A1 (en) 2011-04-29 2012-10-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for injecting fuel into combustion chamber of cylinder of engine of vehicle, involves injecting fuel with multiple jets by injector, and defining plane, in which both central axis of injector and central axis of cylinder are located
WO2012146378A2 (en) 2011-04-29 2012-11-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for injecting fuel into a combustion chamber

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016204297B4 (en) * 2016-03-16 2017-12-07 Ford Global Technologies, Llc Direct-injection spark-ignition internal combustion engine with injection device arranged in the cylinder tube and method for operating such an internal combustion engine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19754849A1 (en) * 1997-12-10 1999-06-17 Audi Ag Direct-injection internal combustion engine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19919643A1 (en) * 1999-04-30 2000-11-02 Daimler Chrysler Ag Device for feeding in fuel into an Otto engine by injection prevents a fuel cloud created from dampening a cylinder wall and/or a piston bottom.
DE10032330A1 (en) * 2000-07-04 2002-01-17 Bosch Gmbh Robert fuel injection system
DE10032336A1 (en) * 2000-07-04 2002-01-17 Bosch Gmbh Robert Fuel injection system has row(s) of injection holes, additional central hole that produces central region of injection jet enriched with fuel that passes to ignition plug
DE10117518A1 (en) * 2001-08-28 2003-03-20 Volkswagen Ag Gasoline engine fuel injector is so designed that part of fuel spray directly impacts valve disk via additional ports when valve is open thus purging valve of deposits.
DE10124750A1 (en) * 2001-05-21 2002-11-28 Bosch Gmbh Robert Fuel injection system has injection valve in combustion chamber near inlet valve and facing cylinder wall and produces several fuel jets, at least one oriented tangentially near ignition plug
FR2837238B1 (en) * 2002-03-15 2004-05-28 Inst Francais Du Petrole INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH FUEL INJECTION DEVICE

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19754849A1 (en) * 1997-12-10 1999-06-17 Audi Ag Direct-injection internal combustion engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007092693A (en) * 2005-09-29 2007-04-12 Mazda Motor Corp Spark ignition type direct injection engine
US7347181B2 (en) 2005-09-29 2008-03-25 Mazda Motor Corporation Direct injection spark ignition engine
EP2105595A1 (en) * 2008-03-24 2009-09-30 Mazda Motor Corporation Internal combustion engine of spark-Ignition direct-injection type and fuel injection method thereof
US8196560B2 (en) 2008-03-24 2012-06-12 Mazda Motor Corporation Internal combustion engine of spark-ignition direct-injection type and fuel injecting method thereof
DE102011018949A1 (en) 2011-04-29 2012-10-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for injecting fuel into combustion chamber of cylinder of engine of vehicle, involves injecting fuel with multiple jets by injector, and defining plane, in which both central axis of injector and central axis of cylinder are located
WO2012146378A2 (en) 2011-04-29 2012-11-01 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for injecting fuel into a combustion chamber
US9394871B2 (en) 2011-04-29 2016-07-19 Volkswagen Aktiengellschaft Method and device for injecting fuel into a combustion chamber

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