DE3943005A1

DE3943005A1 - Elektromagnetische einspritzventilvorrichtung

Info

Publication number: DE3943005A1
Application number: DE3943005A
Authority: DE
Inventors: Haruo Watanabe; Ichiro Nakamura; Yoshio Okamoto; Hitoshi Konno
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-12-28
Filing date: 1989-12-27
Publication date: 1990-07-05
Also published as: US5018501A; DE3943005C2

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Einspritz ventilvorrichtung zur Verwendung in einer Brennkraftmaschi ne für ein Kraftfahrzeug od. dgl., insbesondere mit sehr gutem Ansprechverhalten und ausgezeichneten Vergasungs eigenschaften.

Konventionelle elektromagnetische Einspritzventilvorrich tungen der Art mit einem scheibenförmigen beweglichen Organ als Ventilkörper wurden z. B. bereits in der internationa len Veröffentlichung Nr. WO 88/04 727 vorgeschlagen. Diese elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung weist ein bewegliches Teil mit geringem Gewicht auf und spricht daher schnell an. Bei dieser Ventilvorrichtung ist in einem Ven tilsitz, der dem Ventilkörper gegenüber vorgesehen ist, nur eine Einspritzöffnung ausgebildet. Daher wird dem Kraft stoff während seines Durchtritts durch die Einspritzöffnung nur eine Bewegung in axialer Richtung erteilt.

Obwohl also bei der vorstehenden konventionellen Vorrich tung das bewegliche Teil leicht ist und daher ein schnelles Ansprechen erreicht wird, wird die Kontrolle über die Kraftstoffvergasung und die Gestalt, zu der der Kraftstoff vergast wird, nicht berücksichtigt; somit stellen sich Probleme hinsichtlich des Ansprechverhaltens und der Leich tigkeit, mit der eine Brennkraftmaschine bei niedriger Tem peratur angelassen werden kann. Insbesondere wird ein unter einem Druck (2-4 kgf/cm²), wie er normalerweise in einem Benzinmotor verwendet wird, stehender Kraftstoff, so ver gast, daß ein mittlerer Teilchendurchmesser von 300 µm oder größer erhalten wird. Das bedeutet, daß der vergaste Kraft stoff nicht als Sprühnebel, sondern als Schauer gesehen wird, er ist ferner nicht verteilt und hat nur Stabform. Außerdem entstehen bei Verwendung eines Ersatzstoffs für Benzin leicht Ablagerungen an der Einspritzöffnung.

Um die Verwendung einer elektromagnetischen Einspritzven tilvorrichtung in den verschiedensten Arten von Brennkraft maschinen zu ermöglichen, besteht somit ein Bedarf für eine elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung, die mit sehr guter Benzinvergasung arbeitet und eine flexible Wahl der Gestalt, zu der der Kraftstoff zerstäubt wird, erlaubt.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer elektromagnetischen Einspritzventilvorrichtung, die als Ventilkörper ein scheibenförmiges bewegliches Teil verwen det, eine verbesserte Kraftstoffvergasung gewährleistet und die Wahl der Sprühnebelgestalt entsprechend dem Brennkraft maschinentyp erlaubt.

Die elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung nach der Erfindung umfaßt eine Einspritzöffnung, durch die Kraft stoff einspritzbar ist, sowie einen Plattenventilkörper aufstrom von der Einspritzöffnung zur Einstellung einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge; die Vorrichtung ist ge kennzeichnet durch ein Kraftstoffdrehelement, das eine kreisförmige Kraftstoffströmung bewirkt.

Bei dieser elektromagnetischen Einspritzventilvorrichtung erteilt das Kraftstoffdrehelement dem zugeführten Kraft stoff eine kreisförmige Strömungsbewegung. Da das Kraft stoffdrehelement und die Einspritzöffnung miteinander in Verbindung stehen, wird der Kraftstoff, der von dem Kraft stoffdrehelement mit einer Drehkraft beaufschlagt ist, in die Einspritzöffnung geleitet, durch die er eingespritzt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Vergasung des Kraft stoffs aufgrund der ihn beaufschlagenden Drehkraft be schleunigt.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Einspritzventilvor richtung;

Fig. 2 eine größere Darstellung der wesentlichen Teile der Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnit III-III von Fig. 1, gesehen in Richtung der Pfeile;

Fig. 4 eine Erläuterung des Querschnitts einer Öff nung in der Einspritzventilvorrichtung von Fig. 2;

Fig. 5 einen vertikalen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel der Einspritzventilvor richtung mit Mitteln zur Aufteilung von ver gastem Kraftstoff;

Fig. 6 eine größere Darstellung der wesentlichen Teile der Vorrichtung von Fig. 5;

Fig. 7 einen Schnitt VII-VII nach Fig. 6, gesehen in Richtung der Pfeile;

Fig. 8 einen Schnitt VIII-VIII von Fig. 6;

Fig. 9 eine der Fig. 6 ähnliche Darstellung, die ein drittes Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 10 einen Schnitt X-X von Fig. 9 in Richtung der Pfeile;

Fig. 11 einen Schnitt XI-XI von Fig. 9;

Fig. 12 eine größere Darstellung der wensentlichen Teile einer Einspritzventilvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel in einem Zustand, in dem eine Ventilplatte angehoben ist;

Fig. 13 einen Schnitt XIII-XIII von Fig. 12 in Rich tung der Pfeile;

Fig. 14 eine Erläuterung des Querschnitts einer Öff nung in der Einspritzventilvorrichtung von Fig. 12;

Fig. 15 eine größere Darstellung der wesentlichen Teile einer Einspritzventilvorrichtung, wobei ein modifiziertes Beispiel des Plattenventils von Fig. 12 gezeigt ist;

Fig. 16 einen Schnitt XVI-XVI von Fig. 15 in Pfeil richtung gesehen;

Fig. 17 eine größere Darstellung der wesentlichen Teile der Einspritzventilvorrichtung, wobei ein modifiziertes Beispiel des Kraftstoffdreh elements von Fig. 12 gezeigt ist;

Fig. 18 einen Schnit XVIII-XVIII von Fig. 17 in Pfeil richtung gesehen;

Fig. 19 eine größere Darstellung der wesentlichen Teile einer Einspritzventilvorrichtung, wobei ein modifiziertes Beispiel des Plattenventils von Fig. 17 gezeigt ist; und

Fig. 20 eine schematische Darstellung einer Steuerung für eine Brennkraftmaschine, wobei die Ein spritzventilvorrichtung nach der Erfindung vorgesehen ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1-3 wird das erste Ausfüh rungsbeispiel der Einspritzventilvorrichtung erläutert.

Nach Fig. 1 hat eine Einspritzventilvorrichtung eine An triebsquelle, bestehend aus einem Magnetkreis und einer Spulenanordnung 7 zum Erregen des Magnetkreises, ein Plat tenventil 1, das ein scheibenartiges bewegliches Teil ist, das durch die Erregung des Magnetkreises um eine vorbe stimmte Strecke gehoben wird, einen Ventilsitz 2, der dem Plattenventil 1 gegenüberliegt, wobei der Ventilsitz 2 und das Plattenventil 1 gemeinsam eine verstellbare Drossel und ein Plattenventilteil 50 bilden, ein Kraftstoffdrehelement 3, das den in den Ventilsitz 2 einströmenden Kraftstoff kreisförmig dreht, eine Einspritzöffnung 4, die einen un veränderlichen Drosselmechanismus bildet, einen Anschlag 12, der die Strecke begrenzt, um die das Plattenventil 1 gehoben wird, und eine das Plattenventil 1 beaufschlagende Feder 10.

Der Magnetkreis ist durch ein zylindrisches Joch 5, einen Kern 6, der ein durch die Mitte verlaufendes hohles säulen förmiges Stopfenelement ist, das das offene Ende des Jochs 5 verschließt, und das Plattenventil 1 gebildet, das ein dem Kern mit einem Spalt gegenüberstehendes bewegliches Teil ist.

Der säulenförmige Kern 6 hat längs seiner Mittenachse eine Bohrung, in der die Feder 10 festgelegt ist, die ein ela stisches Teil zur Beaufschlagung des Plattenventils 1 gegen den Ventilsitz 2 ist. Das obere Ende der Feder 10 liegt am unteren Ende eines Stellelements 11 an, das in die Mitte des Kerns 6 eingeführt ist, um die Sollast der Feder 10 einzustellen.

Die Spule 8 zur Erregung des Magnetkreises ist auf einen Spulenkörper 9 gewickelt. Die Spulenanordnung 7, die aus der Spule 8 und dem Spulenkörper 9 besteht, hat einen An schluß 15, der unter Bildung eines Verbinders 16 mit Kunstharz umgossen ist.

Ein Filter 17 ist als Einlaß 18 für Kraftstoff vorgesehen, um zu verhindern, daß Staub oder im Kraftstoff oder in der Leitung enthaltene Fremdstoffe in die Einspritzventilvor richtung eintreten. Der durch den Einlaß 18 zugeführte Kraftstoff durchströmt einen zwischen dem Kern 6 und dem Stellelement 11 gebildeten Zwischenraum mit Polyederquer schnitt, die Mittenbohrung im Kern 6 und dann eine Mehrzahl Öffnungen 19, die im Kern 6 gebildet sind, bevor der Kraft stoff das Plattenventil 1 erreicht.

Eine Düse 14 ist vorgesehen und verhindert, daß in der Luft einer Saugleitung (nicht gezeigt) einer Brennkraftmaschine vorhandener Kohlenstoff od. dgl. sich an der Einspritzöff nung 4 absetzt, wenn die Einspritzventilvorrichtung an der Saugleitung befestigt ist.

O-Dichtringe 20, 21, 22 und 23 verhindern den Austritt von Kraftstoff.

Ein Abstandshalter 13 ermöglicht die Einstellung der Strecke, um die das Plattenventil 1 gehoben wird.

Das Plattenventil 1 hat eine Mehrzahl Durchgangsbohrungen 24 in seiner Umfangsrichtung, die Kraftstoffkanäle bilden.

Die Konstruktion des Ventilsitzes wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 erläutert.

Der Ventilsitz 2 hat einen zylindrischen Aufnahmeabschnitt 25 zur Aufnahme des Kraftstoffdrehelements 3. Der zylindri sche Aufnahmeabschnitt 25 ist koaxial mit der Einspritz öffnung 4 ausgebildet und hat größeren Durchmesser als diese. Der zylindrische Aufnahmeabschnitt 25 liegt unmit telbar vor der Seite der Einspritzöffnung 4, von der aus Kraftstoff in die Einspritzöffnung 4 zugeführt wird. Das Kraftstoffdrehelement 3 ist in diesem Aufnahmeabschnitt 25 fest angeordnet. Es hat eine zylindrische Kraftstoffdreh kammer 3 a, die mit der Einspritzöffnung 4 koaxial ist und größeren Durchmesser als die Einspritzöffnung 4 hat, sowie mehrere nutenähnliche Kanäle 3 b (vier in dem Ausführungs beispiel von Fig. 3). Die Kanäle 3 b sind exzentrisch ange ordnet und verlaufen tangential zu der Kraftstoffdrehkammer 3 a und stehen mit dieser in Verbindung. Der Umfang des zylindrischen Kraftstoffdrehelements 3 ist an mehreren Stellen (vier bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3) aus geschnitten unter Bildung von bogenförmigen Kanälen 3 c. Diese bogenförmigen Kanäle 3 c bilden Kraftstoffeinlässe, wenn das Kraftstoffdrehelement 3 auf dem Ventilsitz 2 mon tiert ist. Der Querschnitt der Einlässe 3 c und der nuten ähnlichen Kanäle 3 b ist auf einen Wert eingestellt, der wenigstens der doppelten Querschnittsfläche des durch das Plattenventil 1 und den Ventilsitz 2 (bei geöffneter Ven tilvorrichtung) gebildeten Strömungskanals entspricht, um Druckverluste im Plattenventil 1 zu vermeiden. Der Quer schnitt der Einspritzöffnung 4 ist verengt, so daß der Kraftstoff zumeßbar ist, indem er durch die Einspritzöff nung 4 geleitet wird. Das Kraftstoffdrehelement 3 ist ein Sinterelement.

Der Betrieb der so ausgelegten Einspritzventilvorrichtung wird nachstehend beschrieben.

Die Einspritzventilvorrichtung ist von der Art, bei der das Plattenventil 1 von einem an die Spule 8 angelegten Ein- Aus-Signal betätigt wird, so daß zwischen dem Plattenventil und dem Ventilsitz 2 ein Strömungskanal gebildet ist, wo durch die Kraftstoffeinspritzung erfolgt.

Das elektrische Signal wird der Spule 8 als Impuls zuge führt, dessen Dauer entsprechend der einzuspritzenden Kraftstoffmenge von einer elektronischen Steuerung (Fig. 20) bestimmt wird. Das Plattenventil 1 wird normalerweise durch die Druckkraft der Feder 10 und den Kraftstoffdruck gegen den Ventilsitz 2 gedrückt. Wenn in der Spule 8 ein Strom fließt, bilden der Kern 6, das Joch 5 und das Plat tenventil 1 gemeinsam einen Magnetkreis, der eine Anzie hungskraft auf das Plattenventil 1 ausübt. Wenn die auf das Plattenventil 1 wirkende Anziehungskraft die Beaufschla gungskraft der Feder und des Kraftstoffdrucks übersteigt, wird das Plattenventil 1 gehoben, und ein Kraftstoffströ mungsweg wird zwischen dem Plattenventil 1 und dem Ventil sitz gebildet. Der Kraftstoff, der vom Plattenventil 1 in den Ventilsitz 2 strömen soll, durchströmt die Kanäle 3 c und dann die Kanäle 3 b des Kraftstoffdrehelements 3, bevor er in die Drehkammer 3 a eintritt, in der er zum kreisför migen Strömen um die Kraftstoffdrehkammer 3 a gebracht wird. Der Kraftstoff, der mit einer Drehkraft beaufschlagt ist, wird dann durch die Einspritzöffnung 4 eingespritzt. Die den Kraftstoff beaufschlagende Drehkraft beschleunigt seine Vergasung. Insbesondere strömt der Kraftstoff aus einem Kraftstoffkanal durch eine Aufweitung und durch den Kraft stoffilter 17 in die Einspritzventilvorrichtung von deren Kraftstoffeinlaß 18 unter einem durch die Kraftstoffpumpe und den Druckregler (nicht gezeigt) bestimmten Druck. In der Einspritzventilvorrichtung durchströmt der Kraftstoff das Innere des Kerns 6, die im Kern 6 gebildeten mehreren Öffnungen 19 sowie die im Plattenventil 1 gebildeten meh reren Öffnungen 24 und wird dann dem geöffneten Teil des Ventilsitzes 2 zugeführt, wenn dieser geöffnet ist. Danach wird der Kraftstoff in die Kraftstoffdrehkammer 3 a des Kraftstoffdrehelements 3 eingeleitet und dann aus der Ein spritzöffnung 4 in eine Saugleitung (nicht gezeigt) z. B. einer Brennkraftmaschine eingespritzt.

Wenn die Spule 8 entregt wird und die Anziehungskraft des Plattenventils 1 somit verschwindet, wird das Plattenventil 1 wieder von der Feder 10 und dem Kraftstoffdruck gegen den Ventilsitz 2 gedrückt (die Druckkraft der Feder 10 über steigt den Kraftstoffdruck), so daß der Strömungskanal zwi schen dem Plattenventil 1 und dem Kraftstoffdrehelement 3 geschlossen wird. Der Strömungsquerschnitt der Einspritz öffnung 4 ist sehr klein, so daß die einzuspritzende Kraft stoffmenge durch die Einspritzöffnung 4, die den Kraftstoff mit hohem Wirkungsgrad in eine kreisförmige Strömung bringt, dosiert werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Kraftstoff, der einen Druck (2-4 kgf cm²) hat, wie er normalerweise in einem Benzinmotor angewandt wird, so vergast werden, daß er einen mittleren Teilchendurchmesser von 100 µm oder kleiner hat. Da ferner der Kraftstoff, der mit der Drehkraft beaufschlagt ist, durch die Einspritz öffnung strömt, kann die Einspritzöffnung gereinigt werden, so daß keine Ablagerungen entstehen. Die Umfangsfläche des zylindrischen Kraftstoffdrehelements ist ferner an mehreren Stellen eingeschnitten, so daß seine Herstellung verein facht ist. Da ferner das Kraftstoffdrehelement nicht ma schinell bearbeitet, sondern durch Sintern hergestellt ist, ist die für seine Herstellung benötigte Zeit kurz, und die Herstellungskosten des Produkts können dadurch gesenkt werden.

Der statische Kraftstoffdurchsatz wird durch die Druckver luste in den Strömungskanälen des Kraftstoffdrehelements 3 und die auf den Kraftstoff wirkende Drehkraft beeinflußt. Die Druckverluste in den Strömungskanälen sind hauptsäch lich durch den Querschnittsbereich der Strömungskanäle bestimmt. Die Öffnungsquerschnitte der Strömungskanäle dieses Ausführungsbeispiels werden unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Ein Öffnungsquerschnitt A ₁ der Strö mungskanäle des Kraftstoffdrehelements 3 wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt, wobei der hydrodynamische Durchmesser, der gegeben ist durch die Breite W der Nuten des Kraftstoffdrehelements 3 sowie die Tiefe H der Nuten, angewandt wird:

wobei n die Anzahl Nuten ist.

Dann wird ein Öffnungsquerschnitt A ₂ der Öffnung im Plat tenventil 1 wie folgt geschrieben:

A₂ = π Dx (2)

wobei D ein typischer Durchmesser eines Ventilsitzes mit

und x die Strecke ist, um die das Plattenventil 1 gehoben wird.

Der Öffnungsquerschnitt A ₃ der Einspritzöffnung 4 wird wie folgt geschrieben:

wobei d der Durchmesser der Einspritzöffnung 4 ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel haben der Öffnungsquer schnitt A ₃ der Einspritzöffnung sowie die Offnungsquer schnitte A ₁ und A ₂ die folgende Beziehung:
A ₁ < A ₂ < A ₃.

Das bedeutet, daß die Einspritzöffnung 4 der engste Strö mungskanal ist. Mit anderen Worten wird also die einzu spritzende Kraftstoffmenge ausschließlich durch die Ein spritzöffnung 4 zugemessen. Ferner nimmt die Strömungsge schwindigkeit des Kraftstoffs zu, da dieser abwärts strömt. Infolgedessen gibt es keinen Druckabfall im zugeführten Kraftstoff, und es kann ein wirksamer drehender Kraftstoff strom erhalten werden, was zu der sehr guten Vergasung des Kraftstoffs führt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird ein zweites Ausführungs beispiel erläutert. Dabei sind gleiche Teile wie in Fig. 1 gleich bezeichnet. Da der Grundaufbau dieses zweiten und der folgenden Ausführungsbeispiele dem Grundaufbau der Fig. 1-3 entspricht, werden nur die jeweiligen Unterschiede erläutert.

Bei der Einspritzventilvorrichtung von Fig. 5 ist abstrom von der im Ventilsitz 2 gebildeten Einspritzöffnung 4 ein Teilungsorgan 26 für vergasten Kraftstoff vorgesehen. Das Teilungsorgan 26 für vergasten Kraftstoff besteht aus einer zweiten Kraftstoffdrehkammer 26 a, die mit der Einspritz öffnung koaxial ist, und mehreren zweiten Einspritzöffnun gen 26 b (in Fig. 6 sind zwei zweite Einspritzöffnungen 26 b vorgesehen, wobei deren Anzahl willkürlich gewählt wird) mit Kreisquerschnitt (Fig. 6 und 7). Wenn zwei kreisförmige Einspritzöffnungen 26 b vorgesehen sind, werden daraus zwei getrennte vergaste Kraftstoffmengen 27 (Fig. 8) einge spritzt.

Fig. 9 zeigt die wesentlichen Teile einer Einspritzventil vorrichtung mit einem anderen Teilungsorgan 28 für vergas ten Kraftstoff, das das Teilungsorgan 26 von Fig. 6 er setzt. Das Teilungsorgan für vergasten Kraftstoff gemäß Fig. 9 ist eine vereinfachte Ausführung des Teilungsorgans 26 und so aufgebaut, daß die zweite Kraftstoffdrehkammer 26 a und die zweiten Einspritzöffnungen 26 b als Einheit aus gebildet sind. Eine Einspritzöffnung 28 a des Teilungsorgans 28 für vergasten Kraftstoff hat kürbisähnliche Form, wie Fig. 10 zeigt, die ein Schnitt X-X von Fig. 9 in Pfeilrich tung gesehen ist. Vergaster Kraftstoff 29, der aus der Ein spritzöffnung 28 a eingespritzt wird, wird ebenfalls in zwei Mengen aufgeteilt, wie Fig. 11 zeigt. Durch geeignete Wahl der Gestalt der zweiten Einspritzöffnung des Teilungsorgans für vergasten Kraftstoff kann jedes gewünschte Muster des vergasten Kraftstoffs erhalten werden.

Zusätzlich zu den vorher genannten Vorteilen bietet die Einspritzventilvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Vorteil, daß sie einer Brennkraftmaschine mit einer Mehrzahl Einlaßventile in wirksamer Weise vergasten Kraft stoff zuführen kann.

Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen ist der Kraft stoffeinlaß am oberen Teil der Einspritzventilvorrichtung vorgesehen. Die Lage des Kraftstoffeinlasses ist jedoch nicht darauf beschränkt.

Die Fig. 12 und 13 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel. Die Einspritzventilvorrichtung unterscheidet sich von der jenigen nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß das Kraftstoff drehelement 3 aufstrom vom Ventilsitz 2 angeordnet ist und die Kraftstoffdrehkammer 3 a von der Außenfläche eines kon vexen Teils 2 a und der Innenfläche des Kraftstoffdrehele ments 3 gebildet ist. Ferner sind das Joch 5, der Anschlag 12 und das Abstandselement 13 teilweise eingeschnitten zur Bildung eines Kraftstoffströmungskanals 30, durch den der Kraftstoff zu den Strömungskanälen 3 c des Kraftstoffdreh elements 3 geleitet wird.

Diese Einspritzventilvorrichtung ist ähnlich derjenigen nach Fig. 1 aufgebaut, wobei nur die Kraftstoffdrehkammer 3 a aufstrom vom Ventilsitz 2 vorgesehen ist, und die Vor richtung bietet daher die gleichen Vorteile.

Fig. 14 erläutert die Öffnungsquerschnitte der Strömungs kanäle in der Einspritzventilvorrichtung von Fig. 12. Wenn A ₁ der Offnungsquerschnitt der im Kraftstoffdrehelement 3 gebildeten Strömungskanäle, A ₂ der Öffnungsquerschnitt der im Plattenventil 1 gebildeten Öffnung und A ₃ der Öffnungs querschnitt der Einspritzöffnung ist, so gilt für A ₁, A ₂ und A ₃ die folgende Beziehung:
A ₁ < A ₂ < A ₃.

Dabei sind A ₁, A ₂ und A ₃ in der in den Gleichungen (1), (2) und (3) gezeigten Weise definiert, wobei die Symbole von Fig. 14 zu verwenden sind.

Die Fig. 15 und 16 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel. Dabei hat das Plattenventil 1 einen konvexen Abschnitt in einer Stellung, in der es das Kraftstoffdrehelement 3 über deckt. Auf diese Weise kann der Grad der Rotation des Kraftstoffs in der Kraftstoffdrehkammer 3 a verstärkt und damit die Vergasung des Kraftstoffs weiter beschleunigt werden.

Die Fig. 17 und 18 zeigen ein sechstes Ausführungsbeispiel. Die Beschreibung des Teils der Vorrichtung, die derjenigen der Fig. 12 und 13 entspricht, entfällt. Dabei hat das Kraftstoffdrehelement 3 Zylinderform und daher einen Auf nahmeabschnitt 25. Das Kraftstoffdrehelement 3 hat mehrere Nuten 3 b, die exzentrisch in einem zylindrischen Teil ge bildet sind. Der Aufnahmeabschnitt 25 bildet die Kraft stoffdrehkammer 3 a. Die so angeordnete Einspritzventilvor richtung erlaubt eine Verringerung der Größe des Kraft stoffdrehelements.

Fig. 19 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel, das sich von demjenigen der Fig. 17 dadurch unterscheidet, daß das Plat tenventil einen zylindrischen Vorsprung 1 a aufweist. Der Vorsprung 1 a erlaubt es dem Kraftstoffdrehelement 3, das Plattenventil 1 zu führen. Ferner wird dadurch die Dicht wirkung der Kraftstoffdrehkammer 3 a verstärkt. Infolgedes sen kann eine Neigung des Plattenventils 1 in seine Radial richtung, die während des Betriebs auftreten würde, ver hindert und die Kraftstoffvergasung weiter beschleunigt werden.

Bei der Einspritzventilvorrichtung des Typs, der ein leich tes Plattenventil als bewegliches Ventilelement verwendet, kann die Kraftstoffvergasung beschleunigt und der Durch messer der Kraftstoffteilchen dadurch verringert werden. Ferner ergibt sich eine sehr gute Reinigungswirkung in be zug auf die Einspritzöffnung, so daß sich dort keine Fremd stoffe ablagern können. Dadurch kann eine Brennkraftma schine bei niedriger Temperatur sehr leicht angelassen werden, und das Ansprechverhalten und die Zuverlässigkeit der Maschine werden verbessert. Außerdem erlaubt das Vor sehen des Teilungsorgans für vergasten Kraftstoff abstrom von der Einspritzöffnung eine willkürliche Wahl der Quer schnittsform des vergasten Kraftstoffs. Dies ermöglicht wiederum eine vorteilhafte Anwendung der Einspritzventil vorrichtung in vielen verschiedenen Brennkraftmaschinen typen.

Durch die Vereinfachung des Kraftstoffströmungskanals in dem Kraftstoffdrehelement können ferner die Herstellungs kosten des Kraftstoffdrehelements gesenkt werden. Diese Herstellungskosten können weiter dadurch gesenkt werden, daß für die Herstellung des Kraftstoffdrehelements ein Sinterverfahren angewandt wird.

Fig. 20 zeigt eine Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einer dort verwendeten Einspritzventilvorrichtung nach der Erfindung.

In Fig. 20 ist eine Brennkraftmaschine eine bekannte, mit Benzin als Kraftstoff arbeitende Maschine mit Flammenzün dung. Ein Ansaugsystem für die Maschine 100 umfaßt einen Luftfilter 110, ein Drosselklappengehäuse 120, einen An saugkrümmer 130 und eine Einspritzventilvorrichtung 140 nach der Erfindung. Die Abgasanlage umfaßt einen Abgaskrüm mer, einen O₂-Sensor 160, der die Sauerstoffkonzentration im Abgas mißt, einen Dreiwegkatalysator 170 zur Abgasent giftung und einen Auspufftopf (nicht gezeigt).

Das Drosselklappengehäuse 120 umfaßt einen Luftmengensensor 180, eine Drosselklappe 190 und einen Drosselklappenlage sensor 200. Die Durchflußmenge der der Maschine 100 zuzu führenden Luft wird vom Drosselklappengehäuse 120 mit hoher Genauigkeit gemessen. Der Katalysator 170 reinigt mit hohem Wirkungsgrad das im Abgas aus der Maschine 100 enthaltene NOx, CO und HC, und die Maschine wird mit einem Mischungs verhältnis betrieben, das nahe dem theoretischen Mischungs verhältnis liegt.

Die Maschine 100 hat eine Brennkammer 220 mit einer ihr gegenüberstehenden Zündkerze 210, eine Einlaßöffnung 230 und ein Einlaßventil 240 zum Öffnen/Schließen der Einlaß öffnung 230. Ein Wassertemperaturfühler 250 ist seitlich von der Brennkammer 220 angeordnet, und ein Drehwinkelsen sor 260 ist unter der Brennkammer 220 angeordnet und erfaßt den Betriebszustand eines Fahrzeugs. Das Steuersystem um faßt ferner eine Zündvorrichtung 270, einen Zündverteiler 280, einen Abgastemperatursensor 290 und eine elektronische Steuereinheit 300 zur Steuerung der genannten Teile. Die Pfeile in Fig. 20 bezeichnen Ein-Ausgangssysteme der ein zelnen Bauelemente.

Die Einspritzventilvorrichtung 140 ist an der Wand des Ansaugkrümmers 130 aufstrom vom Einlaßventil 240 angeord net. Die Einspritzventilvorrichtung kann Kraftstoff in Richtung zu einem Ventilkörper 240 a des Einlaßventils 240 einspritzen.

Bei einem Benzinmotor wird beim Saughub aus dem Ansaugsy stem eine vorbestimmte Luftmenge in die Brennkammer 220 eingelassen.

Kraftstoff wird aus der Einspritzventilvorrichtung 140 zum Ventilkörper 240 a in einer der zugeführten Luftmenge ent sprechenden Menge in sehr gutem Vergasungszustand und mit ausgezeichnetem Ansprechverhalten auf den Einspritzdruck eingespritzt. Das so gebildete Gemisch tritt in die Brenn kammer 220 ein, wo es beim Verdichtungshub verdichtet und dann von der Zündkerze 210 gezündet und verbrannt wird.

Das aus der Maschine 100 abgeführte Verbrennungsgas wird durch das Abgassystem zur Atmosphäre geleitet.

Da der Zustand, in dem die Maschine 100 betrieben wird, vom Wassertemperatursensor 250 und dem Drehwinkelsensor 260 erfaßt wird, wird Luft in einer Menge zugeführt, die dem erfaßten Zustand entspricht. Die zugeführte Luftmenge wird durch Verstellen der Lage der Drosselklappe 190 geregelt. Die zugeführte Luftmenge wird vom Luftmengensensor 180 exakt gemessen. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die elektroni sche Steuereinheit 300 ein Signal zum Antrieb der Ein spritzventilvorrichtung 140 aufgrund des Signals vom Luft mengensensor 180 oder vom Drosselklappenlagesensor 200. Die einzuspritzende Kraftstoffmenge wird durch dieses Signal bestimmt.

Ein Kraftstoff-Luftgemisch wird durch die Einlaßöffnung 230 der Maschine 100 in die Brennkammer 220 eingeleitet. In der Brennkammer 220 wird das Gemisch beim Verdichtungshub ver dichtet, und das verdichtete Gemisch wird dann von der Zündkerze 210 gezündet. Der Verbrennungszustand des Ge mischs wird von dem am Sammlerteil des Abgaskrümmers 150 angeordneten O₂-Sensor gemessen. Die elektronische Steuer einheit 300 korrigiert die aus der Einspritzventilvorrich tung 140 einzuspritzende Kraftstoffmenge entsprechend dem Ausgangssignal des O₂-Sensors 160 und unterhält dadurch ein vorbestimmtes Mischungsverhältnis. Dies ermöglicht es dem Dreiwegkatalysator 170, in hochwirksamer Weise die drei Bestandteile NOx, CO und HC der Abgase zu behandeln.

Claims

1. Elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung mit einer Einspritzöffnung (4), durch die Kraftstoff eingespritzt wird, und mit einem aufstrom von der Einspritzöffnung vor gesehenen Plattenventilkörper (1) zur Einstellung einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge, gekennzeichnet durch ein Kraftstoffdrehelement (3), das dem Kraftstoff eine kreisförmige Strömungsrichtung gibt.

2. Elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffdrehelement (3) abstrom von einem Ven tilsitz (2) des Plattenventilkörpers (1) vorgesehen ist.

3. Elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffdrehelement (3) aufstrom von einem Ven tilsitz (2) des Plattenventilkörpers (1) vorgesehen ist.

4. Elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenventilkörper (1) ein bewegliches Teil eines Magnetkreises umfaßt.

5. Elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung mit einer Einspritzöffnung (4), durch die Kraftstoff eingespritzt wird, und mit einem aufstrom von der Einspritzöffnung vor gesehenen Plattenventilkörper (1) zur Einstellung einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge, dadurch gekennzeichnet, daß von den Strömungskanälen, durch die der Kraftstoff strömt, die Einspritzöffnung (4) den kleinsten Öffnungs querschnitt hat.

6. Elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die statische Durchflußmenge des Kraftstoffs aus schließlich von der Einspritzöffnung (4) bestimmt ist.

7. Elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung mit einer Einspritzöffnung (4), durch die Kraftstoff eingespritzt wird, und mit einem aufstrom von der Einspritzöffnung vor gesehenen Plattenventilkörper (1) zur Einstellung einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Kraftstoffdrehelement (3) vorgesehen ist, das die Kraftstoffströmung kreisförmig macht, und
daß der Querschnitt einer Öffnung in dem Plattenventilkör per (1) kleiner als der Öffnungsquerschnitt eines Strö mungskanals in dem Kraftstoffdrehelement (3) und größer als der Öffnungsquerschnitt der Einspritzöffnung (4) ist.

8. Elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung mit einer Einspritzöffnung (4), durch die Kraftstoff eingespritzt wird, und mit einem aufstrom von der Einspritzöffnung vor gesehenen Plattenventilkörper (1) zur Einstellung einer einzuspritzenden Kraftstoffmenge, gekennzeichnet durch ein Teilungsorgan (26) zur Aufteilung von eingespritztem Kraftstoff in mehrere Kraftstoffmengen, wobei das Teilungs organ (26) abstrom von der Einspritzöffnung (4) vorgesehen ist.

9. Elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform des Teilungsorgans (26) durch wenigstens zwei Kreisbogen definiert ist.

10. Elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform des Teilungsorgans (28) aus zwei Kreisen besteht.

11. Elektromagnetische Einspritzventilvorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Kraftstoffdrehelement (3), das den Kraftstoff kreis förmig strömen läßt.