DE102008024143A1

DE102008024143A1 - Einspritzdüse für Zündladung mit einem elektrisch steuerbaren Ventil

Info

Publication number: DE102008024143A1
Application number: DE200810024143
Authority: DE
Inventors: Alexander Brind
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2009-11-26
Also published as: DE202008013960U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für Zündladung mit einem elektrisch steuerbaren Ventil zur Beförderung des Brennstoffs in die Brennkammer. Im Bereich der Absperrnadel des Ventils ist ein Heizelement angeordnet, das beim Eintritt des Kraftstoffs in das sauerstoffhaltige Medium zur Aufwärmung des Kraftstoffs bis auf die Selbstentzündungstemperatur dient.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspritzdüse für Zündladung mit einem elektrisch steuerbaren Ventil zur Beförderung in die Brennkammer.
In den modernen Brennkraftmotoren werden im Wesentlichen nur zwei Zündarten für die Betriebsladung breit verwendet, und zwar eine Zündung infolge der Funkentladung (Funkentzündung) und die Entzündung durch Verdichtungswärme (Verdichtungsentzündung). Diese Zündarten sind zum Beispiel im Buch „Brennkraftmotoren", Verfasser Lukanin V. N., Shatrov M. G., Verlag „Vysschaja Schkola", Moskau, 2005, beschrieben.
Die Nachteile der Funkentzündung sind wie folgt:

– die Funkentladung kann die Betriebsladung erst dann entzünden, wenn die Bedingung des stöchiometrischen Verhältnisses zwischen den Luft- und Brennstoffmengen im Treibstoffgemisch im Bereich der elektrischen Ladung eingehalten wird,
– die Notwendigkeit, ein Hochspannungssystem zu haben, um eine solche Entladung erreichen zu können.

Die Bedingung über die Einhaltung vom stöchiometrischen Verhältnis setzt voraus, dass die Befüllbarkeit der Brennkammer mit der Gasladung bei geringen und mittleren Belastungen eingeschränkt wird. Dies verursacht die Minderung der dynamischen Eigenschaften des Motors. Das Vorhandensein von einem Hochspannungssystem stellt zusätzliche Anforderungen an die Bekämpfung der Kriechströme, weil diese die Sicherheit des Systems reduzieren.
Der Mangel der Verdichtungszündung besteht insbesondere darin, dass dieses Verfahren einen höheren Verdichtungsgrad erfordert und zwar mehr als 20. Das hat wiederum die Notwendigkeit zur Folge, dass der Brennstoffeinspritzdruck erhöht werden muss, um den erforderlichen Zerstäubungs- und Gemischbildungsgrad sicherzustellen. Bei modernen Motoren erreicht dieser Druck bereits Werte bis zu 1600 bar. Als Beispiel sind die CDI-Motoren von Mercedes-Benz Kfz zu nennen.
Es sind Verfahren und Einrichtungen zur Entflammung von Brenngemisch in Brennkraftmotoren bekannt, welche zur Verbesserung der Entzündung infolge der Funkentladung beitragen. Siehe z. B. das Patent RU 2161728 , Verfahren zur Zündung von Gas- bzw. Gas- und Brennstoffmischung. Das Verfahren besteht in der Energiebehandlung der Mischung mittels UV-Strahlung der gleitenden Oberflächenentladung.
Die Entladung erfolgt, wenn die Spannung an die Elektroden angelegt wird. Die Elektroden werden an der Oberfläche von einem Isolierstoff und zwar im Gemisch innerhalb der Brennkammer angeordnet. Der Mangel dieses Verfahrens besteht darin, dass es erforderlich ist, die Anlage innerhalb der Brennkammer die zusätzlichen Einrichtungen zu montieren, um die gleitende Oberflächenentladung zu erzeugen.
Es ist auch das Verfahren zur Entflammung eines Brennstoffgemischs in Brennkraftmotoren sowie eine Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens bekannt, siehe Patent RU 2256817 , veröffentlicht am 20.07.2005. Das Wesen der Erfindung besteht im Folgenden: Das Brenngemisch wird in der Brennkammer des Motors mittels eines UHF-Energie-Impulses aktiviert. Die Signalfrequenz von diesem Impuls ist mindestens so groß wie die eigene Resonanzfrequenz der Brennkammer. Diese Erfindung ist sowohl in Motoren mit Funkentzündung als auch in Motoren mit Verdichtungsentzündung anwendbar. Der Mangel dieses Verfahrens besteht darin, dass der UHF-Impuls infolge seiner physikalischen Eigenschaften in erster Linie mit den Metallbauteilen der Brennkammer zusammenwirken wird. Dadurch ist es erforderlich, die Impulsenergie zu erhöhen.
Als nächst kommender Stand der Technik der beschriebenen Erfindung dient das Patent RU 2121585 , das einen Brennkraftmotor, seine Betriebsweise, das Kraftfahrzeug und die ortsfeste Stromerzeugungsanlage mit diesem Motor beschreibt. Das Wesen der Erfindung beruht auf einer Reihe von Vorteilen, welche auf die Vorverdichtung von Naturgas vor seiner Förderung in die Brennkammer zurückzuführen sind. Das Naturgas wird dabei als Brennstoff eingesetzt. Der erste Vorteil besteht darin, dass der gasförmige Brennstoff unmittelbar in die Brennkammer gefördert wird. Die Brennstoffzufuhr erfolgt mittels eines Hochdruckschlauchs über das Einlassventil/Zünder. Der zweite Vorteil besteht in der Bauweise der Einrichtung. Die Einrichtung ist so gebaut, dass sie einfach sowohl in den Zündkerzensitz von einem konventionellen Benzinmotor als auch in den Düsensitz von einem Dieselmotor eingebaut werden kann. Der dritte Vorteil ist die Vereinigung der Einspritzfunktion und der Funktion der Kraftstoffgemischzündung in einer Einrichtung. Der Mangel des beschriebenen Ventils/Zünders besteht darin, dass seine Konstruktion im Grunde genommen eine konventionelle Zündkerze aufweist. Diese Tatsache stellt hohe Anforderungen an die Elektroisolierstoffe dieser Einrichtung und setzt die Bedingung über Einhaltung des stöchiometrischen Verhältnisses Kraftstoff/Luft im Bereich der Funkentladung voraus.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einspritzdüse der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der der Kraftstoff direkt in die Brennkammer eingespritzt und durch Erwärmung bis auf die Selbstentzündungstemperatur zur Zündung gebracht wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass im Bereich der Absperrnadel des Ventils ein Heizelement angeordnet ist, das beim Eintritt des Kraftstoffs in das sauerstoffhaltige Medium zur Aufwärmung des Kraftstoffs bis auf die Selbstentzündungstemperatur dient. Weitere Ausgestaltungen der Einspritzdüse sind den Unteransprüchen entnehmbar. Die vorgeschlagene Düse ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Düse ist in das Gehäuse 1 eingebaut. Das Gehäuse 1 ist mit einem Ventilsitz versehen, der mittels eines Tauchkolbens 4 mit einer Absperrnadel abgesperrt ist. Im Bereich der Absperrnadel des Tauchkolbens 4 ist ein Heizelement 6 im Gehäuse 1 eingebaut. Wenn die Einrichtung desaktiviert ist, wird mittels der Feder 8 der Tauchkolben 4 gegen den Ventilsitz gedrückt. Wird die Spannung an die Wicklung 5 des Magneten 7 angelegt, dann wird das Elektromagnetventil geöffnet. Der Kraftstoff wird über den Rohrstutzen 3 der Düse zugeführt. Die elektrischen Kontakte der Düse sind in dem Isolierkörper 2 eingebettet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- RU 2161728 [0006]
- RU 2256817 [0008]
- RU 2121585 [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- „Brennkraftmotoren”, Verfasser Lukanin V. N., Shatrov M. G., Verlag „Vysschaja Schkola”, Moskau, 2005 [0002]

Claims

Einspritzdüse für Zündladung mit einem elektrisch steuerbaren Ventil zur Beförderung des Brennstoffs in die Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Absperrnadel des Ventils ein Heizelement (6) angeordnet ist, das beim Eintritt des Kraftstoffs in das sauerstoffhaltige Medium zur Aufwärmung des Kraftstoffs bis auf die Selbstentzündungstemperatur dient.
Einspritzdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Isolierkörper (2) der Düse eine Wicklung (5) eines Elektromagneten (7) eingebettet ist und dass mit dem Anlegen von Spannung an die Wicklung (5) das Elektromagnetventil öffenbar ist.
Einspritzdüse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Öffnen des Elektromagnetventils Kraftstoff über einen Rohrstutzen (3) dem Tauchkolben (4) mit dem Heizelement (6) zuführbar ist.