DE19546851A1

DE19546851A1 - Fuel injection device for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE19546851A1
Application number: DE1995146851
Authority: DE
Inventors: Christof Dipl Ing Vogel; Christian Dr Ing Dr Preussner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1997-06-19
Also published as: WO1997022799A1

Abstract

The present invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine with an injection valve (10) with a spinner (16) allocated to its outlet aperture (21), so that fuel particles in an injected stream of fuel emerge from the outlet aperture (12) with a peripheral velocity component, and with a fuel vaporiser allocated to the outlet aperture (12) of the injection valve (10). In order to obtain effective fuel vaporisation in the warming-up stage of the engine while preventing the fuel vaporiser (20) from hindering the injection of the fuel or its preparation when it is switched off during normal running, the fuel vaporiser takes the form of a vaporiser attachment (20), the heating area (22, 23) of which surrounds an injection chamber (19) in front of the outlet aperture (12) of the injection valve and thus radially restricts it, and the injection chamber (19) widens conically in the direction of injection of the stream of fuel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des An spruchs 1.The invention relates to a fuel injection device for an internal combustion engine according to the preamble of the An saying 1.

STATE OF THE ART

Bei Kraftstoffeinspritzvorrichtungen hat sich der Einsatz von Kraftstoffverdampfern weitgehend bewährt, um den Schad stoffausstoß nach dem Starten während der Warmlaufphase bis zum Einsetzen des wirksamen Katalysatorbetriebs extrem zu senken und um so die in Zukunft immer strenger werdenden Ab gasgrenzwerte einhalten zu können.In the case of fuel injection devices, the use of Fuel vaporizers have been largely proven to do the harm fabric output after starting up during the warm-up phase to extremely effective catalyst operation lower and so the Ab in the future will become increasingly strict to be able to comply with gas limit values.

Da Kraftstoffverdampfer einen relativ hohen Stromverbrauch haben, werden sie beim normalen Betrieb des Verbrennungsmo tors abgeschaltet, sobald der wirksame Katalysatorbetrieb einsetzt und eine Vorverdampfung des Kraftstoffs nicht mehr erforderlich ist. Hierdurch läßt sich eine unnötige Belastung der elektrischen Anlage eines Fahrzeugs vermeiden.Because fuel vaporizers have a relatively high power consumption they have during normal operation of the combustion engine tors switched off as soon as effective catalytic converter operation starts and no longer pre-evaporates the fuel is required. This can create an unnecessary burden avoid the electrical system of a vehicle.

Bei einer bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung (DE 28 43 534 A1) ist einem Einspritzventil ein Heizelement zugeordnet, das einen Abspritzbereich vor der Abspritzöffnung des Ein spritzventils hülsenförmig umgibt. Das Heizelement weist da bei eine kegelstumpfförmige Verdampferfläche auf, die sich in Kraftstoffstrahlrichtung verjüngt. Beim Betrieb wird der Kraftstoff vom Einspritzventil ohne Drall mit einem Strahl winkel abgespritzt, der sicherstellt, daß der abgespritzte Kraftstoff auf die Verdampferfläche auftrifft.In a known fuel injection device (DE 28 43 534 A1) a heating element is assigned to an injection valve, the one spray area before the spray opening of the surrounds the spray valve. The heating element points there at a frustoconical evaporator surface, which is in Fuel jet direction tapers. In operation, the Fuel from the injector without swirl with a jet sprayed angle, which ensures that the sprayed Fuel hits the evaporator surface.

Bei einer anderen aus der DE 28 43 534 A1 bekannten Kraft stoffeinspritzvorrichtung ist ein Heizelement mit Abstand vor der Abspritzöffnung eines Einspritzventils angeordnet. In den Abspritzbereich des Einspritzventils zwischen Abspritzöffnung und Heizelement mündet dabei eine Luftdüse. Das Heizelement weist hier eine Honigwabenstruktur mit einer Vielzahl von in Längsrichtung parallel zueinander verlaufenden Kanälen oder eine kegelstumpfförmige Struktur auf, die sich in Kraft stoffstrahlrichtung verjüngt.With another force known from DE 28 43 534 A1 The fuel injection device is a heating element at a distance the spray opening of an injection valve arranged. In the Injection valve spray area between spray opening and the heating element opens an air nozzle. The heating element here has a honeycomb structure with a variety of in Longitudinally parallel channels or a frustoconical structure that is in place fabric jet direction tapered.

Beim Betrieb dieser Kraftstoffeinspritzvorrichtung wird der Kraftstoff vom Einspritzventil mit Drall in den Abspritzbe reich gespritzt und dabei zusätzlich von der durch die Luft düse eintretenden Luft zerstäubt. Der zerstäubte Kraftstoff gelangt dann zum Heizelement, wo er erwärmt und verdampft wird.When operating this fuel injector Fuel from the injector with swirl in the spray gun sprayed richly and additionally from the air atomizing air entering the nozzle. The atomized fuel then reaches the heating element, where it heats up and evaporates becomes.

Ein derartiges honigwabenförmiges oder sich in Abspritzrich tung konisch verjüngendes Heizelement im Abspritzbereich des Einspritzventils stellt jedoch ein relativ großes Hindernis für den abgespritzten Kraftstoffstrahl dar, wenn es beim nor malen Motorbetrieb nicht beheizt wird, so daß es im unbeheiz ten Zustand die Kraftstoffaufbereitung für die Gemischbildung stört.Such a honeycomb-shaped or in Absprrich Tapered heating element in the spray area of the Injector, however, is a relatively large obstacle for the hosed fuel jet, if it is in the nor paint engine operation is not heated, so that it is unheated condition of the fuel preparation for the mixture formation disturbs.

Aus dem SAE-Artikel 930710, "Cold start performance of an au tomotive engine using prevaporized gasoline" ist eine weitere Kraftstoffeinspritzvorrichtung bekannt, bei der vor einem Einspritzventil ein elektrisch beheizbarer, rohrförmiger Kraftstoffverdampfer angeordnet ist. Eine erste Luftdüse mün det dabei radial in den Abspritzbereich zwischen der Ab spritzöffnung und dem Kraftstoffverdampfer, um den austreten den Kraftstoffstrahl auszulenken. Zweite Luftdüsen münden tangential in den Abspritzbereich, um den ausgelenkten Kraft stoffstrahl in Rotation zu versetzen und so mit der Innenwand des Kraftstoffverdampfers in Kontakt zu bringen.From SAE article 930710, "Cold start performance of an au tomotive engine using prevaporized gasoline "is another Fuel injector known in front of a Injector is an electrically heated, tubular Fuel evaporator is arranged. A first air nozzle detects radially in the spray area between the Ab injection port and the fuel vaporizer to make the leak deflect the fuel jet. Second air vents open tangential in the spray area to the deflected force to set the jet of material in rotation and thus with the inner wall of the fuel vaporizer.

Wird ein derartiger Kraftstoffverdampfer während des normalen Motorbetriebs abgeschaltet, so tritt der vom Einspritzventil aus tretende Kraftstoffstrahl zwar durch den rohrförmigen Kraftstoffverdampfer hindurch, wenn er schmal genug ist. Eine Kraftstoffaufbereitung zur Verbesserung der Gemischbildung findet dabei aber kaum statt.Will such a fuel vaporizer during normal Engine operation is switched off, then occurs from the injection valve coming out of the fuel jet through the tubular Fuel evaporator if it is narrow enough. A Fuel preparation to improve mixture formation but hardly ever takes place.

Ein bekanntes Einspritzventil (EP 0 057 407) weist stromauf wärts vor der Abspritzöffnung, die sich von ihrem zumessenden Querschnitt bis zur abspritzseitigen Stirnfläche des Ein spritzventils konisch erweitert, einen Drallkörper auf, der dem abzuspritzenden Kraftstoff eine umfangsmäßige Geschwin digkeitskomponente erteilt. Der austretende Kraftstoff wird zerstäubt und bildet einen kegel- oder kegelmantelförmigen Kraftstoffstrahl, der infolge der umfangsmäßigen Geschwindig keitskomponente sehr breit ist. Dieser sehr breite Kraft stoffstrahl führt allerdings bei kaltem Verbrennungsmotor zu einem die Schadstoffemissionen erhöhenden Wandfilm im Saug rohr.A known injection valve (EP 0 057 407) points upstream is in front of the spray opening, which differs from yours Cross-section up to the splash-side face of the A injection valve conically expanded, a swirl body on the the fuel to be sprayed a circumferential speed component issued. The leaking fuel will atomizes and forms a conical or cone-shaped Jet of fuel due to the circumferential speed speed component is very wide. This very broad force However, material jet leads to when the internal combustion engine is cold a wall film in the suction that increases pollutant emissions pipe.

Um bei dieser bekannten Kraftstoffeinspritzvorrichtung die Kraftstoffzerstäubung zu verbessern, ist eine ringspaltförmi ge Luftdüse vorgesehen, die die Abspritzöffnung umgibt. Aus der Luftdüse tritt dabei ein sich konisch verjüngender, im wesentlichen kegelmantelförmiger Luftstrahl aus, der einen Drall aufweist, der der umfangsmäßigen Geschwindigskeitskom ponente des austretenden Kraftstoffstrahls entgegengesetzt ist.To the in this known fuel injector Improving fuel atomization is an annular gap Ge air nozzle is provided which surrounds the spray orifice. Out the air nozzle enters a conically tapering, in essential cone-shaped air jet from one Twist that the circumferential speed component of the emerging fuel jet opposite is.

ADVANTAGES OF THE INVENTION

Die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der von dem Einspritzventil zugemessene Kraftstoff teilweise oder vollständig verdampft und so eine Wandbenetzung im Saugrohr während der Start- und Warmlaufpha se eines Verbrennungsmotors verhindert oder zumindest so weit verringert wird, ohne daß der als Verdampfervorsatz ausgebil dete Kraftstoffverdampfer, wenn er abgeschaltet ist, die Kraftstoffaufbereitung beim Normalbetrieb behindert. Der Schadstoffausstoß läßt auf diese Weise so verringern, daß auch immer strenger werdende Abgasgrenzwerte eingehalten wer den können.The fuel injection device according to the invention with the characteristic features of claim 1 has in contrast the advantage that the metered by the injector Fuel evaporates partially or completely and so one Wall wetting in the intake manifold during the start and warm-up phase se of an internal combustion engine prevented or at least so far is reduced without being trained as an evaporator attachment Detected fuel evaporator when it is turned off, the Fuel processing hindered during normal operation. Of the Pollutant emissions can be reduced in this way so that also ever stricter emission limits are observed that can.

Insbesondere stellt sich in Abspritzrichtung gesehen dem Kraftstoffstrahl keine Heizfläche in den Weg. Vielmehr wird zum Ausbilden des Kraftstoffilms auf den Heizflächen haupt sächlich die Zentrifugalkraft ausgenutzt. Damit läßt sich auch bei abgeschalteten Verdampfervorsatz der Kraftstoffstrom nahezu ungehindert über die Heizflächen führen.In particular, seen in the spray direction Fuel jet no heating surface in the way. Rather it will to form the fuel film on the heating surfaces at all centrifugal force exploited. So that can the fuel flow even when the evaporator attachment is switched off lead almost unhindered over the heating surfaces.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kraftstoffein spritzvorrichtung besteht darin, daß die Kraftstoffzumessung und die Kraftstoffverdampfung bzw. -aufbereitung von einander unabhängig sind. Der Verdampfervorsatz kann somit entspre chend dem jeweils verwendeten Einspritzventil für die ge wünschte Kraftstoffverdampfung bzw. -aufbereitung optimiert werden, ohne daß es dadurch die Zumeßfunktion des Einspritz ventils beeinträchtigt wird.A major advantage of the fuel according to the invention sprayer is that the fuel metering and the fuel evaporation from each other are independent. The evaporator attachment can thus correspond according to the injection valve used for the ge desired fuel evaporation or conditioning optimized be, without it the metering function of the injection valve is affected.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der im An spruch 1 angegebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung möglich.By the measures listed in the subclaims advantageous refinements and improvements in the on Say 1 possible fuel injector possible.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Abspritzkante am Ver dampfervorsatz durch eine zylindrische Innenfläche gebildet wird, da hierdurch das Abspritzen eines unverdampften Kraft stoffilms so verbessert wird, daß eine gute Kraftstoffaufbe reitung für die Gemischbildung erreicht wird. Kegelstumpf- oder trompetenförmige Heizflächen bieten eine sich Abspritz richtung des Kraftstoffs stetig vergrößernde Heizfläche, die eine gute Wärmeübertragung auf den mit zunehmender Entfernung vom Einspritzventil immer dünner werdenden Kraftstoffilm ge währleistet und somit eine gewünschte Kraftstoffverdampfung sicherstellt.It when a spraying edge on the ver steamer attachment formed by a cylindrical inner surface will, as a result of this the hosing off of an undevaporated force stoffilms is improved so that a good fuel consumption preparation for mixture formation is achieved. Truncated cone or trumpet-shaped heating surfaces offer a spray Direction of the fuel continuously increasing heating surface, the good heat transfer to the with increasing distance fuel film is getting thinner and thinner from the injection valve ensures and thus a desired fuel evaporation ensures.

Die Verwendung von PTC-Widerstandsheizelementen ermöglicht es, die Temperatur der Heizflächen auf eine einfache Weise ohne eine eigene Temperaturregelung auf einem für eine effek tive Kraftstoffverdampfung geeigneten Wert zu halten. The use of PTC resistance heating elements enables it, the temperature of the heating surfaces in a simple way without own temperature control on one for an effec tive fuel vaporization to maintain a suitable value.

DRAWING

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung ver einfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing simply represented and in the description below explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene schematische Dar stellung einer erfindungsgemäßen Kraftstoff einspritzvorrichtung, Fig. 1 is a partially sectioned schematic Dar position of a fuel according to the invention injector,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch einen ande ren Verdampfervorsatz für die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung und Fig. 2 is a schematic section through another ren evaporator attachment for the fuel injection device according to the invention and

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch einen weite ren Verdampfervorsatz für die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung. Fig. 3 shows a schematic section through a wide ren evaporator attachment for the fuel injection device according to the invention.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander ent sprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the different figures of the drawing, one another is ent Speaking parts with the same reference numerals.

Wie Fig. 1 zeigt, weist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor ein Einspritzventil 10 auf, das in üblicher Weise in seiner auslaßseitigen Stirnfläche 11 ei ne Austrittsöffnung 12 für Kraftstoff aufweist, der ein mit einer Ventilnadel 13 zusammenwirkender Ventilsitz 14 zugeord net ist. Um dem durch die Austrittsöffnung 12 austretenden Kraftstoff einen Drall zu geben, um also den Kraftstoffteil chen des Kraftstoffstroms eine umfangsmäßige Geschwindig keitskomponente zu erteilen, ist im die Ventilnadel 13 auf nehmenden und führenden Aufnahmeraum 15, durch den der Kraft stoff strömt, vor dem Ventilsitz 14, also stromaufwärts da von, ein Drallelement 16 angeordnet, in das schraubenlinien förmige Nuten eingearbeitet sind.As shown in FIG. 1, a fuel injection device for an internal combustion engine has an injection valve 10 which, in the usual manner, in its outlet-side end face 11 has an outlet opening 12 for fuel, which is associated with a valve seat 14 cooperating with a valve needle 13 . In order to give a swirl to the fuel escaping through the outlet opening 12 , that is to say to give the fuel part of the fuel flow a circumferential speed component, valve needle 13 is in the receiving and leading receiving space 15 through which the fuel flows, in front of valve seat 14 , ie upstream from there, a swirl element 16 is arranged, in the helical grooves are incorporated.

Als Drallelement 15 kann auch ein Einsatz mit schrägen Boh rungen in den Aufnahmeraum 15 eingesteckt werden. Weiter ist es möglich, das Drallelement 15 unmittelbar an der Ventilna del 13 oder in der die Ventilnadel 13 im Bereich des Ventil sitzes 14 führenden Wand in Form von Nuten oder Stegen auszu bilden.As a swirl element 15 , an insert with oblique holes can be inserted into the receiving space 15 . It is also possible to form the swirl element 15 directly on the Ventilna del 13 or in the valve needle 13 in the region of the valve seat 14 leading wall in the form of grooves or webs.

An der Stirnfläche 11 des Einspritzventils 10 ist vor der Austrittsöffnung 12 als Kraftstoffverdampfer ein elektrisch beheizbarer Verdampfervorsatz 20 angeordnet, der einen strom abwärts vor der Austrittsöffnung 12 liegenden Abspritzbereich für Kraftstoff umfangsmäßig umgibt und somit einen Abspritz raum 19 radial begrenzt.On the end face 11 of the injection valve 10 , an electrically heatable evaporator attachment 20 is arranged in front of the outlet opening 12 as a fuel evaporator, which circumferentially surrounds a spray region for fuel lying downstream in front of the outlet opening 12 and thus radially delimits a spray chamber 19 .

Der Verdampfervorsatz 20, dessen elektrische Anschlüsse nicht dargestellt sind, umfaßt ein Heizelement 21, dem innen im Einlaßbereich eine kreiszylindrische Heizfläche 22 zugeordnet ist, an die sich eine kegelstumpfförmige Heizfläche 23 an schließt, die sich zum Auslaßbereich hin erweitert und bis zu einer Abspritzkante 24 erstreckt.The evaporator attachment 20 , the electrical connections of which are not shown, comprises a heating element 21 , to the inside of which a circular cylindrical heating surface 22 is assigned, to which a frustoconical heating surface 23 closes, which extends towards the outlet region and extends to a spraying edge 24 .

Das Einspritzventil 10 und der Verdampfervorsatz 20 sind so auszulegen, daß der aus dem Einspritzventil 10 abgespritzte Kraftstoffstrahl aufgrund seiner umfangsmäßigen Geschwindig keitskomponente einen möglichst dünnen Kraftstoffilm auf der den Abspritzraum 19 radial begrenzenden Heizfläche 22, 23 bildet. Es müssen also der Öffnungswinkel des abgespritzten Kraftstoffstrahls und der vom Einspritzventil 10 erzeugte Drall und die Form der Heizfläche 22, 23, also der Öffnungs winkel des von ihr begrenzten Abspritzraums 19 aneinander an gepaßt werden. Ferner muß der Verdampfervorsatz 20 so ausge bildet werden, daß sich eine genügend große Heizfläche 22, 23 für die Wärmeübertragung auf den Kraftstoff ergibt, die je doch im ausgeschalteten Zustand den Kraftstoffstrom nicht zu sehr abbremst, sondern nur eine gewünschte Winkelverengung für den Öffnungswinkel des abgespritzten Kraftstoffstrahls ergibt.The injection valve 10 and the evaporator attachment 20 are to be designed in such a way that the fuel jet sprayed out of the injection valve 10 forms a fuel film which is as thin as possible on the heating surface 22 , 23 which delimits the spray chamber 19 due to its circumferential speed. So there must be the opening angle of the sprayed fuel jet and the swirl generated by the injection valve 10 and the shape of the heating surface 22 , 23 , that is the opening angle of the delimited spray chamber 19 to each other. Furthermore, the evaporator attachment 20 must be formed so that there is a sufficiently large heating surface 22 , 23 for heat transfer to the fuel, which, however, does not slow down the fuel flow too much in the switched-off state, but rather only a desired narrowing of the angle for the opening angle of the sprayed Fuel jet results.

Eine möglichst große Heizfläche läßt sich z. B. dadurch rea lisieren, daß der Verdampfervorsatz 20 bzw. sein Heizelement 21 als Kegel mit anschließendem Rohr ausgebildet wird.The largest possible heating area can be z. B. rea lize in that the evaporator attachment 20 or its heating element 21 is formed as a cone with a subsequent tube.

Fig. 2 zeigt beispielsweise einen anderen Verdampfervorsatz 20′ für die erfindungsgemäße Kraftstoffeinspritzvorrichtung, der ein rohrförmiges Heizelement 21′ mit einer innen liegen den kreiszylindrischen Heizfläche 22 aufweist, die sich von der Stirnfläche 11 bis zur Abspritzkante 24 erstreckt. Fig. 2 shows, for example, another evaporator attachment 20 'for the fuel injection device according to the invention, which has a tubular heating element 21 ' with an inner circular cylindrical heating surface 22 which extends from the end face 11 to the spraying edge 24 .

Nach Fig. 3 ist bei einem weiteren Verdampfervorsatz 20′′ ein sich trompetenförmig erweiterndes Heizelement 21′′ vorgesehen, dessen sich erweiternde, innen liegende Heizfläche 25 sich bis in den Auslaßbereich erstreckt und dort in eine kreiszy linderförmige Innenfläche 26 übergeht. Die kreiszylinderför mige Innenfläche 26 weist nur eine kurze axiale Länge auf und endet in der Abspritzkante 24.According to Fig. 3 is a trumpet-shaped heating element 21 '' is provided in a further evaporator attachment 20 '', the expanding, inner heating surface 25 extends into the outlet area and merges into a circular cylindrical inner surface 26 there . The circular cylinder-shaped inner surface 26 has only a short axial length and ends in the injection edge 24 .

Der Verdampfervorsatz 20, 20′, 20′′ kann integral mit dem Ein spritzventil 10 ausgebildet sein. In vorteilhafter Weise wird der Verdampfervorsatz 20, 20′, 20′′ jedoch als eine eigene Baugruppe aufgebaut, die am Einspritzventil 10 gehalten ist. Hierbei ist es insbesondere möglich den Verdampfervorsatz 20, 20′, 20′′ thermisch vom Einspritzventil 10 zu isolieren, wo durch bei eingeschaltetem Verdampfervorsatz 20, 20′, 20′′ der Betrieb des Einspritzventils 10 nicht beeinträchtigt wird.The evaporator attachment 20 , 20 ', 20 ''can be formed integrally with the injection valve 10 . Advantageously, the evaporator attachment 20 , 20 ', 20 '', however, is constructed as a separate assembly which is held on the injection valve 10 . It is in particular possible to thermally isolate the evaporator attachment 20 , 20 ', 20 ''from the injection valve 10 , where the operation of the injection valve 10 is not impaired by when the evaporator attachment 20 , 20 ', 20 '' is switched on.

Anstelle der dargestellten einteiligen Heizelemente 21, 21′, 21′′ können auch zwei- oder mehrfachunterteilte Heizelemente verwendet werden. Dabei ist es möglich die Heizelemente axial oder umfangsmäßig zu unterteilen. Um auch bei unterteilten Heizelementen eine nicht unterteilte Heizfläche 22, 23; 22 bzw. 25 für auftreffenden Kraftstoff zu schaffen, ist hierbei eine Beschichtung, z. B. eine entsprechend geformte Kontakt hülse mit guter. Wärmeleitfähigkeit vorzusehen.Instead of the one-piece heating elements 21 , 21 ', 21 ''shown, two-part or multi-part heating elements can also be used. It is possible to subdivide the heating elements axially or circumferentially. In order to have an undivided heating surface 22 , 23 ; To create 22 or 25 for impinging fuel is a coating, for. B. a correspondingly shaped contact sleeve with good. Provide thermal conductivity.

Das Heizelement 21 besteht vorzugsweise aus einem PTC-Widerstandsmaterial, also aus einem Widerstandsmaterial mit positivem Temperaturkoeffizienten. Es ist aber auch möglich, ein NTC-Widerstandsmaterial, also ein Widerstandsmaterial mit negativen Temperaturkoeffizienten zu verwenden. In diesem Fall ist es zweckmäßig, eine externe Temperaturregelung vor zusehen. Die Verwendung eines Heizelements 21 aus einem NTC-Widerstandsmaterial ist insbesondere dann von Vorteil, wenn aufgrund unterschiedlicher Kraftstoffdurchsätze eine Tempera turregelung für das Heizelement 21 ohnehin erforderlich ist.The heating element 21 preferably consists of a PTC resistance material, that is to say of a resistance material with a positive temperature coefficient. However, it is also possible to use an NTC resistance material, that is to say a resistance material with negative temperature coefficients. In this case, it is advisable to watch an external temperature control. The use of a heating element 21 made of an NTC resistance material is particularly advantageous if a temperature control for the heating element 21 is required anyway due to different fuel throughputs.

Beim Betrieb des Verbrennungsmotors wird vom Einspritzventil 10 die erforderliche Menge Kraftstoff in einen im wesentli chen kegelmantelförmigen Bereich abgespritzt, wobei sich der Öffnungswinkels dieses Bereiches mit zunehmenden Abstand von der Austrittsöffnung 12 infolge der umfangsmäßigen Geschwin digkeitskomponente des abgespritzten Kraftstoffs vergrößert, wenn der Abspritzraum nicht radial begrenzt ist. Der Ab spritzbereich für Kraftstoff wird jedoch durch den Verdamp fervorsatz 20, 20′ bzw. 20′′ radial auf den Abspritzraum 19 begrenzt, so daß die einzelnen Kraftstoffteilchen auf die Heizfläche 22, 23; 22 bzw. 25 auftreffen und dort ein dünnen Kraftstoffilm bilden, dessen einzelne Teilchen sich schrau benlinienförmig auf der Heizfläche 22, 23; 22 bzw. 25 zur Ab spritzkante 24 bewegen.During operation of the internal combustion engine, the required amount of fuel is injected from the injection valve 10 into an essentially conical area, the opening angle of this area increasing with increasing distance from the outlet opening 12 as a result of the circumferential speed component of the injected fuel, if the injection space is not radially limited is. From the spray area for fuel is limited by the evaporator attachment 20 , 20 'or 20 ''radially to the spray chamber 19 , so that the individual fuel particles on the heating surface 22 , 23 ; 22 or 25 hit and there form a thin fuel film, the individual particles of which are screw-like ben-line on the heating surface 22 , 23 ; 22 or 25 to the spray edge 24 move.

Bei eingeschalteter Heizung während der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors werden die Kraftstoffteilchen des dünnen Kraftstoffilms, die sich über die Heizfläche 22, 23; 22 bzw. 25 des Verdampfervorsatzes 20, 20′ bzw. 20′′ bewegen, aufge heizt und verdampfen. Da die unmittelbar an der Heizfläche 22, 23; 22 bzw. 25 anliegenden Kraftstoffteilchen infolge des Dralls, also wegen der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft ge gen die Heizfläche 22, 23; 22 bzw. 25 gepreßt werden und ei nem größeren Druck ausgesetzt sind als die Kraftstoffteilchen weiter innen im Kraftstoffilm, sind sie in gutem Wärmekontakt mit dem Heizelement 21, 21′, 21′′ und sorgen für eine gute Wärmeübertragung auf den Kraftstoffilm, der nach und nach zur Mitte des Verdampfervorsatzes 20, 20′, 20′′ hin abdampft.When the heating is switched on during the warm-up phase of the internal combustion engine, the fuel particles of the thin fuel film, which are spread over the heating surface 22 , 23 ; 22 or 25 of the evaporator attachment 20 , 20 'or 20 ''move, heated up and evaporate. Since the directly on the heating surface 22 , 23 ; 22 or 25 adjacent fuel particles as a result of the swirl, ie because of the centrifugal force acting on them against the heating surface 22 , 23 ; 22 or 25 are pressed and are subjected to a higher pressure than the fuel particles further inside the fuel film, they are in good thermal contact with the heating element 21 , 21 ', 21 ''and ensure good heat transfer to the fuel film, which gradually evaporates towards the center of the evaporator attachment 20 , 20 ', 20 ''.

Da sich die einzelnen Kraftstoffteilchen schraubenlinienför mig über die Heizfläche 22, 23; 22 bzw. 25 bewegen, steht ein relativ langer Weg auf der Heizfläche 22, 23; 22 bzw. 25 zur Aufheizung des Kraftstoffs zur Verfügung. Die Anteile des Kraftstoffilms, die unverdampft bis zur Abspritzkante 24 des Verdampfervorsatzes 20 gelangen, werden beim Abspritzen von der Zentrifugalkraft in viele kleine Tröpfchen zerrissen und auf diese Weise gut für die Gemischbildung aufbereitet.Since the individual fuel particles schraublinienför shaped over the heating surface 22 , 23 ; 22 or 25 move, there is a relatively long way on the heating surface 22 , 23 ; 22 or 25 are available for heating the fuel. The portions of the fuel film that reach the spraying edge 24 of the evaporator attachment 20 without being evaporated are broken up into many small droplets by the centrifugal force when spraying and are thus well prepared for the mixture formation.

Während des normalen Dauerbetriebs des Verbrennungsmotors wird das Heizelement 21, 21′ bzw. 21′′ abgeschaltet und der Kraftstoffilm, der sich auf der Heizfläche 22, 23; 22 bzw. 25 bildet, wird praktisch nicht mehr geheizt. Der Kraftstoffilm bewegt sich somit bis zur Abspritzkante 24, von der er abge spritzt wird. Dabei wird der Kraftstoffilm, ebenso wie der unverdampfte Restkraftstoff bei eingeschaltetem Verdampfer vorsatz 20, 20′ bzw. 20′′, infolge der Zentrifugalkraft in vielen kleine Tröpfchen zerrissen, so daß eine gut Aufberei tung zur Gemischbildung sichergestellt ist.During normal continuous operation of the internal combustion engine, the heating element 21 , 21 'or 21 ''is switched off and the fuel film which is on the heating surface 22 , 23 ; 22 or 25 forms, is practically no longer heated. The fuel film thus moves up to the spray edge 24 , from which it is sprayed. The fuel film, as well as the unevaporated residual fuel when the evaporator attachment 20 , 20 'or 20 '', is torn into many small droplets due to the centrifugal force, so that a good treatment for mixture formation is ensured.

Bei der Bewegung des Kraftstoffilms über die nicht beheizte Heizfläche 22, 23; 22 bzw. 25 geht zwar infolge der Reibung ein Teil seiner umfangsmäßigen Geschwindigkeitskomponente verloren, so daß ein Öffnungswinkel für den kegelmantelförmi gen Abspritzbereich erhalten wird, der verglichen mit einem einen Drall erzeugenden Einspritzventil 10 ohne Verdampfer vorsatz verringert ist. Der verbleibende Drall reicht jedoch für eine gute Kraftstoffaufbereitung während des normalen Dauerbetriebs aus.When moving the fuel film over the unheated heating surface 22 , 23 ; 22 and 25 is lost due to the friction part of its circumferential speed component, so that an opening angle for the cone-shaped spray area is obtained, which is reduced compared to a swirl-producing injection valve 10 without an evaporator header. However, the remaining swirl is sufficient for good fuel processing during normal continuous operation.

Claims

1. Fuel injection device for a combustion engine with an injection valve which has a swirl element associated with its outlet opening, so that fuel particles of a sprayed-off fuel jet emerge from the outlet opening with a speed component in the circumferential direction, and with a fuel evaporator assigned to the outlet opening of the injection valve, characterized in that the fuel evaporator is designed as an evaporator attachment ( 20 , 20 ', 20 ''), the heating surface ( 22 , 23 , 25 ) of which surrounds a spray chamber ( 19 ) in front of the outlet opening ( 12 ) of the injection valve ( 10 ) and is radially limited in such a way that the spray chamber ( 19 ) in the spray direction of the fuel jet is cylindrical and / or widened.

2. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the tubular Ver evaporator attachment ( 20 ') has a circular cylindrical heating surface ( 22 ) which extends from the outlet opening ( 12 ) of the injection valve ( 10 ) to a spraying edge ( 24 ).

3. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the Verdampfervor set ( 20 ) to the outlet opening ( 12 ) of the injection valve ( 10 ) adjacent cylindrical heating surface ( 22 ) to which in the spray direction of the fuel jet a frustoconically expanding heating surface ( 23 ) connects.

4. Fuel injection device according to claim 1, characterized in that the Verdampfervor set ( 20 '') has a trumpet-shaped heating surface in the spray direction of the fuel jet ( 25 ), so that the spray chamber ( 19 ) in the spray direction of the fuel jet increasingly expands.

5. Fuel injection device according to claim 3 or 4, characterized in that a truncated or trumpet-shaped heating surface ( 23 or 25 ) adjoins a cylindrical inner surface ( 26 ) which extends to a spraying edge ( 24 ).

6. Fuel injection device according to claim 5, characterized in that the cylindrical inner surface ( 26 ) in the spray direction of the fuel jet is narrow.

7. Fuel injection device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating surfaces ( 22 , 23 , 25 ) on one or more heating elements ( 21 , 21 ', 21 ) made of a PTC resistance material, ie of a resistance material with positive Temperaturkoeffizien th are trained.