DE102006040819A1 - Zündkerzenanordnung in einer Brennkraftmaschine vom Typ mit Einspritzung in den Zylinder und Funkenzündung - Google Patents

Zündkerzenanordnung in einer Brennkraftmaschine vom Typ mit Einspritzung in den Zylinder und Funkenzündung Download PDF

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Abstract

In einer Brennkraftmaschine vom Typ mit Direkteinspritzung und Funkenzündung, die eine Zündkerze (2) verwendet, um ein Luft-Kraftstoffgemisch zu zünden und zu verbrennen, das durch Kraftstoff gebildet wird, der von einem Krafteinspritzventil eingespritzt wird und im Inneren eines Zylinders herumfliegt, während er sich mit der Luft vermischt, weist die Zündkerze eine erste Elektrode (2a) auf, die auf ihrer Mittelachse gebildet ist, und eine zweite Elektrode (2c), die einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, wobei ein Zündspalt, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gebildet ist, in drei Richtungen offen und so angeordnet ist, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom direkt durch den Zündspalt geht, indem er durch die Öffnungen (22b, 23b) aus den Öffnungen geht, die in zwei einander gegenüberliegende Richtungen zeigen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit Einspritzung in den Zylinder bzw. Direkteinspritzung und Funkenzündung.
  • Eine Schichtladungsverbrennung ist bekannt, die eine Verbrennung ermöglicht, bei der das Luft-Kraftstoffverhältnis im gesamten Zylinder niedriger als das stöichiometrische Luft-Kraftstoffverhältnis ist, indem ein entflammbares Luft-Kraftstoffgemisch nur in einem Teil des Zylinders gebildet wird, wobei Kraftstoff verwendet wird, der beim Kompressionshub eingespritzt wird und dieses entflammbare Luft-Kraftstoffgemisch unter Verwendung einer Zündkerze gezündet und verbrannt wird. Bei der Schichtladungsverbrennung muss jedoch der Zündspalt der Zündkerze zum Zeitpunkt der Zündung im entflammbaren Luft-Kraftstoffgemisch positioniert sein. Um dies zu erreichen, gibt es einen Vorschlag, unter Verwendung eines Hohlraums in der Oberseite des Kolbens den Kraftstoff in einem Winkel zu der Zündkerze hin einzuspritzen, um das entflammbare Luft-Kraftstoffgemisch an der Zündkerze zu erzeugen, wobei ein Hohlraum verwendet wird, der oben im Kolben gebildet ist. Wenn dies getan wird, wird jedoch der Kraftstoffeinspritzzeitpunkt durch die Position des Kolbens beschränkt. Um es zu ermöglichen, den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt ohne diese Beschränkung festzulegen, offenbart beispielsweise die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung HEI 4-107485 eine Brennkraftmaschine mit Funkenzündung und Einspritzung in den Zylinder, die Kraftstoff von einem Kraftstoffeinspritzventil einspritzt, das im Wesentlichen in der Mitte im oberen Abschnitt des Zylinders angeordnet ist, einen Kraftstoffstrom erzeugt, der im Inneren des Zylinders herumfliegt, während er sich mit der Luft vermischt, und dieses Luft-Kraftstoffgemisch mittels einer Zündkerze zündet und verbrennt.
  • In dieser Brennkraftmaschine vom Typ mit Funkenzündung und Einspritzung in den Zylinder wird eine Erdelektrode einer Zündkerze auf der Seite einer Mittelelektrode hin zu dem Kraftstoffeinspritzventil positioniert. Als ein Ergebnis trifft der Luft-Kraftstoffgemischstrom auf die Erdelektrode, aber nicht direkt auf die Mittelelektrode, die hinter der Erdelektrode positioniert ist. Auf diese Weise wird die Mittelelektrode nicht mit dem flüssigen Kraftstoff benetzt, der in dem Luft-Kraftstoffgemischstrom enthalten ist, was es ermöglicht, eine Fehlzündung zu verhindern.
  • In der vorstehend erörterten Brennkraftmaschine vom Typ mit Einspritzung in den Zylinder und Funkenzündung ist es möglich, die Mittelelektrode davor zu schützen, durch den flüssigen Kraftstoff feucht zu werden. Andererseits wird es jedoch nicht garantiert, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom mit dem Zündspalt zwischen der Erdelektrode und der Mittelelektrode in Kontakt kommt, so dass es möglich ist, dass bei der Zündung des Luft-Kraftstoffgemischstroms ein Zündproblem auftritt.
  • Diese Erfindung schafft daher eine Brennkraftmaschine vom Typ mit Einspritzung in den Zylinder und Funkenzündung, die dazu fähig ist, eine überragende Schichtladungsverbrennung zu realisieren, indem ein Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch Kraftstoff gebildet ist, der von einem Kraftstoffeinspritzventil in einen Zylinder eingespritzt wird und im Inneren des Zylinders herumfliegt, während er sich mit Luft vermischt, unter Verwendung einer Zündkerze verlässlicher gezündet und verbrannt wird.
  • Eine Brennkraftmaschine vom Typ mit Einspritzung in den Zylinder und Funkenzündung nach einem Aspekt der Erfindung ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, und einer Zündkerze versehen. Diese Brennkraftmaschine verwendet den Zündfunken, um einen Luft-Kraftstoffgemischstrom zu zünden und zu verbrennen, der durch Kraftstoff gebildet wird, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird und im Inneren des Zylinders herumfliegt, während er sich mit Luft vermischt. Die Zündkerze weist eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode auf. Die zweite Elektrode weist einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf. Ein Zündspalt, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gebildet ist, weist Öffnungen in drei Richtungen auf, und die Zündkerze ist so angeordnet, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom direkt durch den Zündspalt geht, wobei er durch zwei Öffnungen unter den genannten Öffnungen in drei Richtungen geht, die in zwei einander gegenüberliegende Richtungen zeigen.
  • In der vorstehend erörterten Brennkraftmaschine vom Typ mit Einspritzung in den Zylinder und Funkenzündung weist der Zündspalt der Zündkerze, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gebildet wird, Öffnungen in drei Richtungen auf, und die Zündkerze ist so angeordnet, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch Kraftstoff gebildet wird, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird und in dem Zylinder herumfliegt, während er sich mit Einlassluft vermischt, direkt durch den Zündspalt geht, wobei er durch zwei Öffnungen unter den genannten Öffnungen in drei Richtungen geht, die in zwei einander gegenüberliegende Richtungen zeigen. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine gute Schichtladungsverbrennung zu realisieren, weil der Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch den Zündspalt geht, verlässlich von der Zündkerze gezündet und verbrannt wird, anstatt die zweite Elektrode der Zündkerze senkrecht zu treffen und dadurch vom Passieren durch den Zündspalt abgehalten zu werden.
  • Weil der Kraftstoff mit der Einlassluft vermischt wurde, ist der Anteil von flüssigem Kraftstoff in dem Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch den Zündspalt geht, niedrig, so dass die erste Elektrode nicht genug befeuchtet wird, um eine Fehlzündung zu verursachten. Außerdem erweitert sich der (elektrische) Bogen, der über den Zündspalt erzeugt wird, zusammen mit dem Luft-Kraftstoffgemischstrom stromabwärts, so dass ein Luft-Kraftstoffgemischstrom, der bereits durch den Zündspalt gegangen ist, ebenfalls gleichzeitig gezündet werden kann. Zünden des Luft-Kraftstoffgemischstroms über einen weiten Bereich verbessert die Entflammbarkeit des Luft-Kraftstoffgemischstroms auf diese Weise weiter. Wenn die Zündkerze so angeordnet wäre, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom durch die andere Öffnung außer den beiden einander gegenüber liegenden Öffnungen in den Zündspalt kommen würde, würde der im Zündspalt erzeugte Bogen von der zweiten Elektrode blockiert, und daher könnte er sich nicht stromabwärts erstrecken. Als ein Ergebnis könnte die Entflammbarkeit des Luft-Kraftstoffgemischstroms nicht in der vorstehend beschriebenen Weise verbessert werden.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil kann im Wesentlichen in der Mitte in einem oberen Abschnitt des Zylinders angeordnet sein und Kraftstoff in eine Vielzahl von Richtungen winklig nach unten in einer im Wesentlichen radialen Form einsprit zen, und die Zündkerze kann so angeordnet sein, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch Kraftstoff gebildet wird, der in eine der Vielzahl von Richtungen eingespritzt wird und im Inneren des Zylinders herumfliegt, während er sich mit Luft vermischt, durch den Zündspalt geht, indem er durch die Öffnungen unter den Öffnungen geht, die in zwei einander gegenüberliegende Richtungen zeigen.
  • In Übereinstimmung damit verbinden sich die Luft-Kraftstoffgemischströme, die von dem Kraftstoff gebildet werden, der in der Vielzahl von Richtungen während der ersten Hälfte der Einspritzzeit eingesetzt wurde, in einer Ringform in der Nähe der Spitze des Kolbens als ein Luft-Kraftstoffgemisch, das beinahe keinen flüssigen Kraftstoff enthält, weil sich der Kraftstoff während des Zündzeitpunkts fortschreitend mit der Einlassluft vermischt. Die Luft-Kraftstoffmischung, die durch den Kraftstoff gebildet wird, der in einer Richtung in der zweiten Hälfte der Einspritzzeit eingespritzt wird, geht durch den Zündspalt und verlängert den Bogen zum Zündzeitpunkt nach unten. Als ein Ergebnis wird der Luft-Kraftstoffgemischstrom verlässlich über einen großen Bereich gezündet und verbrannt. Das Luft-Kraftstoffgemisch, das in einer Ringform verbunden ist, wird auch verlässlich durch die Flamme verbrannt, so dass eine gute Schichtladungsverbrennung realisierbar ist.
  • Außerdem kann die Zündkerze so angeordnet sein, dass ein äußerer seitlicher Abschnitt des Luft-Kraftstoffgemischstroms direkt durch den Zündspalt geht.
  • Eine Brennkraftmaschine vom Typ mit Einspritzung in den Zylinder und Funkenzündung nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil, das Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, und einer Zündkerze versehen. Diese Brennkraftmaschine verwendet die Zündkerze, um einen Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch Kraftstoff gebildet wird, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird und innerhalb des Zylinders herumfliegt, während er sich mit Luft vermischt, zu zünden und zu verbrennen. Die Zündkerze weist eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode auf. Die zweite Elektrode weist einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf. Ein Zündspalt wird zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gebildet, und die Zündkerze ist so an geordnet, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom direkt durch diesen Zündspalt geht.
  • Die vorstehenden und weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlich, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um ähnliche Elemente zu bezeichnen, und in denen:
  • 1 eine Längsschnittansicht ist, die ein Konzept einer Brennkraftmaschine vom Typ mit Funkenzündung und Direkteinspritzung nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 2 eine Ansicht eines Bodens eines Zylinderkopfes von unten ist, wie er von einer Kolbenseite der Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung und Funkenzündung nach 1 her gesehen wird,
  • 3 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs in der Nähe einer Zündkerze in 1 ist;
  • 4 eine Seitenansicht der Zündkerze in 3 ist;
  • 5 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs in der Nähe der Zündkerze in 2 ist; und
  • 6 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs in der Nähe einer Zündkerze nach dem Stand der Technik ist.
  • 1 ist eine Längsschnittansicht, die ein Konzept einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung und Funkenzündung nach einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt. 2 ist eine Ansicht eines Zylinderkopfes von unten, also von der Seite des Kolbens der Brennkraftmaschine in 1 her gesehen. Der Aufbau der Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung und Funkenzündung nach dieser beispielhaften Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben. Die Brennkraftmaschine ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil 1, einer Zündkerze 2, einem Paar von Einlassventilen 3, einem Paar von Auslassventilen 4 und einem Kolben 5 versehen. Das Kraftstoffeinspritzventil 1 ist im Wesentlichen in der Mute des oberen Abschnitts eines Zylinders angeordnet und wird verwendet, um Kraftstoff direkt in den Zylinder einzuspritzen. Die Zündkerze 2 ist in der Nähe des Kraftstoffeinspritzventils 1 angeordnet. In dieser beispielhaften Ausführungsform sind die Auslassventile 4 kleiner als die Einlassventile 3 und die Zündkerze 2 ist zwischen den zwei Auslassventilen 4 angeordnet.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil 1 spritzt in der Ansicht von oberhalb des Kolbens 5 Kraftstoff in einer Vielzahl von Richtungen in einem Winkel nach unten im Allgemeinen radial ein. In dieser beispielhaften Ausführungsform spritzt das Kraftstoffeinspritzventil Kraftstoff in sechs Richtungen ein. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs in der Nähe der in der 1 gezeigten Zündkerze, und 4 ist eine Seitenansicht der in 3 gezeigten Zündkerze. Wie in den 3 und 4 gezeigt sind eine Mittelelektrode 2a auf der Mittelachse und eine andere Elektrode 2c, die einen Zündspalt 2b zwischen sich und der Mittelelektrode 2a bildet, am äußersten Ende der Zündkerze 2 vorgesehen. Typischerweise ist die andere Elektrode eine Erdelektrode, aber auch die Mittelelektrode kann die Erdelektrode sein. Die andere Elektrode weist einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf, wie in 4 gezeigt, indem sie einen parallelen Abschnitt 21c aufweist, der im Wesentlichen parallel zur Mittelachse der Zündkerze 2 ist, und einen senkrechten Abschnitt 22c, der im Wesentlichen in Bezug auf die Mittelachse der Zündkerze 2 senkrecht ist.
  • Auf diese Weise ist der Zündspalt 2b der Zündkerze 2 in zwei Richtungen durch den parallelen Abschnitt 21c und den senkrechten Abschnitt 22c der anderen Elektrode 2c geschlossen, während er in drei Richtungen offen ist. Von diesen drei Öffnungen ist eine eine vordere Öffnung 21b, die senkrecht zu dem parallelen Abschnitt 21c der anderen Elektrode 2c ist. Die verbleibenden zwei Öffnungen sind Seitenöffnungen 22b und 23b, die parallel zum parallelen Abschnitt 21c der anderen Elektrode 2c sind und die einander gegenüber liegen.
  • Das Kraftstoffeinspritzventil 1 weist eine Vielzahl von Löchern mit runden Querschnitten auf und spritzt daher säulenförmige Kraftstoffströme in eine Vielzahl von Richtungen. Der von dem Kraftstoffeinspritzventil 1 in säulenförmigen Strömen eingespritzte Kraftstoff wird durch die Reibung mit Luft verdampft, wenn er sich mit Luft vermischt, die in dem Zylinder herumfliegt, wodurch er einen Luft-Kraftstoffgemischstrom bildet, der sich wie in den 1 und 2 gezeigt in einer konischen Form ausbreitet. Während der Schichtladungsverbrennung wird Kraftstoff in der zweiten Hälfte des Kompressionshubs eingespritzt. Der Kraftstoff, der in der ersten Hälfte der Kraftstoffeinspritzzeit eingespritzt wird, vermischt sich ausreichend mit der Luft und wird verdampft, um zum Zündzeitpunkt ein Luft-Kraftstoffgemisch zu bilden. Dieses Luft-Kraftstoffgemisch verbindet sich mit den benachbarten Luft-Kraftstoffgemischen, die ähnlich gebildet werden, so dass ein ringförmiges Luft-Kraftstoffgemisch in der Nähe der oberen Oberfläche des Kolbens erzeugt wird, wie in den 1 und 2 gezeigt.
  • Inzwischen verbindet sich der in der zweiten Hälfte des Einspritzzeitraums in jede Einspritzrichtung eingespritzte Kraftstoff mit dem ringförmigen Luft-Kraftstoffgemisch zu einem Luft-Kraftstoffgemischstrom, der sich bis zum Zündzeitpunkt unmittelbar nach dem Beenden der Einspritzung von Kraftstoff in konischer Form ausbreitet. Wenn also einer der Luft-Kraftstoffgemischströme, der sich in konischer Form ausbreitet, durch die Zündkerze 2 so gezündet wird, dass er brennt, wird sich die Flamme zum ringförmigen Luft-Kraftstoffgemisch fortpflanzen. Auch die anderen Luft-Kraftstoffgemischströme, die sich in einer konischen Form ausbreiten, verbrennen fortschreitend in einer Richtung hin zur Innenseite des brennenden ringförmigen Luft-Kraftstoffgemisches, so dass es möglich ist, den gesamten eingespritzten Kraftstoff verlässlich zu verbrennen. Als ein Ergebnis ist es möglich, eine Schichtladungsverbrennung mit einem magereren als dem stöichiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis erfolgreich in dem gesamten Zylinder zu realisieren.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Anordnung der Zündkerze zum verlässlichen Zünden und Verbrennen eines der Luft-Kraftstoffgemischströme, die sich in einer konischen Form ausbreiten, während sie sich mit der Luft vermischen, in 3 ebenso wie in 5 gezeigt, die eine vergrößerte Ansicht des Bereichs in der Nähe der in 2 gezeigten Zündkerze ist. Die Zündkerze 2 ist so angeordnet, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch Kraftstoff gebildet wird, der sich mit Luft vermischt, während er in dem Zylinder herumfliegt, durch den Zündspalt 2b geht, indem er durch die zwei einander gegenüber liegenden Seitenöffnungen 22b und 23b unter den drei Öffnungen des Zündspalt 2b der Zündkerze 2 geht. Das heißt, die Zündkerze 2 ist so angeordnet, dass sowohl der parallele Abschnitt 21c als auch der senkrechte Abschnitt 22c der anderen Elektrode 2c der Zündkerze 2 im Wesentlichen parallel zu einem Teil des Luft-Kraftstoffgemischstroms sind, der durch den Zündspalt 2b geht. In dieser beispielhaften Ausführungsform sind der parallele Abschnitt 21c und der senkrechte Abschnitt 22c der anderen Elektrode 2c der Zündkerze 2 nicht parallel, sondern eher mit Bezug auf die Richtung, in der Kraftstoff eingespritzt wird, leicht wie durch den Pfeil gezeigt geneigt.
  • Wenn die Zündkerze 2 so angeordnet wäre, dass der parallele Abschnitt 21c der anderen Elektrode 2c der Zündkerze 2 dem Luft-Kraftstoffgemischstrom gegenüber läge, wie in 6 gezeigt, würde der Luft-Kraftstoffgemischstrom gegen den parallelen Abschnitt 21c der anderen Elektrode 2c der Zündkerze 2 senkrecht aufprallen und sich teilen. Als ein Ergebnis kann der Luft-Kraftstoffgemischstrom möglicherweise nicht durch den Zündspalt 2b gehen, der hinter dem parallelen Abschnitt 21c angeordnet ist, wie in 6 gezeigt. In diesem Fall kann es Schwierigkeiten dabei geben, den Luft-Kraftstoffgemischstrom zu zünden, selbst wenn ein Bogen in dem Zündspalt erzeugt wird.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform kann andererseits der Luft-Kraftstoffgemischstrom verlässlich durch den in dem Zündspalt erzeugten Bogen gezündet und verbrannt werden, wie in den 3 und 5 gezeigt, weil das Luft-Kraftstoffgemisch verlässlich durch den Zündspalt 2b der Zündkerze geht. Weil das Luft-Kraftstoffgemisch, das durch den Zündspalt 2b geht, durch Kraftstoff gebildet wird, der sich mit Luft vermischt, während er in dem Zylinder herumfliegt, enthält es nicht genügend flüssigen Kraftstoff, um die Mittelelektrode 2a ausreichend zu benetzen, um eine Fehlzündung zu verursachen.
  • Außerdem erstreckt sich, wie in 3 gezeigt, ein Bogen III, der in dem Zündspalt 2b erzeugt wird, zusammen mit dem Luft-Kraftstoffgemischstrom hin zur stromabwärtigen Seite. Als ein Ergebnis kann ein Luft-Kraftstoffgemischstrom, der bereits durch den Zündspalt 2b gegangen ist, ebenfalls gleichzeitig gezündet werden. Zünden des Luft-Kraftstoffzündstroms über einen weiten Bereich auf diese Weise verbessert die Entflammbarkeit des Luft-Kraftstoffgemischstroms noch weiter. Wenn die Zündkerze 2 so angeordnet wäre, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom durch die vordere Öffnung 21b in den Zündspalt 2b eintreten würde – d. h., so angeordnet, dass sie in die Richtung entgegen der (d. h. symmetrisch zu der) Position zeigen würde, die in 6 gezeigt ist – würde der in dem Zündspalt 2b erzeugte Bogen von der anderen Elektrode 2c blockiert werden, was es dem Bogen erschweren würde, sich zur stromaufwärtigen Seite zu erstrecken. Als ein Ergebnis wäre es nicht möglich, die Entflammbarkeit des Luft-Kraftstoffgemischstroms zu verbessern, wie es mit der vorstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsform möglich ist.
  • Somit ist die beispielhafte Ausführungsform eine solche, dass Kraftstoff, der in der ersten Hälfte des Einspritzzeitraums in einer Vielzahl von Richtungen eingespritzt wird, sich als ein Luft-Kraftstoffgemisch in einer Ringform in der Nähe der oberen Oberfläche des Kolbens zum Zündzeitpunkt in der letzten Phase des Kompressionshubs verbindet. In dieser beispielhaften Ausführungsform geht einer der Luft-Kraftstoffgemischströme, der durch Kraftstoff gebildet wird, der in einer der Filtervorrichtungen in der zweiten Hälfte des Einspritzzeitraums eingespritzt wurde, durch den Zündspalt 2b. Dieser Luft-Kraftstoffgemischstrom veranlasst den Bogen III dazu, sich zur stromabwärtigen Seite zu erstrecken. Durch verlässliches Zünden und Verbrennen dieses Luft-Kraftstoffgemischstroms wird auch die Luft-Kraftstoffmischung, die in einer Ringform verbunden ist, verlässlich durch diese Flamme verbrannt, wodurch eine exzellente Schichtladungsverbrennung erreichbar ist.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform ist die Zündkerze 2 so angeordnet, dass der äußere Umfangsabschnitt des Luft-Kraftstoffgemischstroms, der sich in einer konischen Form ausbreitet, durch den Zündspalt 2b der Zündkerze 2 geht. Der äußere Umfangsabschnitt des konischen Luft-Kraftstoffgemischstroms wird durch Kraftstoff gebildet, der sich zur Außenseite hin verteilt hat, während er von dem mittleren Abschnitt her verdampft. Die vorstehende Anordnung der Zündkerze 2 verringert die Wahrscheinlichkeit, dass die Mittelelektrode 2a von flüssigem Kraftstoff feucht wird wenn der Luft-Kraftstoffgemischstrom durch den Zündspalt 2b durchgeht. Erhöhen des Abstands vom Kraftstoffeinspritzventil 1 zur Zündkerze 2 in einem gewissen Maß führt natürlich zu einem niedrigeren Anteil von flüssigem Kraftstoff in dem Luft-Kraftstoffgemischstrom, weil der mittlere Teil des konischen Luft-Kraftstoffgemischstroms eine Möglichkeit gehabt hat, sich ausreichend mit Luft zu vermischen. In diesem Fall kann der mittlere Teil des konischen Luft-Kraftstoffgemischstroms auch durch den Zündspalt 2b der Zündkerze 2 gehen. In diesem Fall sind der parallele Abschnitt 21c und der senkrechte Abschnitt 22c der anderen Elektrode 2c der Zündkerze 2 im Wesentlichen parallel zu der Richtung, in der Kraftstoff eingespritzt wird.
  • In dieser beispielhaften Ausführungsform spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 1 Kraftstoff in sechs Richtungen ein, aber die Erfindung ist natürlich nicht darauf beschränkt. Das heißt, die Anzahl von Richtungen, in die das Kraftstoffeinspritzventil 1 den Kraftstoff einspritzt, ist beliebig und kann geeignet festgelegt sein. Beispielsweise kann die Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, in dem Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil nur in einer Richtung eingespritzt wird. Außerdem spritzt das Kraftstoffeinspritzventil in der beispielhaften Ausführungsform den Kraftstoff in säulenförmigen Strömen ein, aber es kann den Kraftstoff ebenfalls in flachen fächerförmigen Strömen oder in konisch geformten Strömen einspritzen. In jedem Fall muss die Zündkerze 2 nur so angeordnet sein, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch Kraftstoff gebildet wird, der vom Kraftstoffventil eingespritzt wird und innerhalb des Zylinders herumfliegt, während er sich mit Luft vermischt, durch den Zündspalt 2b der Zündkerze 2 geht, indem er durch die einander entgegengesetzten Seitenöffnungen 22b und 23b geht. Zu Der Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch den Zündspalt 2b geht, indem er durch die Seitenöffnungen 22b und 23b geht, muss nicht notwendigerweise parallel zum parallelen Abschnitt 22b und zum senkrechten Abschnitt 22c der anderen Elektrode 2c der Zündkerze 2 durch den Zündspalt 2b gehen. Weil der Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch Kraftstoff gebildet wird, der in der zweiten Hälfte des Einspritzzeitraums eingespritzt wird, verlässlich durch den Bogen gezündet wird, der sich zu der stromabwärtigen Seite erstreckt, wenn der Luft-Kraftstoffgemischstrom durch den Zündspalt 2b geht, kann der gesamte eingespritzte Kraftstoff inklusive des Luft-Kraftstoffgemisches, das durch Kraftstoff gebildet wird, der in der ersten Hälfte des Einspritzzeitraums eingespritzt wird, gut verbrannt werden.
  • Zusammenfassend leistet die Erfindung Folgendes:
    In einer Brennkraftmaschine vom Typ mit Direkteinspritzung und Funkenzündung, die eine Zündkerze verwendet, um ein Luft-Kraftstoffgemisch zu zünden und zu verbrennen, das durch Kraftstoff gebildet wird, der von einem Krafteinspritzventil eingespritzt wird und im Inneren eines Zylinders herumfliegt, während er sich mit der Luft vermischt, weist die Zündkerze eine erste Elektrode auf, die auf ihrer Mittelachse gebildet ist, und eine zweite Elektrode, die einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, wobei ein Zündspalt, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gebildet ist, in drei Richtungen offen und so angeordnet ist, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom direkt durch den Zündspalt geht, indem er durch die Öffnungen aus den Öffnungen geht, die in zwei einander gegenüber liegende Richtungen zeigen.
  • 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
    • - JP 4107485 [0002]

Claims (5)

  1. Eine Brennkraftmaschine vom Typ mit Direkteinspritzung und Funkenzündung, die mit einer Zündkerze (2) und einem Kraftstoffeinspritzventil (1) versehen ist, das Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt, wobei die Brennkraftmaschine mit Funkenzündung und Zylindereinspritzung die Zündkerze verwendet, um einen Luft-Kraftstoffgemischstrom zu zünden und zu verbrennen, der durch Kraftstoff gebildet ist, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt ist und innerhalb des Zylinders herumfliegt, während er sich mit Luft vermischt, wobei: die Zündkerze eine erste Elektrode (2a) und eine zweite Elektrode (2c) aufweist, wobei die zweite Elektrode (2c) einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist; und ein Zündspalt (2d) zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode Öffungen (21b, 22b, 23b) in drei Richtungen aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkerze so angeordnet ist, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom durch den Zündspalt geht, indem er durch die Öffnungen (22b, 23b) aus den Öffnungen durchgeht, die in zwei einander gegenüber liegende Richtungen zeigen.
  2. Die Brennkraftmaschine vom Typ mit Direkteinspritzung und Funkenzündung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffeinspritzventil in einem oberen Abschnitt des Zylinders im Wesentlichen in der Mitte angeordnet ist und Kraftstoff in einer Vielzahl von Richtungen in einem Winkel nach unten in einer im Wesentlichen radialen Form einspritzt, und dass die Zündkerze so angeordnet ist, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch Kraftstoff gebildet wird, der in eine aus der Vielzahl von Richtungen eingespritzt wird und im Inneren des Zylinders herumfliegt, während er sich mit Luft vermischt, durch den Zündspalt geht, indem er durch die Öffnungen (22b, 23b) aus den Öffnungen durchgeht, die in zwei einander gegenüber liegende Richtungen zeigen.
  3. Eine Brennkraftmaschine vom Typ mit Direkteinspritzung und Funkenzündung mit einem Kraftstoffeinspritzventil (1), das Kraftstoff direkt in einem Zylinder einspritzt, und einer Zündkerze (2), wobei die Brennkraftmaschine mit Direkteinsprit zung und Funkenzündung den Zündfunken nutzt, um einen Luft-Kraftstoffgemischstrom zu zünden und zu verbrennen, der durch Kraftstoff gebildet wird, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird und innerhalb eines Zylinders herumfliegt, während er sich mit Luft vermischt, wobei die Zündkerze eine erste Elektrode (2a) und eine zweite Elektrode (2c) aufweist, wobei die zweite Elektrode (2c) einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist; und ein Zündspalt (2b) zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode gebildet wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkerze so angeordnet ist, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom direkt durch den Zündspalt geht.
  4. Die Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung und Funkenzündung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffeinspritzventil in einem oberen Abschnitt des Zylinders im Wesentlichen in der Mitte angeordnet ist und Kraftstoff in einer Vielzahl von Richtungen in einem Winkel nach unten in einer im Wesentlichen radialen Form einspritzt und die Zündkerze so angeordnet ist, dass der Luft-Kraftstoffgemischstrom, der durch Kraftstoff gebildet wird, der in eine der Vielzahl von Richtungen eingespritzt wird und im Inneren des Zylinders herumfliegt, während er sich mit Luft vermischt, direkt durch den Zündspalt geht.
  5. Die Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung und Funkenzündung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkerze so angeordnet ist, dass ein äußerer Umfang des Luft-Kraftstoffgemischstroms direkt durch den Zündspalt geht.
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