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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffeinspritzventil
für eine Brennkraftmaschine.
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Zum
Beispiel offenbart die
JP-A-2006-183597 ein
herkömmliches Verbrennungsmaschinensystem, in dem eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die mehrere Düsenlöcher
hat, im Wesentlichen in der Mitte einer oberen Fläche eines Zylinders
einer Verbrennungsmaschine vorgesehen ist. In dem herkömmlichen
System wird Kraftstoff von Düsenlöchern eingespritzt,
um einen konisch geformten Sprühnebel in einem Kompressionshub
zu verursachen, um ein geschichtetes Luftkraftstoffgemisch auszubilden,
wobei hierdurch ein Kraftstoffverbrauch der Verbrennungsmaschine
reduziert wird. Das herkömmliche Verbrennungsmaschinensystem kann
bei einer geschichteten Verbrennung wirksam sein, trotzdem kann
eine Verbrennungsmaschinenleistung unter einer Bedingung nicht ausreichend
erzeugt werden, in der Kraftstoff in einen Einlasshub unter einer
Volllastbedingung eingespritzt wird. Dieser Grund ist nachstehend
beschrieben.
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Im
Allgemeinen steigen, wenn eingespritzter Kraftstoff und Einlassluft
ausreichend vermischt sind, um ein Luftkraftstoffgemisch auszubilden,
und wenn eine Turbulenz verstärkt wird, die in dem Luftkraftstoffgemisch
zum Zeitpunkt einer Zündung verursacht wird, eine Verbrennungsrate
und eine Ausgangsleistung einer Verbrennungsmaschine. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
der
JP-A-2006-183597 spritzt
jedoch einen konischen Kraftstoffsprühnebel im Wesentlichen
von der Mitte der oberen Fläche des Zylinders in Richtung
eines Kolbens ein. Daher bewegt sich eingespritzter Kraftstoff in
Richtung des Einlassventils in die entgegengesetzte Richtung des Einlassluftstroms.
Dementsprechend wird eine Turbulenz des Luftkraftstoffgemisches
verschlechtert und Kraftstoff und Luft können nicht wirksam
gemischt werden. Dementsprechend kann die Verbrennungsmaschinenausgangsleistung
beeinträchtigt werden.
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Angesichts
des Vorstehenden und weiterer Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, die
zum Verstärken einer Verbrennungsmaschinenleistung und
Reduzieren von Emissionen durch Beschleunigen einer Verbrennungsrate
fähig ist. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu schaffen, die zum
Verstärken einer Zündleistung fähig ist.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
derart konfiguriert, dass sie im Wesentlichen in einer Mitte einer
oberen Fläche eines Zylinders einer Brennkraftmaschine
angeordnet ist, der Zylinder einen Raum hat, der in einen Einlassventilbereich,
in dem ein Einlassventil angeordnet ist, und einen Auslassventilbereich,
in dem ein Auslassventil angeordnet ist, durch eine gedachte Ebene
geteilt ist, die parallel zu einer Mittelachse des Zylinders verläuft,
wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung einen Ventilkörper
aufweist, der ein Kraftstoffloch hat, das eine Verbindung zwischen
einem inneren Raum an einer Seite einer Innenwand des Ventilkörpers
und einem äußeren Raum an einer Seite einer Außenwand
des Ventilkörpers herstellt, einen Ventilsitz, der durch
die Innenwand definiert ist, und einen Kraftstoffdurchgang hat, der
durch die Innenwand definiert ist und stromaufwärts des
Ventilsitzes sowie stromabwärts des Ventilsitzes angeordnet
ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist ferner ein Ventilelement
auf, das innerhalb des Ventilkörpers in eine axiale Richtung
beweglich ist und konfiguriert ist, dass es auf den Ventilsitz setzbar
und davon hebbar ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung weist ferner
eine Düsenplatte auf, die an einem Auslass des Kraftstofflochs
vorgesehen ist und mindestens ein Düsenloch hat. Das mindestens
eine Düsenloch hat eine Mittelachse, die durch den Einlassventilbereich
und den Auslassventilbereich verläuft, und ist konfiguriert,
um Kraftstoff in eine Einspritzrichtung einzuspritzen, die von dem
Einlassventilbereich zu dem Auslassventilbereich hin von der Mittelachse
des Zylinders aus gesehen, gerichtet ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung
derart konfiguriert, dass sie im Wesentlichen in einer Mitte einer
oberen Fläche eines Zylinders einer Brennkraftmaschine
angeordnet ist, der Zylinder einen Raum hat, der in einen Einlassventilbereich,
in dem ein Einlassventil angeordnet ist, und einen Auslassventilbereich,
in dem ein Auslassventil angeordnet ist, durch eine gedachte Ebene
geteilt ist, die im Wesentlichen parallel zu einer Mittelachse des
Zylinders verläuft, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung einen
Ventilkörper aufweist, der ein Kraftstoffloch, das eine
Verbindung zwischen einem inneren Raum an einer Seite einer Innenwand
des Ventilkörpers und einem Außenraum an einer
Seite einer äußeren Wand des Ventilkörpers
herstellt, einen Ventilsitz, der durch die Innenwand definiert ist,
und einen Kraftstoffdurchgang hat, der durch die Innenwand definiert ist
und stromaufwärts des Ventilsitzes sowie stromabwärts
des Ventilsitzes angeordnet ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
weist ferner ein Ventilelement auf, das innerhalb des Ventilkörpers
in eine axiale Richtung beweglich ist und konfiguriert ist, dass es
auf den Ventilsitz setzbar ist und davon hebbar ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung
weist ferner eine Düsenplatte auf, die an einem Auslass
des Kraftstofflochs vorgesehen ist und eine Vielzahl von Düsenlöchern
hat. Die Vielzahl von Düsenlöchern weist eine erste
Düsenlochgruppe und eine zweite Düsenlochgruppe
auf. Die erste Düsenlochgruppe weist zumindest ein Düsenloch
auf, das eine Mittelachse hat, die durch den Einlassventilbereich
und den Auslassventilbereich verläuft, und konfiguriert
ist, um Kraftstoff in eine Einspritzrichtung einzuspritzen, die
von dem Einlassventilbereich zu dem Auslassventilbereich hin von
der Mittelachse des Zylinders gesehen gerichtet ist. Die zweite
Düsenlochgruppe weist eine Vielzahl von Düsenlöchern
auf, von denen zwei Mittelachsen haben, zwischen denen ein Kerzenspaltbereich
einer Zündkerze angeordnet ist.
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Das
Vorstehende und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung
besser ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
erfolgt. In den Zeichnungen:
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1 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmaschinenhauptkörper,
der mit einem Injektor versehen ist, von der Mittelachse eines Zylinders
gesehen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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2 ist
eine schematische Schnittansicht, die ein Verbrennungsmaschinensystem
zeigt, das auf den Injektor gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
angewandt ist;
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3 ist
eine schematische Ansicht, die einen Einlassluftstrom in dem Verbrennungsmaschinensystem
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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4 ist
eine Schnittansicht, die den Injektor gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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5 ist
eine schematische Ansicht, die Düsenlöcher und
einen Abschnitt des Injektors um die Düsenlöcher
herum gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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6 ist
eine schematische Schnittansicht entlang der Linie VI-VI in 1;
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7 ist
ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Winkel α und
einer turbulenten Energie hinsichtlich des Injektors gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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8 ist
ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Winkel θ und
der turbulenten Energie hinsichtlich des Injektors gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
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9 ist
eine schematische Ansicht, die ein Düsenloch und einen
Abschnitt eines Injektors um das Düsenloch herum gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
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10 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmaschinenhauptkörper,
der mit einem Injektor versehen ist, von der Mittelachse eines Zylinders
gesehen gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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11 ist
eine schematische Ansicht, die Düsenlöcher und
einen Abschnitt des Injektors um die Düsenlöcher
herum gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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12 ist
eine schematische Ansicht, die Düsenlöcher und
einen Abschnitt eines Injektors um die Düsenlöcher
herum gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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13 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmaschinenhauptkörper,
der mit einem Injektor versehen ist, von der Mittelachse eines Zylinders
gesehen gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel
zeigt;
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14 ist
eine schematische Ansicht, die Düsenlöcher und
einen Abschnitt des Injektors um die Düsenlöcher
herum gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel
zeigt;
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15 ist
eine schematische Ansicht entlang der Linie XV-XV in 13;
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16 ist
eine schematische Ansicht entlang der Linie XVI-XVI in 13.
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17 ist
ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Winkel β und
eine Fehlzündungsrate hinsichtlich des Injektors gemäß dem
fünften Ausführungsbeispiel zeigt;
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18 ist
eine schematische Ansicht, die Düsenlöcher und
einen Abschnitt eines Injektors um die Düsenlöcher
herum gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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19 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmaschinenhauptkörper,
der mit einem Injektor versehen ist, von der Mittelachse eines Zylinders
gesehen gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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20 ist
eine schematische Ansicht, die Düsenlöcher und
einen Abschnitt eines Injektors um die Düsenlöcher
herum gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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21 ist
eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XIX-XIX in 19;
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22 ist
eine schematische Ansicht, die Düsenlöcher und
einen Abschnitt eines Injektors um die Düsenlöcher
herum gemäß einem achten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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23 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmaschinenhauptkörper,
der mit einem Injektor versehen ist, von der Mittelachse eines Zylinders
gesehen gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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24 ist
eine schematische Ansicht, die Düsenlöcher und
einen Abschnitt eines Injektors um die Düsenlöcher
herum gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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25 ist
eine schematische Ansicht entlang der Linie XXV-XXV in 23;
und
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26 ist
eine schematische Ansicht, die Düsenlöcher und
einen Abschnitt eines Injektors um die Düsenlöcher
herum gemäß dem zehnten Ausführungsbeispiel
zeigt.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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2 zeigt
ein Verbrennungsmaschinensystem das mit einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung
(einem Injektor) gemäß dem vorliegenden ersten
Ausführungsbeispiel versehen ist. Das Verbrennungsmaschinensystem 1 weist
einen Verbrennungsmaschinenhauptkörper 2 und eine
Steuervorrichtung (ECU) 3 auf. Der Verbrennungsmaschinenhauptkörper 2 ist eine
Benzinverbrennungsmaschine, die zum Beispiel Benzin als Kraftstoff
verwendet. Der Verbrennungsmaschinenhauptkörper 2 weist
einen Zylinderblock 4 und einen Zylinderkopf 5 auf.
Der Zylinderblock 4 hat Zylinder 6, die eine im
Wesentlichen zylindrische Form aufweisen. Der Verbrennungsmaschinenhauptkörper 2 hat
mehrere Zylinder 6. Jeder der Zylinder 6 hat einen
Kolben 7 aufgenommen. Der Kolben 7 ist in die
axiale Richtung des Zylinders 6 vor und zurück beweglich.
Der Zylinderkopf 5 ist an einer Endseite des Zylinderblocks 4 angeordnet.
Der Zylinderkopf 5 definiert einen Einlassanschluss 8 und
einen Auslassanschluss 9. Der Verbrennungsmaschinenhauptkörper 2 weist
Einlassventile 14, die sich jeweils durch den Zylinderkopf 5 erstrecken,
zum entsprechenden Öffnen und Schließen der Einlassanschlüsse 8 und
Auslassventile 16, die sich jeweils durch den Zylinderkopf 5 erstrecken,
zum entsprechenden Öffnen und Schließen der Auslassanschlüsse 9 auf.
Die Innenwandfläche des Zylinderblocks 4, die
den Zylinder 6 definiert, die Fläche des Zylinderkopfes 5 an der
Seite des Zylinderblocks, die Endfläche des Kolbens 7 an
der Seite des Zylinderkopfes 5, die Endflächen
der Einlassventile 14 an der Seite des Kolbens 7 und
die Endflächen der Auslassventile 16 an der Seite
des Kolbens 7 definieren einen Raum als eine Brennkammer 18.
Der Injektor 10 und eine Zündkerze 13 erstrecken
sich durch den Zylinderkopf 5. Der Zylinderkopf 5 hat
eine obere Zylinderfläche (obere Fläche) auf der
Seite der Brennkammer 18. Der Injektor 10 und
die Zündkerze 13 haben Enden, die durch die obere
Zylinderfläche zu der Brennkammer 18 exponiert
sind. Der Injektor 10 wird mit Kraftstoff, der unter Verwendung
einer Kraftstoffpumpe mit Druck beaufschlagt wird, versorgt und
spritzt den Kraftstoff zu einer Einlassluft ein, die durch die Brennkammer
strömt. Eine ECU 3 ist ein Mikrocomputer, der
zum Beispiel eine CPU, einen ROM und einen RAM aufweist. Die ECU 3 ist
elektrisch mit dem Injektor 10 und der Zündkerze 13 verbunden.
Die ECU 3 ist ferner elektrisch mit einem Drehzahlsensor, einem
Drosselsensor, einem Kühlmitteltemperatursensor und dergleichen
(keiner davon ist gezeigt) zusätzlich zu dem Injektor 10 und
der Zündkerze 13 verbunden. Die ECU 3 erfasst
einen Betriebszustand und eine Last des Verbrennungsmaschinenhauptkörpers 2 und
steuert eine Einspritzmenge und eine Einspritzsteuerzeit des Injektors 10 sowie
eine Zündsteuerzeit der Zündkerze 13.
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Wie
in 3 gezeigt ist, strömt in einem Einlasshub
des Verbrennungsmaschinenhauptkörpers 2 Luft in
die Zylinder 6 durch die Öffnung zwischen dem Einlassanschluss 8 und
dem Einlassventil im Ansprechen auf eine reziprokierende Bewegung
des Kolbens 7. Die Luft strömt in die Richtungen,
die durch den Pfeil 101 und den Pfeil 102 angegeben
ist. Eine Menge an Luft, die entlang der Richtung des Pfeils 101 strömt,
ist größer als eine Menge an Luft, die entlang
der Richtung des Pfeils 102 strömt. Dementsprechend
tritt ein Einlassluftstrom entlang der Richtung des Pfeils 101 auf und
hierdurch wird eine Taumelströmung (eine rollierende Strömung)
in der Brennkammer 18 verursacht.
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Als
Nächstes sind ein Aufbau und ein Betrieb des Injektors 10 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in 4 gezeigt
ist, hat ein Gehäuse 40 des Injektors 10 im
Wesentlichen eine zylindrische Form. Das Gehäuse 40 hat
einen ersten magnetischen Abschnitt 42, einen nichtmagnetischen
Abschnitt 44 und einen zweiten magnetischen Abschnitt 46,
die koaxial zueinander sind. Der nichtmagnetische Abschnitt 44 beschränkt
eine Verursachung eines magnetischen Kurzschlusses zwischen dem
ersten magnetischen Abschnitt 42 und dem zweiten magnetischen
Abschnitt 46. Ein stationärer Kern 54 hat
eine im Wesentlichen zylindrische Form und ist aus einem magnetischen
Material ausgebildet. Der stationäre Kern 54 ist
um die innere Umfangsfläche des Gehäuses 40 herum
fixiert. Ein beweglicher Kern 50 hat eine im Wesentlichen
zylindrische Form und ist aus einem magnetischen Material ausgebildet.
Der stationäre Kern 54 ist um die innere Umfangsfläche
des Gehäuses 40 herum angeordnet. Der bewegliche
Kern 50 ist in die axiale Richtung um die innere Umfangsfläche
des Gehäuses 40 herum beweglich.
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Die äußere
Umfangsfläche des Gehäuses 40 ist mit
einem Spulenkörper 62 ausgestattet. Eine Spule 60 ist
um den Spulenkörper 62 gewickelt. Die äußeren
Umfangsflächen des Spulenkörpers 62 und der
Spule 60 sind mit einem Harzformkörper 63 umgeben.
Der Harzformkörper 63 ist integral mit einem Verbindungsstück 64 ausgebildet,
in das ein Anschluss 65 eingebettet ist. Die Spule 60 ist
elektrisch mit dem Anschluss 65 des Verbindungsstücks 64 verbunden.
Wenn die Spule 60 über den Anschluss 65 mit
Elektrizität versorgt wird, verursachen der stationäre
Kern 54 und der bewegliche Kern 50 dazwischen
eine magnetische Anziehungskraft. Ein Einstellrohr 56 ist
in die innere Umfangsfläche des stationären Kerns 54 gepresst
eingeführt. Eine Feder 58 ist in Kontakt mit dem
Einstellrohr 56 an einem Ende und in Kontakt mit dem beweglichen
Kern 50 an dem anderen Ende. Die Feder 58 drückt
in eine Richtung, in die der bewegliche Kern 50 von dem
stationären Kern 54 beabstandet ist. Eine Last,
die von der Feder 58 auf dem beweglichen Kern 50 aufgebracht
ist, wird durch Einstellen der gepressten Einführung des Einstellrohrs 56 reguliert.
Ein Einlasselement 57 ist an einem Ende des Gehäuses 40 in
die axiale Richtung vorgesehen. Ein Kraftstoffeinlass 48 des
Einlasselements 47 wird mit Kraftstoff versorgt, der durch die
Kraftstoffpumpe von dem Kraftstoffbehälter gepumpt wird.
Kraftstoff wird zu dem Kraftstoffeinlass 48 zugeführt,
wobei der Kraftstoff durch einen Filter 70 in den Raum
strömt, der durch die innere Umfangsfläche des
Gehäuses 40 definiert ist. Der Filter 70 entfernt
Fremdstoffe, die in dem Kraftstoff enthalten sind. Ein Düsenhalter 41 ist
an dem anderen Ende des Gehäuses 40 in die axiale
Richtung vorgesehen. Der Düsenhalter 41 hat eine
im Wesentlichen zylindrische Form und hat eine Öffnung 43 an
einem Ende. Ein Ventilkörper 51 hat eine im Wesentlichen zylindrische
Form und ist innerhalb des Düsenhalters 41 fixiert.
Der Ventilkörper 51 hat eine Innenwand 52, die
eine im Wesentlichen konische Form hat und zu seinem vorderen Ende
hin im Durchmesser verringert ist. Die Innenwand 52 definiert
einen Ventilsitz 53. Eine Düsenplatte 19,
die eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einem Boden hat,
ist zwischen dem vorderen Ende des Ventilkörpers 51 und
dem Düsenhalter 41 zwischengeordnet. Die Düsenplatte 19 hat
mehrere Düsenlöcher 20, die radial innerhalb der Öffnung 43 des
Düsenhalters 41 angeordnet sind.
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Ein
Nadelventil (Ventilelement) 38 ist als ein Ventilelement
in die axiale Richtung um die inneren Umfangsflächen des
Gehäuses 40, des Düsenhalters 41 und
des Ventilkörpers 41 herum beweglich. Das Nadelventil 38 ist
mit dem beweglichen Kern 50 an einem Ende verbunden. In
dem vorliegenden Aufbau sind das Nadelventil 38 und der
bewegliche Kern 50 in die axiale Richtung integral vor
und zurück beweglich. Das Nadelventil 38 hat ein
Ende an der entgegengesetzten Seite des beweglichen Kerns 50, wobei
das Ende des Nadelventils 38 einen Kontaktabschnitt definiert,
der auf den Ventilsitz 53 des Ventilkörpers 51 gesetzt
werden kann. Kraftstoff strömt durch den Kraftstoffeinlass 48 in
den Raum, der durch die innere Umfangsfläche des Einlasselements 47 definiert
ist, und der Kraftstoff strömt ferner durch den Filter 70,
einen Kraftstoffdurchgang 31, einen Kraftstoffdurchgang 32 und
einen Kraftstoffdurchgang 33. Der Kraftstoffdurchgang 31 ist
durch die innere Umfangsfläche des Einstellrohrs 56 definiert. Der
Kraftstoffdurchgang 32 ist durch die innere Umfangsfläche
des stationären Kerns 54 definiert. Der Kraftstoffdurchgang 33 ist
durch die innere Umfangsfläche des beweglichen Kerns 50 definiert.
Der Kraftstoff strömt ferner von dem Kraftstoffdurchgang 33 durch
ein Kraftstoffloch 34 in einen Kraftstoffdurchgang 35.
Das Kraftstoffloch 34 verbindet einen Raum, der durch die
innere Umfangsfläche des beweglichen Kerns 50 definiert
ist, und einen Raum, der durch eine äußere Umfangsfläche
des beweglichen Kerns 50 definiert ist. Der Kraftstoffdurchgang 35 ist zwischen
dem Gehäuse 40 und dem Nadelventil 38 definiert.
Der Kraftstoff strömt ferner von dem Kraftstoffdurchgang 35 durch
einen Kraftstoffdurchgang 36 in einen Kraftstoffdurchgang 37.
Der Kraftstoffdurchgang 36 ist zwischen dem Düsenhalter 41 und dem
Nadelventil 38 definiert. Der Kraftstoffdurchgang 37 ist
zwischen dem Ventilkörper 51 und dem Nadelventil 38 definiert.
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Das
Nadelventil 38 bewegt sich zusammen mit dem beweglichen
Kern 50 in 4 abwärts, indem die
Vorspannkraft der Feder 58 angelegt ist, wenn die Spule 60 nicht
mit Elektrizität versorgt wird. Hierdurch wird ein Kontaktabschnitt 39 auf
den Ventilsitz 53 gesetzt. Dementsprechend ist ein Kraftstoffstrom
von dem Kraftstoffdurchgang 37 zu jedem der Düsenlöcher 20 blockiert,
wobei hierdurch kein Kraftstoff eingespritzt wird. Wenn die Spule 60 mit Elektrizität
versorgt ist, verursachen der stationäre Kern 54 und
der bewegliche Kern 50 dazwischen eine magnetische Anziehungskraft.
Hierdurch bewegen sich der bewegliche Kern 50 und das Nadelventil 38,
das mit dem beweglichen Kern 50 integral ist, gegen die
Vorspannkraft der Feder 58 zu dem stationären
Kern 54 hin. Hierdurch wird der Kontaktabschnitt 39 von
dem Ventilsitz 53 gehoben. Dementsprechend ist ein Kraftstoffstrom
von dem Kraftstoffdurchgang 37 zu dem Düsenloch 20 erlaubt.
Kraftstoff strömt durch eine Öffnung, die zwischen
dem Ventilsitz 53 des Ventilkörpers 51 und
dem Kontaktabschnitt 39 des Nadelventils 38 definiert
ist, und der Kraftstoff strömt ferner durch einen Kraftstoffdurchgang 55,
der stromabwärtig des Ventilsitzes 53 angeordnet
ist. Der Kraftstoff strömt ferner durch ein Kraftstoffloch 156 des
Ventilkörpers 51 und somit wird der Kraftstoff
von dem Düsenloch 20 der Düsenplatte 19 in
die Brennkammer 18 des Verbrennungsmaschinenhauptkörpers 2,
die in 2 gezeigt ist, eingespritzt. Wenn die elektrische
Versorgung zu der Spule 60 gestoppt ist, verschwindet die
magnetische Anziehungskraft zwischen dem stationären Kern 54 und dem
beweglichen Kern 50. Hierdurch bewegt sich das Nadelventil 38 zusammen
mit dem beweglichen Kern 50 in 4 abwärts,
indem die Vorspannkraft der Feder 58 angelegt ist. Somit
wird der Kontaktabschnitt 39 auf den Ventilsitz 53 gesetzt.
Dementsprechend wird ein Kraftstoffstrom von dem Kraftstoffdurchgang 37 zu
dem Düsenloch 20 blockiert und hierdurch wird
eine Kraftstoffeinspritzung gestoppt.
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Als
Nächstes ist das Düsenloch, das in der Düsenplatte 19 ausgebildet
ist, beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht,
die den Verbrennungsmaschinenhauptkörper, der mit dem Injektor versehen
ist, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
von einer Mittelachse 100 des Zylinders 6 gesehen
zeigt. Zwei Einlassanschlüsse 8 und zwei Auslassanschlüsse 9 stehen
mit der Brennkammer 18 in Verbindung. Die Einlassventile 14 sind
jeweils mit den Enden der Einlassanschlüsse 8 versehen und
die Auslassventile 16 sind jeweils mit den Enden der Auslassanschlüsse 9 versehen.
Die Zündkerze 13 ist im Wesentlichen in der Mitte
der oberen Fläche des Zylinders 6 vorgesehen und
durch die Einlassventile 14 und die Auslassventile 16 umgeben.
Der Injektor 10 ist an einer Einspritzposition 200 im
Wesentlichen in der Mitte der oberen Fläche des Zylinders 6 angeordnet
und durch die Einlassventile 14 und die Auslassventile 16 umgeben.
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Die
Brennkammer 18 weist einen Einlassventilbereich 11,
in dem zwei Einlassventile 14 angeordnet sind, und einen
Auslassventilbereich 12 auf, in dem die zwei Auslassventile 16 angeordnet
sind. Der Einlassventilbereich 11 und der Auslassventilbereich 12 sind
durch eine gedachte Ebene 109, die im Wesentlichen parallel
zu der Mittelachse 100 des Zylinders 6 verläuft,
voneinander getrennt. Die Zündkerze 13 und die
Einspritzposition 200 des Injektors 100 sind auf
der imaginären Ebene 109 angeordnet. Die Zündkerze 13 und
die Einspritzposition 200 des Injektors 10 sind
an im Wesentlichen symmetrischen Positionen in Bezug auf eine Ebene
angeordnet, wobei die Ebene die Mittelachse 100 des Zylinders 6 aufweist
und senkrecht zu der gedachten Ebene 109 verläuft.
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Wie
in 5 gezeigt ist, hat die Düsenplatte 19 sechs
Düsenlöcher 21 bis 26, die an
einem Umfang angeordnet sind, der eine Mitte an einem Schnittpunkt
zwischen einer Mittelachse 108 des Injektors 10 und
der Düsenplatte 19 hat. Der Abstand zwischen zwei
benachbarten der sechs Düsenlöcher 21 bis 26 in
die Umfangsrichtung ist im Wesentlichen konstant bestimmt, um eine
mechanische Festigkeit der Düsenplatte 19 sicherzustellen.
Die Düsenlöcher 21 bis 26 haben
jeweils Mittelachsen 21b bis 26b, die jeweils
von der Mittelachse 108 des Injektors 10 geneigt
sind. In dem vorliegenden Aufbau hat jedes der Düsenlöcher 21 bis 26 eine
im Wesentlichen in einer Ellipsenform ausgebildete Öffnung
an der Düsenplatte 19. Die Düsenplatte 19 hat
einen Bereich 15 auf der rechten Seite in 5.
Der Bereich 15 ist durch eine Linie geteilt, die durch
die Mittelachse 108 des Injektors 10 verläuft.
Der Bereich 15 entspricht dem Einlassventilbereich 11 des
Zylinders 6. Die Düsenplatte 19 hat ferner
einen Bereich 17 auf der linken Seite in 5.
Der Bereich 17 entspricht dem Auslassventilbereich 12 des
Zylinders 6. Jeder der Pfeile, die in 5 angegeben
sind, zeigt eine Einspritzrichtung von Kraftstoff, der von einem
entsprechenden der Düsenlöcher eingespritzt wird.
Eine Kraftstoffeinspritzung von jedem der Düsenlöcher 21 bis 26 ist
in die Richtung von dem Bereich 15 zu dem Bereich 17 in
der Düsenplatte 19 hin gerichtet. 1 zeigt Sprühnebel 21a bis 26a,
die jeweils von den Düsenlöchern 21 bis 26 eingespritzt
werden. Die Sprühnebel 21a bis 26a sind
jeweils entlang der Mittelachsen 21b bis 26b der
Düsenlöcher 21 bis 26 ausgebildet. Die
Sprühnebel 21a bis 26a sind fein verteilt
und in einer Umrisslinie beabstandet von den Düsenlöchern 21 bis 26 vergrößert.
Wenn die Mittelachsen 21b bis 26b der Düsenlöcher 21 bis 26,
des Einlassventilbereichs 11 und des Auslassventilbereichs 12 auf
eine Ebene, die senkrecht zu der Mittelachse 100 des Zylinders 6 verläuft,
projiziert werden, verlaufen die Verlängerungslinien der
Mittelachsen 21b bis 26b durch den Einlassventilbereich 11 und
den Auslassventilbereich 12. Die Mittelachsen 23b, 24b, 22b und
die Mittelachsen 21b, 25b, 26b sind jeweils
an im Wesentlichen symmetrischen Positionen in Bezug auf eine Ebene
angeordnet, die den Schnittpunkt zwischen der Mittelachse 108 des
Injektors 10 und der Düsenplatte 19 aufweist,
wobei die Ebene senkrecht zu der gedachten Ebene 109 und
parallel zu der Mittelachse 100 des Zylinders 6 verläuft.
Die Mittelachsen 23b, 24b, 22b und die
Mittelachsen 21b, 25b, 26b haben im Wesentlichen
eine Sektorform von der Mittelachse 108 des Injektors 10 aus
gesehen. Die Mittelachse 26b und die Mittelachse 23b sind
an den äußersten Winkelpositionen in dem sektorförmigen
Sprühnebel angeordnet. Die Mittelachse 26b und
die Mittelachse 23b haben dazwischen den äußersten
Winkel α, der sich in dem Bereich zwischen 40° und
90° von der Mittelachse 100 des Zylinders 6 aus
gesehen befindet.
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In 6 ist
der Einlassventilbereich 11 auf der rechten Seite angeordnet
und der Auslassventilbereich 12 ist auf der linken Seite
angeordnet. In 6 wird der Einlassluftstrom
in die Richtung des Pfeils 101 in dem Zylinder 6 in
dem Einlasshub verursacht. Die Mittelachse 21b des Düsenlochs 21 und der
Mittelachse 100 des Zylinders 6 bilden dazwischen
den Winkel θ, der sich in dem Bereich zwischen 20° und
45° befindet. Gleichermaßen bildet jede der Mittelachsen 21b bis 26b der
Düsenlöcher 22 bis 26 und die
Mittelachse 100 des Zylinders 6 dazwischen den
Winkel θ, der sich in dem Bereich zwischen 20° und
45° befindet. In dem vorliegenden Aufbau sind die Sprühnebel 21a bis 26a im
Wesentlichen in die gleiche Richtung wie die Richtung des Pfeils 101 gerichtet,
in der der Einlassluftstrom durch den Auslassventilbereich 12 gelangt,
wodurch der Einlassluftstrom beschleunigt wird. Der Einlassluftstrom
wird beschleunigt und in einem Kompressionshub gebrochen, wodurch
eine große Turbulenz in einem Luftkraftstoffgemisch verursacht
wird. Somit verursacht das Luftkraftstoffgemisch eine große
turbulente Energie, die eine kinetische Energie des Anteils eines
turbulenten Stromes des Luftkraftstoffgemisches ist.
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7 zeigt
eine Änderung in der turbulenten Energie des Luftkraftstoffgemisches
zum Zeitpunkt einer Zündung in der Verbrennungsmaschine,
wenn der Winkel θ zwischen der Mittelachse jedes Düsenlochs
und der Mittelachse 100 des Zylinders 6 geändert
wird. Eine durchgezogene Linie 104 gibt die turbulente
Energie des Luftkraftstoffgemisches an, die durch den Injektor 10 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel verursacht wird. Eine
gestrichelte Linie 105 gibt eine turbulente Energie eines
Luftkraftstoffgemisches an, die durch einen herkömmlichen Injektor
verursacht wird. Der herkömmliche Injektor ist im Wesentlichen
an der Mitte der oberen Fläche eines Zylinders angeordnet
und konfiguriert, um Kraftstoff von mehreren Düsenlöchern
zu einem Kolben entlang einer konischen Fläche hin einzuspritzen,
die die Mittelachse parallel zu der Mittelachse des Zylinders hat.
Wenn der Winkel θ in dem Bereich zwischen 20° und
45° festgelegt ist, ist die turbulente Energie des Luftkraftstoffgemischs,
die durch den Injektor 10 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel verursacht ist, größer
als der maximale Wert K (m2/s2)
der turbulenten Energie des Luftkraftstoffgemischs, die durch den
herkömmlichen Injektor verursacht wird.
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8 zeigt
eine Änderung einer turbulenten Energie des Luftkraftstoffgemischs
zum Zeitpunkt einer Zündung in dem Verbrennungsmotor, wenn
der äußerste Winkel α zwischen den äußersten
Mittelachsen der mehreren Düsenlöcher geändert ist.
Eine durchgezogene Linie 106 gibt die turbulente Energie des
Luftkraftstoffgemischs an, die durch den Injektor 10 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel verursacht wird. Wenn
der äußerste Winkel α in dem Bereich
zwischen 40° und 90° festgelegt ist, ist die turbulente
Energie des Luftkraftstoffgemischs, die durch den Injektor 10 gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel verursacht wird, größer
als der maximale Wert K (m2/s2)
der turbulenten Energie des Luftkraftstoffgemischs, die durch den
herkömmlichen Injektor verursacht wird und in 7 gezeigt
ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird Kraftstoff
von der Einspritzposition, die sich im Wesentlichen an der Mitte
der oberen Fläche des Zylinders befindet, durch die mehreren
Düsenlöcher eingespritzt, die im Winkel θ von
der Mittelachse 100 des Zylinders 6 angeordnet
sind und dazwischen das äußerste Quadrat α haben,
wobei hierdurch der Einlassluftstrom beschleunigt wird. Der beschleunigte Einlassluftstrom
wird in dem Kompressionshub gebrochen, wodurch eine Turbulenz, die
in dem Luftkraftstoffgemisch zu dem Zeitpunkt einer Zündung
in der Verbrennungsmaschine verursacht wird, verstärkt
wird und somit die Beschaffenheit des Luftkraftstoffgemischs weiter
vergleichmäßigt werden kann. Dementsprechend kann
eine Verbrennungsrate (eine Verbrennungsgeschwindigkeit) verstärkt werden.
Dementsprechend kann eine Ausgangsleistung der Verbrennungsmaschine
verstärkt werden und kann eine Emission der Verbrennungsmaschine reduziert
werden.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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9 zeigt
ein Düsenloch und einen Abschnitt eines Injektors um das
Düsenloch herum gemäß dem vorliegenden
zweiten Ausführungsbeispiel. Das vorliegende zweite Ausführungsbeispiel
ist eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
Ein Düsenloch 27 hat im Wesentlichen die Form
eines Schlitzes, der einen dünnen Querschnitt hat, der senkrecht
zu der Achse 108 verläuft. Die Pfeile (Verlängerungslinien) 27b, 27c,
die in 9 angegeben sind, kennzeichnen Einspritzrichtungen
beider Enden von Kraftstoff, der von dem Düsenloch 27 eingespritzt
wird. Eine Kraftstoffeinspritzung von dem Düsenloch 27 ist
in die Richtung von dem Bereich 15 zu dem Bereich 17 in
einer Düsenplatte 191 hin gerichtet. In dem vorliegenden
Aufbau ist die Einspritzrichtung von dem Einlassventilbereich zu
dem Auslassventilbereich hin ausgerichtet. Die Verlängerungslinien 27b, 27c von
den beiden Enden der Kraftstoffeinspritzung bilden dazwischen einen äußersten
Winkel α, der sich in dem Bereich zwischen 40° und
90° befindet. Der Kraftstoffsprühnebel von dem
Düsenloch 27 hat den Querschnitt, wenn er durch
eine Ebene geteilt wird, die die Mittelachse des Zylinders aufweist,
und die Mittellinie des Querschnitts des Kraftstoffsprühnebels
und die Mittelachse des Zylinders bilden dazwischen den Winkel in
dem Bereich zwischen 20° und 45°. In dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel kann eine Sprühnebelkraft
von Kraftstoff, der von dem schlitzförmigen Düsenloch 27 eingespritzt
wird, verstärkt werden. Somit kann ein Einlassluftstrom
ebenso beschleunigt werden und eine Turbulenz eines Luftkraftstoffgemischs
kann durch den Sprühnebel, der von dem Düsenloch
eingespritzt wird, verstärkt werden. Somit kann die Beschaffenheit
des Luftkraftstoffgemischs vergleichmäßigt werden
und hierdurch kann die Verbrennungsrate verstärkt werden.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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10 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmaschinenhauptkörper,
der mit einem Injektor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel versehen
ist, von der Achsenrichtung des Zylinders gesehen zeigt und 11 ist
eine schematische Ansicht, die Düsenlöcher und
einen Abschnitt des Injektors um die Düsenlöcher
herum zeigt. Gemäß dem vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel
sind eine Einspritzposition 201 eines Injektors und die
Zündkerze 13 in einer Ebene der oberen Flächen
des Zylinders 6 angeordnet, wobei die Ebene die Mittelachse 100 des
Zylinders 6 aufweist und senkrecht zu der gedachten Ebene 109 verläuft.
Die Zündkerze 13 ist an der Seite des Auslassventilbereichs 12 angeordnet
und die Einspritzposition 201 des Injektors ist an der
Seite des Einlassventilbereichs 11 angeordnet. Eine Düsenplatte 192 hat
sechs Düsenlöcher 211 bis 261,
die auf einem Umfang angeordnet sind, der eine Mitte an einem Schnittpunkt
zwischen der Mittelachse 108 des Injektors 10 und
der Düsenplatte 192 hat. Eine Kraftstoffeinspritzung
von den Düsenlöchern 211 bis 261 wird
in die Richtung von dem Bereich 15 zu dem Bereich 17 in
der Düsenplatte 192 hin gerichtet. Bezug nehmend
auf 10 werden Sprühnebel 211a bis 261a jeweils
von den Düsenlöchern 211 bis 261 im
Wesentlichen in einer Sektorform und im Wesentlichen symmetrisch
in Bezug auf eine Ebene eingespritzt, wobei die Ebene die Mittelachse 100 des Zylinders 6 aufweist
und senkrecht zu der gedachten Ebene 109 verläuft.
Mittelachsen 241b, 251b von Düsenlöchern 241, 251 sind
an den äußersten Winkelpositionen des sektorförmigen
Sprühnebels angeordnet. Sprühnebel 221a, 211a,
die von Düsenlöchern 221, 211 eingespritzt
werden, gelangen nicht durch einen Kerzenspaltbereich, der einen
Spalt zwischen einer Mittelelektrode und einer Masseelektrode der Zündkerze 13 darstellt.
Die Mittelachse 241b und die Mittelachse 251b bilden
dazwischen den äußersten Winkel α, der
sich in dem Bereich zwischen 40° und 90° befindet,
von der Mittelachse 100 des Zylinders 6 gesehen.
Mittelachsen 211b bis 261b der Düsenlöcher 211 bis 261 und
die Mittelachse 100 des Zylinders bilden dazwischen den
Winkel θ, der sich in dem Bereich zwischen 20° und
45° befindet. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist der Kerzenspaltbereich der Zündkerze 13 zwischen
den Einspritzrichtungen der Düsenlöcher 221, 211 angeordnet.
In dem vorliegenden Aufbau kann eine Leckage von Kraftstoff, die
durch ein Zusammentreffen von Kraftstoff gegen die Zündkerze 13 verursacht
wird, reduziert werden und hierdurch kann eine Zündleistung
verstärkt werden.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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12 zeigt
Düsenlöcher und einen Abschnitt eines Injektors
um die Düsenlöcher herum gemäß dem
vorliegenden vierten Ausführungsbeispiel. Das vorliegende
vierte Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des dritten
Ausführungsbeispiels. Düsenlöcher 271, 281 haben
im Wesentlichen die Form eines Schlitzes, die jeweils einen dünnen
Querschnitt hat, der senkrecht zu der Mittelachse 108 verläuft. Eine
Kraftstoffeinspritzung von jedem der Düsenlöcher 271, 281 ist
in die Richtung von dem Bereich 15 zu dem Bereich 17 hin
in einer Düsenplatte 193 gerichtet. Eine Verlängerungslinie 281b eines
Endes der Düsenlöcher 281 und eine Verlängerungslinie 271b von
einem Ende des Düsenlochs 271 bilden dazwischen
den äußersten Winkel α, der sich in dem Bereich
zwischen 40° und 90° befindet. Jeder der Kraftstoffsprühnebel
von den Düsenlöchern 271, 281 hat
den Querschnitt, wenn er durch eine Ebene geteilt wird, die die
Mittelachse des Zylinders aufweist, und die Mittellinie des Querschnitts
und die Mittelachse des Zylinders bilden dazwischen den Winkel in dem
Bereich zwischen 20° und 45° aus. Die Verlängerungslinien 271c, 281c von
beiden der Enden der Düsenlöcher 271, 281 sind
derart ausgebildet, dass von den Düsenlöchern 271, 281 eingespritzter
Kraftstoff nicht durch den Kerzenspaltbereich der Zündkerze
gelangt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Einspritzrichtungen der schlitzförmigen Düsenlöcher 271, 281 bestimmt,
um den Kerzenspaltbereich der Zündkerze zu vermeiden. In dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel kann eine Leckage von
Kraftstoff, die durch ein Auftreffen von Kraftstoff gegen die Zündkerze
verursacht wird, reduziert werden und hierdurch kann eine Zündleistung verstärkt
werden.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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13 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmaschinenhauptkörper
zeigt, der mit einem Injektor gemäß dem vorliegenden
fünften Ausführungsbeispiel versehen ist, von
der Achsenrichtung des Zylinders aus gesehen und 14 ist eine
schematische Ansicht, die Düsenlöcher und einen
Abschnitt des Injektors um die Düsenlöcher herum
zeigt. Die Zündkerze 13 und eine Einspritzposition 202 eines
Injektors sind an der oberen Fläche des Zylinders 6 in
der gedachten Ebene 106 angeordnet. Die Zündkerze 13 und
die Einspritzposition 202 des Injektors 10 sind
an im Wesentlichen symmetrischen Positionen in Bezug auf eine Ebene
angeordnet, wobei die Ebene die Mittelachse 100 des Zylinders 6 aufweist
und senkrecht zu der imaginären Ebene 109 verläuft.
Eine Düsenplatte 194 hat sechs Düsenlöcher 212 bis 262,
die an einem Umfang angeordnet sind, der eine Mitte an einem Schnittpunkt
zwischen der Mittelachse 108 des Injektors 10 und
der Düsenplatte 194 hat. Der Abstand zwischen
benachbarten zwei der Düsenlöcher in die Umfangsrichtung
ist im Wesentlichen konstant. Eine Kraftstoffeinspritzung von jedem
der Düsenlöcher 212, 222, 232, 262 ist
in die Richtung von dem Bereich 15 zu dem Bereich 17 hin
in der Düsenplatte 194 gerichtet. Die Düsenlöcher 212, 222, 232, 262 sind
in einer ersten Düsenlochgruppe beinhaltet. Der Kerzenspaltbereich
ist zwischen Sprühnebeln angeordnet, die von Düsenlöchern 242, 252 eingespritzt
werden. Die Düsenlöcher 242, 252 sind
in einer zweiten Düsenlochgruppe beinhaltet.
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Wenn
Mittelachsen 212b, 222b, 232b, 262b der
Düsenlöcher 212, 222, 232, 262,
die in der ersten Düsenlochgruppe beinhaltet sind, des
Einlassventilbereichs 11 und des Auslassventilbereichs 12 an
einer Ebene, die senkrecht zu der Mittelachse 100 des Zylinders 6 verläuft,
projiziert werden, verlaufen die Verlängerungslinien der
Mittelachsen 212b, 222b, 232b, 262b durch
den Einlassventilbereich 11 und den Auslassventilbereich 12.
Die Mittelachsen 232b, 222b und die Mittelachsen 262b, 212b sind
jeweils im Wesentlichen an symmetrischen Positionen in Bezug auf
eine Ebene angeordnet, die den Schnittpunkt zwischen der Mittelachse 108 des
Injektors 10 und der Düsenplatte 194 aufweist,
wobei die Ebene senkrecht zu der gedachten Ebene und parallel zu
der Mittelachse 100 des Zylinders 6 verläuft.
Die Mittelachsen 23b, 24b, 22b und die
Mittelachsen 21b, 24b, 26b haben im Wesentlichen
eine Sektorform von der Mittelachse 108 des Injektors 10 gesehen.
Die Mittelachse 232b und die Mittelachse 262b sind
an den äußersten Winkelpositionen in der Sektorform
angeordnet. Die Mittelachse 232b und die Mittelachse 262b bilden
dazwischen den äußersten Winkel α aus,
der sich in dem Bereich zwischen 40° und 90° von
der Mittelachse 100 des Zylinders 6 gesehen befindet.
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In 15 ist
der Einlassventilbereich 11 auf der rechten Seite angeordnet
und der Auslassventilbereich 12 ist auf der linken Seite
angeordnet. In 15 bilden die Mittelachse 212b des
Düsenlochs 212 und die Mittelachse 100 des
Zylinders 6 dazwischen den Winkel θ, der sich
in dem Bereich zwischen 20° und 45° befindet.
Gleichermaßen bilden die Mittelachsen 222b, 232b, 262b der
anderen Düsenlöcher 222, 232, 262,
die in der ersten Düsenlochgruppe beinhaltet sind, und
die Mittelachse 100 des Zylinders 6 dazwischen
den Winkel θ, der sich in dem Bereich zwischen 20° und
45° befindet. In dem vorliegenden Aufbau sind die Sprühnebel 212a, 222a, 232a, 262a im
Wesentlichen in die gleiche Richtung wie die Richtung des Pfeils 101 gerichtet,
in der der Einlassluftstrom durch den Auslassventilbereich 12 gelangt,
wodurch der Einlassluftstrom beschleunigt wird. Mittelachsen 242b, 252b der
Düsenlöcher 242, 252, die in
der zweiten Düsenlochgruppe beinhaltet sind, sind im Wesentlichen
in Bezug auf die Zündkerze 13 symmetrisch. Sprühnebel 242a, 252a,
die von den Düsenlöchern 242, 252 eingespritzt
werden, verlaufen nicht durch den Kerzenspaltbereich von der Mittelachse 100 des
Zylinders 6 gesehen. Wie in 16 gezeigt
ist, verläuft der Umriss des Sprühnebels 242a durch
einen Kerzenspaltbereich 131 von einer Richtung senkrecht
zu einer Ebene gesehen, die den Kerzenspaltbereich 131 und
die Mittelachse 100 des Zylinders 6 aufweist.
Gleichermaßen verläuft der Umriss des Sprühnebels 252a des
anderen Düsenlochs 252, das in der zweiten Düsenlochgruppe beinhaltet
ist, ebenso durch den Kerzenspaltbereich 131. Jeder der
Umrisse der Sprühnebel 242a, 252a definiert
einen Bereich einer Kraftstoffeinspritzung, der eine höhere
Dichte als einen vorgegebenen Wert hat. Bevorzugt verlaufen die
Mittelachsen 242b, 252b der Düsenlöcher 242, 252 durch
den Kerzenspaltbereich 131.
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14 zeigt
eine Fehlzündungsrate der Verbrennungsmaschine, wenn der
innerste Winkel β zwischen den Mittelsachsen 242b, 252b der
Düsenlöcher 242, 252 der zweiten
Düsenlochgruppe geändert wird. Der Kerzenspaltbereich 131 ist
zwischen den Düsenlöchern 242, 252 angeordnet.
In dem Injektor des vorliegenden Ausführungsbeispiels beträgt die
Fehlzündungsrate im Wesentlichen Null, wenn sich der innerste
Winkel β in dem Bereich zwischen 40° und 60° befindet.
Wenn der innerste Winkel β kleiner als 40° ist,
wird die Konzentration des Luftkraftstoffgemischs um den Kerzenspaltbereich übermäßig
hoch. Zusätzlich steigt die Strömungsgeschwindigkeit
des Luftkraftstoffgemischs und dementsprechend wird eine Zündung
unterbunden. Somit wird die Fehlzündungsrate groß.
Andererseits wird, wenn der innerste Winkel β mehr als
60° beträgt, die Konzentration des Luftkraftstoffgemischs
um den Kerzenspaltbereich übermäßig niedrig,
und hierdurch wird die Fehlzündungsrate groß.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Einlassluftstrom
in der Brennkammer 18 durch Kraftstoff, der von der ersten
Düsenlochgruppe in einem homogenen Verbrennungsmodus eingespritzt
wird, in dem Kraftstoff in dem Einlasshub eingespritzt wird, beschleunigt.
Hierdurch kann ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff wirksam ausgebildet werden.
Ferner wird der beschleunigte Einlassluftstrom in dem Kompressionshub
gebrochen, wodurch eine große Turbulenz in dem Luftkraftstoffgemisch verursacht
wird. Dementsprechend kann die Beschaffenheit des Luftkraftstoffgemischs
vergleichmäßigt werden und hierdurch wird die
Verbrennungsrate verstärkt. Ferner verteilt die zweite
Düsenlochgruppe das Luftkraftstoffgemisch mit einer geeigneten
Konzentration und einer geeigneten Strömungsgeschwindigkeit
zu dem Kerzenspaltbereich in einem geschichteten Verbrennungsmodus
fein, in dem Kraftstoff in den Kompressionshub eingespritzt wird. Hierdurch
kann eine Zündung des Luftkraftstoffgemischs verstärkt
werden. Ferner ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Zahl der Düsenlöcher 212, 222, 232, 262 der
ersten Düsenlochgruppe größer als die
Zahl der Düsenlöcher 242, 252 der
zweiten Düsenlochgruppe. In dem vorliegenden Aufbau ist
die Einspritzmenge der ersten Düsenlochgruppe größer
als die Einspritzmenge der zweiten Düsenlochgruppe. Hierdurch
ist die Wirkung einer Beschleunigung des Einlassluftstromes, die
durch die Kraftstoffeinspritzung der ersten Düsenlochgruppe
in dem homogenen Verbrennungsmodus verursacht wird, aufrechterhalten
und es wird eingeschränkt, dass sie durch die Kraftstoffeinspritzung
der zweiten Düsenlochgruppe verschlechtert wird.
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(Sechstes Ausführungsbeispiel)
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18 zeigt
Düsenlöcher und einen Abschnitt eines Injektors
um die Düsenlöcher herum gemäß dem
vorliegenden sechsten Ausführungsbeispiel. Das vorliegende
sechste Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des fünften
Ausführungsbeispiels. Ein Düsenloch 272,
das in einer ersten Düsenlochgruppe beinhaltet ist, hat
im Wesentlichen die Form eines Schlitzes, der einen dünnen
Querschnitt hat, der senkrecht zu der Mittelachse 108 verläuft. Eine
Kraftstoffeinspritzung von dem Düsenloch 272 ist
in die Richtung von dem Bereich 15 zu dem Bereich 17 in
einer Düsenlochplatte 195 hin gerichtet. Der Kerzenspaltbereich
ist zwischen Sprühnebeln, die von den Düsenlöchern 282, 292 eingespritzt
sind, die in einer zweiten Düsenlochgruppe beinhaltet werden,
zwischengeordnet. Verlängerungslinien 272b, 272c der
Enden des Düsenlochs 272 dazwischen bilden den äußersten
Winkel α, der sich in dem Bereich zwischen 40° und
90° befindet. Der Kraftstoffsprühnebel von dem
Düsenloch 272 hat den Querschnitt, wenn er durch
eine Ebene geteilt wird, die die Mittelachse des Zylinders beinhaltet,
wobei die Mittellinie des Querschnitts des Kraftstoffsprühnebels
und die Mittelachse des Zylinders dazwischen den Winkel in dem Bereich
zwischen 20° und 45° bilden. Die Düsenlöcher 282, 292 sind
derartige ausgebildet, dass von den Düsenlöchern 282, 292 eingespritzter
Kraftstoff nicht durch den Kerzenspaltbereich der Zündkerze
verläuft. Mittellinien 282b, 292b der
Düsenlöcher 282, 292 bilden
dazwischen den innersten Winkel β, der sich in dem Bereich
zwischen 40° und 60° befindet, von der Mittelachse 100 des
Zylinders 6 gesehen. Die Umrisse der von den Düsenlöchern 282, 292 eingespritzten
Sprühnebel verlaufen durch den Kerzenspaltbereich von einer
Richtung senkrecht zu einer Ebene gesehen, die den Kerzenspaltbereich und
die Mittelachse des Zylinders aufweist.
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Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel kann ein Einlassluftstrom
beschleunigt werden und kann eine Turbulenz eines Luftkraftstoffgemisches
durch den Sprühnebel verstärkt werden, der von
dem Düsenloch 272, das im Wesentlichen die Form
eines Schlitzes aufweist und in der ersten Düsenlochgruppe
beinhaltet ist, in dem homogenen Verbrennungsmodus eingespritzt
wird. Somit kann die Beschaffenheit des Luftkraftstoffgemischs vergleichmäßigt
werden und hierdurch kann die Verbrennungsrate verbessert werden.
Ferner verteilen die Düsenlöcher 282, 292 der
zweiten Düsenlochgruppe das Luftkraftstoffgemisch mit einer
geeigneten Konzentration und einer geeigneten Strömungsgeschwindigkeit
zu dem Kerzenspaltbereich hin in dem geschichteten Verbrennungsmodus
fein. Hierdurch kann eine Zündung des Luftkraftstoffgemischs verbessert
werden. Zusätzlich ist gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel die Einspritzmenge des Düsenlochs 272 größer
als die Einspritzmenge der Düsenlöcher 282, 292.
Hierdurch kann die Wirkung einer Beschleunigung des Einlassluftstromes,
die durch die Kraftstoffeinspritzung der ersten Düsenlochgruppe
in dem homogenen Verbrennungsmodus verursacht wird, aufrechterhalten
werden und es kann beschränkt werden, dass sie durch die
Kraftstoffeinspritzung der zweiten Düsenlochgruppe verschlechtert
wird.
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(Siebtes Ausführungsbeispiel)
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19 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmaschinenhauptkörper,
der mit einem Injektor gemäß dem vorliegenden
siebten Ausführungsbeispiel versehen ist, von der Achsenrichtung
des Zylinders gesehen zeigt und 20 ist
eine schematische Ansicht, die Düsenlöcher und
einem Abschnitt des Injektors um die Düsenlöcher
herum zeigt. Die Einspritzposition 202 eines Injektors
und die Zündkerze 13 sind in einer Ebene der oberen
Flächen des Zylinders 6 angeordnet, wobei die
Ebene die Mittelachse 100 des Zylinders 6 beinhaltet
und senkrecht zu der gedachten Ebene 109 verläuft.
Die Zündkerze 13 ist an der Seite des Einlassventilbereichs 11 angeordnet
und die Einspritzposition 201 des Injektors ist an der
Seite des Auslassventilbereichs 12 angeordnet. Eine Düsenplatte 196 hat sechs
Düsenlöcher 213 bis 263, die
an einem Umfang angeordnet sind, der eine Mitte an einem Schnittpunkt
zwischen der Mittelachse 108 des Injektors 10 und
der Düsenplatte 196 hat. Der Abstand zwischen
benachbarten zwei der Düsenlöcher in die Umfangsrichtung
ist im Wesentlichen konstant. Düsenlöcher 213, 223, 233, 233 sind
in einer ersten Düsenlochgruppe beinhaltet. Eine Kraftstoffeinspritzung von
jedem der Düsenlöcher 213, 223, 233, 233 ist
in die Richtung von dem Bereich 15 zu dem Bereich 17 in
der Düsenplatte 196 hin gerichtet. Düsenlöcher 243, 253 sind
in einer zweiten Düsenlochgruppe beinhaltet. Eine Kraftstoffeinspritzung
von jedem der Düsenlöcher 243, 253 ist
in die Richtung von dem Bereich 17 zu dem Bereich 15 in
der Düsenplatte 196 gerichtet.
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Wenn
Mittelachsen 213b, 223b, 233b, 263b der
Düsenlöcher 213, 223, 233, 263,
die in der ersten Düsenlochgruppe beinhaltet sind, des
Einlassventilbereichs 11 und des Auslassventilbereichs 12 auf eine
Ebene, die senkrecht zu der Mittelachse 100 des Zylinders 6 verläuft,
projiziert werden, verlaufen die Verlängerungslinien der
Mittelachsen 213b, 223b, 233b, 263b durch
den Einlassventilbereich 11 und den Auslassventilbereich 12.
Die Mittelachsen 233b, 223b und die Mittelachsen 263b, 213b sind
jeweils im Wesentlichen an symmetrischen Positionen in Bezug auf
eine Ebene angeordnet, die den Schnittpunkt zwischen der Mittelachse 108 des
Injektors 10 und der Düsenplatte 196 beinhaltet,
wobei die Ebene im Wesentlichen senkrecht zu der gedachten Ebene und
parallel zu der Mittelachse 100 des Zylinders 6 verläuft.
Die Mittelachsen 233b, 223b und die Mittelachsen 263b, 213b haben
im Wesentlichen eine Sektorform von der Mittelachse 108 des
Injektors 10 gesehen. Die Mittelachse 233b und
die Mittelachse 263b sind an den äußersten
Winkelpositionen in dem sektorförmigen Sprühnebel
angeordnet. Die Mittelachse 233b und die Mittelachse 263b bilden
dazwischen den äußersten Winkel α, der
sich in dem Bereich zwischen 40° und 90° befindet,
von der Mittelachse 100 des Zylinders 6 gesehen.
Mittelachsen 243b, 253b der Düsenlöcher 243, 253 sind
in Bezug auf die Zündkerze 13 symmetrisch. Sprühnebel 243a, 253a,
die von den Düsenlöchern 243, 253 eingespritzt
werden, verlaufen nicht durch den Kerzenspaltbereich von der Mittelachse 100 des
Zylinders 6 gesehen. Die Mittelachse 243b und
die Mittelachse 253b bilden dazwischen den innersten Winkel β in dem
Bereich zwischen 40° und 60°.
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In 21 ist
der Einlassventilbereich 11 auf der rechten Seite angeordnet
und der Auslassventilbereich 12 ist auf der linken Seite
angeordnet. In 21 bilden die Mittelachse 213b des
Düsenlochs 213 und die Mittelachse 100 des
Zylinders dazwischen den Winkel θ, der sich in dem Bereich
zwischen 20° und 45° befindet. Gleichermaßen
bilden die Mittelachsen 223b, 233b, 263b der
anderen Düsenlöcher 223, 233, 263,
die in der ersten Düsenlochgruppe beinhaltet sind, und
die Mittelachse 100 des Zylinders 6 dazwischen
den Winkel θ, der sich in dem Bereich zwischen 20° und
45° befindet. In dem vorliegenden Aufbau werden Sprühnebel 213a, 223a, 233a, 263a im
Wesentlichen in die gleiche Richtung wie die Richtung des Pfeils 101 gerichtet,
in der Einlassluftstrom durch den Auslassventilbereich 12 verläuft,
wodurch der Einlassluftstrom beschleunigt wird. Der Umriss des Sprühnebels 253a verläuft
durch den Kerzenspaltbereich 131 von einer Richtung senkrecht
zu einer Ebene gesehen, die den Kerzenspaltbereich 131 und
die Mittelachse 100 des Zylinders 6 beinhaltet.
Gleichermaßen verläuft auch der Umriss des Sprühnebels 243a des
anderen Düsenlochs 243, das in der zweiten Düsenlochgruppe
beinhaltet ist, durch den Kerzenspaltbereich 131.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Einlassluftstrom
in die Brennkammer 18 durch Kraftstoff beschleunigt, der
von der ersten Düsenlochgruppe in dem homogenen Verbrennungsmodus
eingespritzt wird. Hierdurch kann ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff
wirksam ausgebildet werden. Ferner wird der beschleunigte Einlassluftstrom
in dem Kompressionshub gebrochen, wodurch eine große Turbulenz
in dem Luftkraftstoffgemisch verursacht wird. Dementsprechend kann
die Beschaffenheit des Luftkraftstoffgemischs vergleichmäßigt
werden und hierdurch kann die Verbrennungsrate verbessert werden.
Ferner verteilt die zweite Düsenlochgruppe das Luftkraftstoffgemisch
mit einer geeigneten Konzentration und einer geeigneten Strömungsgeschwindigkeit
zu dem Kerzenspaltbereich hin auf der Seite des Einlassventilbereichs 11 in
dem geschichteten Verbrennungsmodus fein. Hierdurch kann eine Zündung
des Luftkraftstoffgemischs verbessert werden. In dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist die Einspritzmenge der ersten Düsenlochgruppe
größer als die Einspritzmenge der zweiten Düsenlochgruppe.
Hierdurch kann die Wirkung einer Beschleunigung des Einlassluftstroms,
die durch die Kraftstoffeinspritzung der ersten Düsenlochgruppe
in dem homogenen Verbrennungsmodus verursacht wird, aufrechterhalten
werden, und es kann beschränkt werden, dass sie durch die
Kraftstoffeinspritzung der zweiten Düsenlochgruppe verschlechtert
wird.
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(Achtes Ausführungsbeispiel)
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22 zeigt
Düsenlöcher und einen Abschnitt eines Injektors
um die Düsenlöcher herum gemäß dem
vorliegenden achten Ausführungsbeispiel. Das vorliegende
achte Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des siebten
Ausführungsbeispiels. Ein Düsenloch 273,
das in einer ersten Düsenlochgruppe beinhaltet ist, hat
im Wesentlichen die Form eines Schlitzes, der einen dünnen
Querschnitt hat, der senkrecht zu der Mittelachse 108 verläuft.
Eine Kraftstoffeinspritzung von dem Düsenloch 273 ist
in die Richtung von dem Bereich 15 zu dem Bereich 17 hin in
einer Düsenlochplatte 197 gerichtet. Düsenlöcher 283, 293 sind
in einer zweiten Düsenlochgruppe beinhaltet. Eine Kraftstoffeinspritzung
von jedem der Düsenlöcher 243, 253 ist
in die Richtung von dem Bereich 17 zu dem Bereich 15 hin
in der Düsenplatte 197 gerichtet. Verlängerungslinien 273b, 273c der Enden
des Düsenlochs 273 bilden dazwischen den äußersten
Winkel α, der sich in dem Bereich zwischen 40° und
90° befindet. Der Kraftstoffsprühnebel von dem
Düsenloch 273 hat den Querschnitt, wenn er durch
eine Ebene geteilt wird, der die Mittelachse des Zylinders beinhaltet,
wobei die Mittellinie des Querschnitts des Kraftstoffsprühnebels
und die Mittelachse des Zylinders dazwischen den Winkel in dem Bereich
zwischen 20° und 45° ausbilden. Die Düsenlöcher 283, 293 sind
derart ausgebildet, dass Kraftstoff, der von den Düsenlöchern 283, 293 eingespritzt
wird, nicht durch den Kerzenspaltbereich der Zündkerze
verläuft. Mittellinien 283b, 293b der
Düsenlöcher 283, 293 bilden
dazwischen den innersten Winkel β, der sich in dem Bereich
zwischen 40° und 60° befindet, von der Mittelachse 100 des
Zylinders 6 gesehen. Die Umrisse der Sprühnebel,
die von den Düsenlöchern 282, 292 eingespritzt
werden, verlaufen durch den Kerzenspaltbereich von der Richtung senkrecht
zu einer Ebene gesehen, die den Kerzenspaltbereich und die Mittelachse
des Zylinders beinhaltet.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Einlassluftstrom
in der Brennkammer 18 durch Kraftstoff, der von dem Düsenloch 273,
das im Wesentlichen die Form eines Schlitzes hat und in der ersten
Düsenlochgruppe beinhaltet ist, in dem homogenen Verbrennungsmodus
eingespritzt wird, beschleunigt. Hierdurch kann ein Gemisch aus
Luft und Kraftstoff wirksam ausgebildet werden. Ferner wird der
beschleunigte Einlassluftstrom in dem Kompressionshub gebrochen,
wodurch eine große Turbulenz in dem Luftkraftstoffgemisch
verursacht wird. Dementsprechend kann die Beschaffenheit des Luftkraftstoffgemischs
vergleichmäßigt werden und hierdurch kann die
Verbrennungsrate verbessert werden. Ferner verteilt die zweite Düsenlochgruppe
das Luftkraftstoffgemisch mit einer geeigneten Konzentration und einer
geeigneten Strömungsgeschwindigkeit zu dem Kerzenspaltbereich
hin an der Seite des Einlassventilbereichs 11 in dem geschichteten
Verbrennungsmodus fein. Hierdurch kann eine Zündung des
Luftkraftstoffgemischs verbessert werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Einspritzmenge der ersten Düsenlochgruppe größer
als die Einspritzmenge der zweiten Düsenlochgruppe. Hierdurch kann
die Wirkung einer Beschleunigung des Einlassluftstroms, der durch
die Kraftstoffeinspritzung der ersten Düsenlochgruppe in
dem homogenen Verbrennungsmodus verursacht wird, aufrechterhalten werden
und es kann beschränkt werden, dass sie durch die Kraftstoffeinspritzung
der zweiten Düsenlochgruppe verschlechtert wird.
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(Neuntes Ausführungsbeispiel)
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23 ist
eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungsmaschinenhauptkörper
zeigt, der mit einem Injektor gemäß dem vorliegenden
neunten Ausführungsbeispiel von der Achsenrichtung des
Zylinders aus gesehen, vorgesehen ist und 24 ist eine
schematische Ansicht, die Düsenlöcher und einen
Abschnitt des Injektors um die Düsenlöcher herum
zeigt. Die Einspritzposition 202 eines Injektors und die
Zündkerze 13 sind in einer Ebene der oberen Flächen
des Zylinders 6 angeordnet, wobei die Ebene die Mittelachse 100 des
Zylinders 6 beinhaltet und senkrecht zu der gedachten Ebene 109 verläuft.
Die Zündkerze 13 ist an der Seite des Auslassventilbereichs 12 angeordnet
und die Einspritzposition 201 des Injektors ist auf der
Seite des Einlassventilbereichs 11 angeordnet. Eine Düsenplatte 198 hat sechs
Düsenlöcher 214 bis 264, die
an einem Umfang angeordnet sind, der eine Mitte an einem Schnittpunkt
zwischen der Mittelachse 108 des Injektors 10 und
der Düsenplatte 198 hat. Der Abstand zwischen
benachbarten zwei der Düsenlöcher in die Umfangsrichtung
ist im Wesentlichen konstant. Düsenlöcher 234, 244, 254, 264 sind
in einer ersten Düsenlochgruppe beinhaltet. Düsenlöcher 214, 224 sind
in einer zweiten Düsenlochgruppe beinhaltet. Die Düsenlöcher 214 bis 264,
die in der ersten Düsenlochgruppe und der zweiten Düsenlochgruppe beinhaltet sind,
sind derart ausgebildet, dass eine Kraftstoffeinspritzung von jedem
der Düsenlöcher 214 bis 264 in
die Richtung von dem Bereich 15 zu dem Bereich 17 in
der Düsenplatte 198 hin gerichtet ist.
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Wenn
Mittelachsen 214b bis 264b der Düsenlöcher 214 bis 264,
die in der ersten Düsenlochgruppe und der zweiten Düsenlochgruppe
beinhaltet sind, der Einlassventilbereich 11 und der Auslassventilbereich 12 an
einer Ebene senkrecht zu der Mittelachse 100 des Zylinders 6 vorspringen,
verlaufen die Verlängerungslinien der Mittelachsen 214b bis 264b durch
den Einlassventilbereich 11 und den Auslassventilbereich 12.
Mittelachsen 244b, 234b, 224b und Mittelachsen 254b, 264b, 214b sind
im Wesentlichen an symmetrischen Positionen in Bezug auf eine Ebene
angeordnet, die den Schnittpunkt zwischen der Mittelachse 108 des
Injektors 10 und der Düsenplatte 198 beinhaltet,
wobei die Ebene senkrecht zu der gedachten Ebene und parallel zu
der Mittelachse 100 des Zylinders 6 verläuft.
Die Mittelachsen 244b, 234b, 224b und
die Mittelachsen 254b, 264b, 214b haben
im Wesentlichen eine Sektorform von der Mittelachse 108 des
Injektors 10 gesehen. Die Mittelachse 244b und
die Mittelachse 254b sind an den äußersten
Winkelpositionen in dem sektorförmigen Sprühnebel
angeordnet. Die Mittelachse 244b und die Mittelachse 254b bilden
dazwischen den äußersten Winkel α, der
sich in dem Bereich zwischen 40° und 90° befindet,
von der Mittelachse 100 des Zylinders 6 gesehen.
Die Mittelachsen 224b, 214b der Düsenlöcher 224, 214 sind
in Bezug auf die Zündkerze 13 symmetrisch. Sprühnebel 224a, 214a,
die von den Düsenlöchern 224, 214 eingespritzt
werden, verlaufen nicht durch den Kerzenspaltbereich von der Mittelachse 100 des
Zylinders 6 gesehen. Die Mittelachse 224b und
die Mittelachse 214b bilden dazwischen den innersten Winkel β in
dem Bereich zwischen 40° und 60°.
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In 25 ist
der Einlassventilbereich 11 auf der rechten Seite angeordnet
und der Auslassventilbereich 12 ist auf der linken Seite
angeordnet. In 25 bilden die Mittelachse 264b des
Düsenlochs 264 und die Mittelachse 100 des
Zylinders dazwischen den Winkel θ, der sich in dem Bereich
zwischen 20° und 45° befindet. Gleichermaßen
bilden die Mittelachsen 234b, 244b, 254b der
anderen Düsenlöcher 234, 244, 254,
die in der ersten Düsenlochgruppe beinhaltet sind, und
die Mittelachse 100 des Zylinders 6 dazwischen
den Winkel θ, der sich in dem Bereich zwischen 20° und
45° befindet. In dem vorliegendem Aufbau sind Sprühnebel 234a, 244a, 254a, 264a im
Wesentlichen in die gleiche Richtung wie die Richtung des Pfeils 101 gerichtet,
in die der Einlassluftstrom durch den Auslassventilbereich 12 verläuft, wodurch
der Einlassluftstrom beschleunigt wird. Der Umriss des Sprühnebels 214a verläuft
durch den Kerzenspaltbereich 131 von einer Richtung senkrecht
zu einer Ebene gesehen, die den Kerzenspaltbereich 131 und
die Mittelachse 100 des Zylinders 6 beinhaltet.
Gleichermaßen verläuft auch der Umriss des Sprühnebels 224a des
anderen Düsenlochs 224, das in der zweiten Düsenlochgruppe
beinhaltet ist, durch den Kerzenspaltbereich 131.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Einlassluftstrom
in der Brennkammer 18 durch Kraftstoff, der von der ersten
Düsenlochgruppe in dem homogenen Verbrennungsmodus eingespritzt wird,
beschleunigt. Hierdurch wird ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff
wirksam ausgebildet. Ferner wird der beschleunigte Einlassluftstrom
in dem Kompressionshub gebrochen, wodurch eine große Turbulenz in
dem Luftkraftstoffgemisch verursacht wird. Dementsprechend kann
die Beschaffenheit des Luftkraftstoffgemischs vergleichmäßigt
werden und hierdurch kann die Verbrennungsrate verbessert werden.
Ferner verteilt die zweite Einspritzlochgruppe das Luftkraftstoffgemisch
mit einer geeigneten Konzentration und einer geeigneten Strömungsgeschwindigkeit
zu dem Kerzenspaltbereich hin an der Seite des Einlassventilbereichs 11 in
dem geschichteten Verbrennungsmodus fein. Hierdurch kann eine Zündung
des Luftkraftstoffgemischs verbessert werden.
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(Zehntes Ausführungsbeispiel)
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26 zeigt
ein Düsenloch und einen Abschnitt eines Injektors um das
Düsenloch herum gemäß dem vorliegenden
zehnten Ausführungsbeispiel. Das vorliegende zehnte Ausführungsbeispiel ist
eine Modifikation des neunten Ausführungsbeispiels. Jedes
der Düsenlöcher 274, 284, die
in einer ersten Düsenlochgruppe beinhaltet sind, hat im
Wesentlichen die Form eines Schlitzes, der einen dünnen
Querschnitt hat, der senkrecht zu der Mittelachse 108 verläuft.
Die Düsenlöcher 274, 284, die
in der ersten Düsenlochgruppe beinhaltet sind, und Düsenlöcher 294, 304,
die in einer zweiten Düsenlochgruppe beinhaltet sind, sind
derart ausgebildet, dass eine Kraftstoffeinspritzung von jedem der
Düsenlöcher 274, 284, 294, 304 in
die Richtung von dem Bereich 15 zu dem Bereich 17 hin
in einer Düsenplatte 199 gerichtet ist. Eine Verlängerungslinie 274b eines
Endes des Düsenlochs 274 und eine Verlängerungslinie 284b eines
Endes des Düsenlochs 284 bilden dazwischen den äußersten
Winkel α, der sich in dem Bereich zwischen 40° und
90° befindet. Jeder der Kraftstoffsprühnebel von
den Düsenlöchern 274, 284 hat den
Querschnitt, wenn er durch eine Ebene geteilt wird, der die Mittelachse
des Zylinders beinhaltet, wobei die Mittellinie des Querschnitts
und die Mittelachse des Zylinders dazwischen den Winkel in dem Bereich
zwischen 20° und 45° bilden. Verlängerungslinien 274c, 284c von
beiden der Enden der Düsenlöcher 274, 284 sind
derart bestimmt, dass Kraftstoff, der von den Düsenlöchern 274, 284 eingespritzt
wird, nicht durch den Kerzenspaltbereich der Zündkerze verläuft.
Mittellinien 294b, 304b der Düsenlöcher 294, 304 bilden
dazwischen den innersten Winkel β, der sich in dem Bereich
zwischen 40° und 60° von der Mittelachse 100 des
Zylinders 6 gesehen befindet. Die Umrisse der Sprühnebel,
die von den Düsenlöchern 294, 304 eingespritzt
werden, verlaufen durch den Kerzenspaltbereich von der Richtung senkrecht
zu einer Ebene gesehen, die den Kerzenspaltbereich und die Mittelachse
des Zylinders beinhaltet.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Einlassluftstrom
in der Brennkammer 18 durch Kraftstoff, der von dem Düsenloch 274, 284, von
denen jedes im Wesentlichen die Form eines Schlitzes hat und in
der ersten Düsenlochgruppe beinhaltet ist, in dem homogenen
Verbrennungsmodus eingespritzt wird, beschleunigt. Hierdurch kann
ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff wirksam ausgebildet werden.
Ferner wird der beschleunigte Einlassluftstrom in dem Kompressionshub
gebrochen, wodurch eine große Turbulenz in dem Luftkraftstoffgemisch verursacht
wird. Dementsprechend kann die Beschaffenheit des Luftkraftstoffgemischs
vergleichmäßigt werden und hierdurch kann die
Verbrennungsrate verbessert werden. Ferner verteilt die zweite Düsenlochgruppe
das Luftkraftstoffgemisch mit einer geeigneten Konzentration und
einer geeigneten Strömungsgeschwindigkeit zu dem Kerzenspaltbereich hin
in dem geschichteten Verbrennungsmodus fein. Hierdurch kann eine
Zündung des Luftkraftstoffgemischs verbessert werden. Gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Einspritzrichtungen der
schlitzförmigen Düsenlöcher 274, 284 derart
bestimmt, dass sie den Kerzenspaltbereich der Zündkerze
vermeiden. In dem vorliegenden Aufbau kann eine Leckage von Kraftstoff,
die durch ein Auftreffen von Kraftstoff gegen die Zündkerze
verursacht wird, reduziert werden und hierdurch kann eine Zündleistung
verbessert werden.
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(Anderes Ausführungsbeispiel)
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In
dem vorstehenden ersten bis dritten Ausführungsbeispiel
hat die Düsenplatte des Injektors sechs Löcher.
Ferner hat in dem vorstehenden zweiten und vierten Ausführungsbeispiel
der Injektor das schlitzförmige Düsenloch. In
der vorliegenden Erfindung ist die Zahl der Düsenlöcher
nicht beschränkt und es reicht aus, dass der Injektor zumindest
ein Düsenloch hat.
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In
dem vorstehenden fünften, sechsten und siebten Ausführungsbeispiel
beinhaltet die erste Düsenlochgruppe die vier Düsenlöcher
und beinhaltet die zweite Düsenlochgruppe die zwei Düsenlöcher
in der Düsenplatte des Injektors. In dem vorstehenden sechsten,
achten und zehnten Ausführungsbeispiel beinhaltet die erste
Düsenlochgruppe zumindest ein schlitzförmiges
Düsenloch und beinhaltet die zweite Düsenlochgruppe
die zwei Düsenlöcher in dem Injektor. In der vorliegenden
Erfindung ist die Zahl der Düsenlöcher der ersten
Düsenlochgruppe und der zweiten Düsenlochgruppe
nicht beschränkt und es reicht aus, dass ein einziges Düsenloch
oder mehrere Düsenlöcher in dem Injektor vorgesehen
sind.
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In
dem vorstehenden ersten bis zehnten Ausführungsbeispiel
wird der Injektor auf die Verbrennungsmaschine angewandt, die zwei
Einlassventile 14 und zwei Auslassventile 16 in
jedem Zylinder aufweist. In der vorliegenden Erfindung ist die Zahl
der Einlassventile und der Auslassventile nicht beschränkt.
Der Injektor gemäß der vorliegenden Erfindung kann
auf eine Verbrennungsmaschine angewandt werden, die ein Einlassventil
und ein Auslassventil in jedem Zylinder hat, oder eine Mehrventilverbrennungsmaschine
angewandt werden, die zum Beispiel zwei Einlassventile und ein Auslassventil
in jedem Zylinder hat.
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Es
sollte gewürdigt werden, dass während die Prozesse
der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hierin
als eine spezifische Abfolge von Schritten beinhaltend beschrieben
sind, weitere alternative Ausführungsbeispiele einschließlich
verschiedener anderer Abläufe dieser Schritte und/oder zusätzlicher
Schritte, die hierin nicht offenbart sind, als innerhalb der Schritte
der vorliegenden Erfindung beabsichtigt sind.
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Der
vorstehende Aufbau der Ausführungsbeispiele kann geeignet
kombiniert werden. Verschiedene Modifikationen und Abwandlungen
können verschiedentlich auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele
angewandt werden, ohne von dem Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Eine
Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist im Wesentlichen in einer Mitte
einer oberen Fläche eines Zylinders (6) einer
Brennkraftmaschine angeordnet. Der Zylinder (6) hat einen
Raum, der in einen Einlassventilbereich (11), in dem ein
Einlassventil (14) angeordnet ist, und einen Auslassventilbereich
(12), in dem ein Auslassventil (16) angeordnet
ist, durch eine gedachte Ebene (109) geteilt ist, die parallel
zu einer Mittelachse (100) des Zylinders (6) verläuft. Das
zumindest eine Düsenloch (21, 22, 23, 24, 25, 26)
hat eine Mittelachse (21b, 22b, 23b, 24b, 25b, 26b),
die durch den Einlassventilbereich (11) und den Auslassventilbereich
(12) verläuft, und ist konfiguriert, um Kraftstoff
in eine Einspritzrichtung, die von dem Einlassventilbereich (11)
zu dem Auslassventilbereich (12) gerichtet ist, von der
Mittelachse (100) des Zylinders (6) gesehen einzuspritzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-183597
A [0002, 0003]