DE3828742A1 - Brennkraftmaschine mit mehreren einlassventilen und abgasrueckfuehrung - Google Patents
Brennkraftmaschine mit mehreren einlassventilen und abgasrueckfuehrungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraft
maschine mit mehreren Einlaßventilen für jeden Zylinder und
auf eine verbesserte Einrichtung zur Abgasrückführung.
Bei einer bekannten Brennkraftmaschine sind zwei Einlaß
ventile in den entsprechenden Einlaßkanälen für jeden Zylin
der angeordnet. Es ist möglich, das Betriebsverhalten der
Brennkraftmaschine zu verbessern, indem man einen der Ein
laßkanäle als schraubenförmigen Einlaßkanal und den anderen
als geraden Einlaßkanal ausbildet. Beispielsweise ist in der
ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung
61-1 22 362 eine Brennkraftmaschine mit mehreren Einlaßventi
len beschrieben, bei der ein Durchflußsteuerventil im
geraden Einlaßkanal angeordnet ist, um diesen zu schließen
und eine starke Verwirbelung in der Brennkammer durch Ein
strömen der Ansaugluft durch den schraubenförmigen Einlaß
kanal zu erzeugen, wenn die Motorlast gering ist. Eine
Kraftstoffeinspritzeinrichtung ist im geraden Einlaßkanal
zwischen dem Einlaßventil und dem Durchflußsteuerventil
angeordnet, und ein Abgasrückführungskanal ist an diesen
geraden Einlaßkanal zwischen dem Einlaßventil und dem Durch
flußsteuerventil angeschlossen. Durch diese Anordnung kann
der Kraftstoff schichtförmig angeordnet werden, so daß ein
fetteres Gemisch im Bereich des oberen Endes der Brennkam
mer und ein mageres Gemisch im Bereich des oberen Endes des
Kolbens verteilt wird.
Bei dieser Ausführungsform wird der Schichtaufbau des fetten
Gemisches im Bereich des oberen Endes der Verbrennungskammer
dadurch erreicht, daß ein Totvolumen im geraden Einlaßkanal
zwischen dem Einlaßventil und dem Durchflußsteuerventil ge
bildet wird, wenn diese Ventile geschlossen sind. Kraft
stoff, der in diesem Totvolumen im geraden Einlaßkanal ver
bleibt, wird mit dem Gas der Abgasrückführung vermischt,
wenn das Durchflußsteuerventil und das Einlaßventil ge
schlossen sind, und dann langsam durch die Strömung des
Gases der Abgasrückführung in die Brennkammer eingeführt,
wenn das Einlaßventil geöffnet ist, während das Durch
flußsteuerventil geschlossen ist. Auf diese Weise wird der
Kraftstoff langsam in die Brennkammer eingeführt, um einen
schichtweisen Aufbau eines fetten Gemisches und des Gases
der Abgasrückführung im Bereich des oberen Endes der
Brennkammer zu erzeugen, wobei dieser Aufbau durch die durch
den schraubenförmigen Einlaßkanal strömende Ansaugluft wenig
beeinflußt wird. Dieser schichtweise Aufbau ist insofern
vorteilhaft, als daß er selbst bei einem mageren Kraftstoff-
Luft-Gemisch eine gute Verbrennung bei einer niedrigen
Motorlast bewirkt. Trotzdem neigt bei dieser Ausführungsform
Kraftstoff dazu, sich an der Bodenwand des geraden Einlaß
kanales abzusetzen, da der tatsächliche Durchsatz des Gases
der Abgasrückführung gering ist, wodurch das Beschleu
nigungsansprechverhalten bei einer Änderung der Motorlast
verzögert wird, wenn das Durchflußsteuerventil offen ist.
Hierbei muß nämlich eine erhöhte Kraftstoffmenge von der
Ansaugluft in die Brennkammer eingeführt werden, jedoch
fällt die Geschwindigkeit der Ansaugluft augenblicklich ab
und füllt das Totvolumen auf, wenn das Durchflußsteuerventil
offen ist.
In der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffent
lichung 61-1 26 048 ist eine entsprechende Ausbildung einer
Maschine beschrieben, die mehrere Einlaßventile aufweist,
die in entsprechenden Einlaßkanälen angeordnet sind, sowie
ein Durchflußsteuerventil besitzt. Das zweite Einlaßventil
wird später geöffnet als das erste Einlaßventil. In diesem
Fall sind zwei Druckausgleichsbehälter vorgesehen, wobei der
erste schraubenförmige Einlaßkanal eines jeden Zylinders an
den ersten Druckausgleichsbehälter und der zweite gerade
Einlaßkanal eines jeden Zylinders an den ersten Druckaus
gleichsbehälter angeschlossen ist. Das Durchflußsteuerventil
ist im zweiten Druckausgleichsbehälter angeordnet, um die
zweiten geraden Einlaßkanäle sämtlicher Zylinder zusammen
zuschließen, und ein Totvolumen wird auf der abstromseitigen
Seite des Durchflußsteuerventils gebildet, wie dies bei der
vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Fall ist. Es
ist ferner eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung im zweiten
geraden Einlaßkanal vorgesehen, und ein Abgasrückführungs
kanal ist an den zweiten Druckausgleichsbehälter ange
schlossen. Ein Leckkanal ist im zweiten Druckausgleichs
behälter vorgesehen und umgeht das Durchflußsteuerventil,
damit eine geringe Menge an Ansaugluft selbst dann normal
einströmen kann, wenn das Durchflußsteuerventil geschlossen
ist. Diese geringe Menge an Ansaugluft führt zusätzlich zum
Gas der Abgasrückführung Kraftstoff vom Totvolumen in die
Brennkammer ein und erzeugt dabei einen Schichtaufbau eines
fetten Gemisches im Bereich des oberen Endes der Brenn
kammer, wenn das Durchflußsteuerventil geschlossen ist, wie
dies bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der
Fall ist. Trotzdem tritt auch bei diesem Fall ein ähnliches
Problem eines verzögerten Beschleunigungsansprechverhaltens
auf.
In der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffent
lichung 61-1 10 837 ist eine Brennkraftmaschine mit mehreren
Einlaßventilen beschrieben, die in entsprechenden Einlaß
kanälen angeordnet sind. Ein Durchflußsteuerventil befindet
sich im zweiten Einlaßkanal, und eine Kraftstoffeinspritz
vorrichtung ist im ersten, normalerweise offenen Eingangs
kanal angeordnet. In diesem Fall wird die Abstimmung des
ersten und zweiten Einlaßventiles variiert, d.h. das erste
Einlaßventil wird vor dem zweiten Einlaßventil geschlossen,
so daß das Kompressionsverhältnis durch das früher
schließende erste Einlaßventil erhöht wird, wenn das Durch
flußsteuerventil bei niedriger Motorlast geschlossen ist.
Durch das später schließende zweite Einlaßventil wird das
Kompressionsverhältnis erniedrigt, jedoch der Trägheits
aufladungseffekt erhöht, wenn das Durchflußsteuerventil bei
hoher Motorlast offen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraft
maschine mit mehreren Einlaßventilen zu schaffen, bei der
Kraftstoff problemlos in die Brennkraftmaschine eingeführt
und das Gas einer Abgasrückführung so zugeführt wird, daß es
im Bereich des oberen Endes einer Brennkammer angesammelt
wird, um auf diese Weise die schädlichen Bestandteile im
Abgas herabzusetzen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraft
maschine gelöst, die die folgenden Bestandteile umfaßt:
Einen Zylinderblock und einen daran befestigten Zylinder
kopf, so daß Zylinder ausgebildet werden, einen in jeden
Zylinder eingesetzten Kolben zur Ausbildung einer darüber
befindlichen Brennkammer, eine erste und zweite Einlaß
kanaleinrichtung für jeden Zylinder in Verbindung mit der
Brennkammer, wobei die erste Einlaßkanaleinrichtung so
angeordnet ist, daß eine Verwirbelung durch die in die
Brennkammer durch die erste Einlaßkanaleinrichtung einge
führte Ansaugluft erzeugt werden kann, ein erstes und
zweites Einlaßventil, die in der ersten und zweiten
Einlaßkanaleinrichtung angeordnet sind und synchron zur
Drehung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine wirken, eine
Auslaßkanaleinrichtung, die mit der Brennkammer in Verbin
dung steht und in der ein Auslaßventil angeordnet ist, eine
Kraftstoffzuführeinrichtung zum Einführen von Kraftstoff in
die erste Einlaßkanaleinrichtung, ein in der zweiten Ein
laßkanaleinrichtung aufstromseitig des zweiten Einlaßven
tiles angeordnetes Durchflußsteuerventil, das in Abhängig
keit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine
funktioniert, und eine Abgasrückführeinrichtung, die einen
Abgasrückführkanal und ein darin angeordnetes Abgasrück
führsteuerventil aufweist, wobei der Abgasrückführkanal
einen Einlaß an der Auslaßkanaleinrichtung und einen Auslaß
an der zweiten Einlaßkanaleinrichtung zwischen dem zweiten
Einlaßventil und dem Durchflußsteuerventil besitzt.
Vorzugsweise sind die Öffnungszeiten des ersten und zweiten
Einlaßventiles derart zur Drehung der Kurbelwelle der Brenn
kraftmaschine synchronisiert, daß das zweite Einlaßventil
nach dem Öffnen des ersten Einlaßventiles öffnet.
Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den
Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei
spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Abschnitt
einer Brennkraftmaschine einer ersten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ein Diagramm, das die Funktionsweise
der Einlaßventile der Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine schematische Ansicht eines Ab
schnittes einer Brennkraftmaschine
einer zweiten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Ab
schnittes einer Brennkraftmaschine
einer dritten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 5 einen Schnitt durch die Brennkraft
maschine der Fig. 4 entlang Linie
V-V in Fig. 4;
Fig. 6 einen Schnitt durch die Brennkraft
maschine der Fig. 4 entlang Linie
VI-VI in Fig. 4;
Fig. 7 einen Schnitt durch die Brennkraft
maschine der Fig. 4 entlang Linie
VII-VII in Fig. 4;
Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Ab
schnittes einer Brennkraftmaschine
einer vierten Ausführungsform der Er
findung;
Fig. 9 ein Diagramm, das die Funktionsweise
der Einlaßventile in Verbindung mit
der Kraftstoffeinspritzzeit bei der
Ausführungsform der Fig. 8 zeigt;
Fig. 10 einen Bereich zum Öffnen des Durch
flußsteuerventils und zum Zuführen
des Gases der Abgasrückführung;
Fig. 11 eine Ansicht eines modifizierten Aus
führungsbeispiels der Fig. 10;
Fig. 12 in schematischer Weise einen Ver
brennungsvorgang, wenn das Gas der
Abgasrückführung dem gleichmäßig ver
teilten Gemisch zugeführt wird;
Fig. 13 eine schematische Ansicht des Ver
brennungsvorganges, wenn das Gas der
Abgasrückführung dem geschichteten
Gemisch zugeführt wird; und
Fig. 14 ein Diagramm der in Abhängigkeit vom
jeweiligen Luft-Kraftstoff-Verhältnis
erzeugten Stickoxide.
Wie man Fig. 1 entnehmen kann, umfaßt eine Brennkraftma
schine einen Zylinderblock (nicht gezeigt) und einen daran
befestigten Zylinderkopf 10, so daß eine Vielzahl von Zylin
dern gebildet wird. Ein Kolben (nicht gezeigt) ist in jedem
Zylinder hin- und herbeweglich, wobei eine Brennkammer 12
über dem Kolben ausgebildet ist. Es versteht sich, daß Fig.
1 nur einen Zylinder des Zylinderkopfes 10 zeigt, um die
Brennkammer 12 im Detail zu verdeutlichen.
Im Zylinderkopf 10 sind ein erster Einlaßkanal 14 und ein
zweiter Einlaßkanal 16 vorgesehen, die mit der Brennkammer
12 in Verbindung stehen. Ein Auslaßkanal 18 ist ebenfalls im
Zylinderkopf 10 angeordnet und steht mit der Brennkammer 12
in Verbindung. Der erste Einlaßkanal 14 ist schraubenförmig
ausgebildet, so daß in der Brennkammer 12 von der durch den
ersten Einlaßkanal 14 strömenden Ansaugluft eine Verwirbe
lung um die Achse des Zylinders erzeugt werden kann. Der
zweite Einlaßkanal 16 ist gerade geformt, und in ihn kann
eine große Menge Ansaugluft mit einem geringen Strömungs
widerstand angesaugt werden. Ein erstes und zweites Einlaß
ventil 20 und 22 sowie ein Auslaßventil 24 sind im ersten
und zweiten Einlaßkanal 14 und 16 und im Auslaßkanal be
nachbart zur Brennkammer 12 angeordnet. Dieses erste und
zweite Einlaßventil 20 und 22 sowie Auslaßventil 24 werden
in bekannter Weise durch Nocken angetrieben, die mit der
Brennkraftmaschine in Verbindung stehen und synchron zur
Drehung der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine arbeiten.
Eine Zündkerze 26 befindet sich in jeder Brennkammer 12, und
eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 28 ist im ersten Ein
laßkanal 14 angeordnet.
Der erste und zweite Einlaßkanal 14 und 16 sind über eine
Trennwand 30 von einem gemeinsamen Einlaßkanal 17 abge
zweigt. Die Trennwand 30 erstreckt sich von einem Verzwei
gungsende aufstromseitig des ersten und zweiten Einlaßven
tiles 20 und 22 bis zu einem mittleren Bereich des Zylin
derkopfes 10. Der gemeinsame Einlaßkanal 17 ist groß aus
gebildet und besitzt somit einen geringen Strömungswider
stand, so daß auf diese Weise eine große Menge Ansaugluft bei
hoher Motorlast durch den Ansaugkanal strömen kann.
Ein Durchflußsteuerventil 32 ist im zweiten Einlaßkanal 16
an einer Stelle in der Nähe des aufstromseitigen Endes der
Trennwand 30 angeordnet. Das Durchflußsteuerventil 32 ist an
eine Betätigungseinrichtung (nicht gezeigt) angeschlossen
und funktioniert in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen
der Brennkraftmaschine. Es ist normalerweise geschlossen,
wenn die Motorlast niedrig ist, und geöffnet, wenn die Motor
last hoch ist. Alternativ dazu kann das Durchflußsteuerven
til 32 beispielsweise geschlossen sein, wenn die Drehzahl N
der Brennkraftmaschine geringer ist als ein vorgegebener
Wert N 1, wie im Bereich S in Fig. 10 gezeigt, und geöffnet
sein, wenn die Drehzahl N der Brennkraftmaschine größer ist
als der Wert N 1, wie im Bereich T in Fig. 10 gezeigt ist.
Mit WOT ist ein Bereich voller Motorlast dargestellt, in
welchem die Drosselklappe vollständig geöffnet ist. Anderer
seits ist das Durchflußsteuerventil 32 geschlossen, wenn die
Drehzahl N der Brennkraftmaschine geringer ist als ein vor
gegebener Wert N 1 und die Motorlast geringer als ein vorge
gebener Wert TA 1, wie in Fig. 11 gezeigt. Daher wird An
saugluft in die Brennkammer 12 nur über den ersten Einlaß
kanal 14 eingeführt, wenn das Durchflußsteuerventil 32 bei
niedriger Motorlast geschlosen ist, und es wird in der
Brennkammer 12 eine starke Verwirbelung erzeugt, um die
Verbrennung zu verbessern. Wenn das Durchflußsteuerventil 32
bei hoher Motorlast offen ist, wird eine große Menge Ansaug
luft in die Brennkammer 12 sowohl durch den ersten als auch
durch den zweiten Einlaßkanal 14, 16 eingeführt, um eine
hohe Motorleistung zu erzielen.
Ferner ist ein Abgasrückführkanal 34 vorgesehen, der einen
Gaseinlaß am Auslaßkanal 18 und einen Gasauslaß 42 am
zweiten Einlaßkanal 16 zwischen dem zweiten Einlaßventil 22
und dem Durchflußsteuerventil 32 aufweist. Vorzugsweise ist
der Abgasrückführkanal 34 an einen Auslaßkrümmer (in Fig. 1
nicht gezeigt) angeschlossen. Ein Abgasrückführsteuerventil
38 ist im Abgasrückführkanal 34 angeordnet und an eine
unterdruckbetätigte Betätigungseinheit 36 angeschlossen, so
daß eine genaue Steuerung des Durchsatzes des Gases der Ab
gasrückführung in Abhängigkeit von der Last und Drehzahl der
Brennkraftmaschine möglich ist. Das Abgasrückführsteuer
ventil 36 schließt den Abgasrückführkanal 34, wenn das
Durchflußsteuerventil 32 geschlossen ist.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform besitzt der
Abgasrückführkanal 34 einen gemeinsamen Zuführkanal 40 auf
der abstromseitigen Seite des Abgasrückführsteuerventils 38.
Dieser gemeinsame Zuführkanal 40 erstreckt sich über die
zweiten Einlaßkanäle 16 sämtlicher Zylinder und ist mit Gas
auslässen 42 an den zweiten Einlaßkanälen 16 versehen. Jeder
dieser Gasauslässe 42 mündet in den zweiten Einlaßkanal 16
an einer Stelle zwischen dem zweiten Einlaßventil 22 und dem
Durchflußsteuerventil 32, und das Gas der Abgasrückführung
wird in ein Totvolumen auf der abstromseitigen Seite des
Durchflußsteuerventils 32 eingeführt, wenn das Durchfluß
steuerventil 32 geschlossen ist. Dieses Totvolumen ist
relativ schmal, so daß die in diesem eingeschlossenen Tot
volumen befindliche Menge des Gases der Abgasrückführung
gering ist. Wenn daher das Durchflußsteuerventil 32 in
Abhängigkeit von einer Beschleunigung der Brennkraftmaschine
geöffnet wird, kann Ansaugluft rasch das verbleibende Gas
der Abgasrückführung in diesem Totvolumen verdrängen und
somit das Beschleunigungsansprechverhalten ohne Beeinflus
sung durch das verbleibende Gas der Abgasrückführung ver
bessern. Der Querschnittsbereich des gemeinsamen Zuführka
nales 40 ist gering, um das in diesem Kanalabschnitt ver
bleibende Gas der Abgasrückführung minimal zu halten und
somit irgendeine Beeinflussung durch das verbleibende Gas
der Abgasrückführung zu vermeiden. Er ist jedoch groß genug,
um einen erforderlichen maximalen Durchsatz des Gases der
Abgasrückführung zu ermöglichen, wenn das Abgasrückführ
steuerventil 38 offen und das Durchflußsteuerventil 32
geschlossen ist.
Wenn bei dieser Ausführungsform die Motorlast gering ist,
ist das Durchflußsteuerventil 32 geschlossen und das Ab
gasrückführsteuerventil 38 im gesteuerten Maße geöffnet, so
daß Ansaugluft in die Brennkammer 12 eingeführt wird, wenn
das erste Einlaßventil 20 offen ist, und eine Verwirbelung
in der Brennkammer 12 erzeugt. Durch die Kraftstoffein
spritzvorrichtung 28 wird Kraftstoff eingespritzt und von
der in den ersten Einlaßkanal 14 strömenden Ansaugluft in
die Brennkammer 12 getragen. Andererseits strömt nur sehr
wenig Ansaugluft durch den zweiten Einlaßkanal 16, da das
Durchflußsteuerventil 32 geschlossen ist, und somit dringt
das Gas der Abgasrückführung in das umschlossene Totvolumen
im zweiten Einlaßkanal 16 ein und strömt dann langsam in die
Brennkammer 12, wenn das zweite Einlaßventil 22 offen ist.
Dieses Gas der Abgasrückführung wird in das in der Brennkam
mer 12 verwirbelte Gemisch nicht stark diffundiert und
strömt nach oben, um sich am oberen Bereich in der Brenn
kammer 12 anzusammeln. Daher wird das Gas der Abgasrück
führung schichtweise im oberen Bereich der Brennkammer 12
angeordnet. Die Schichtenbildung des Gases der Abgasrück
führung wird weiter vervollständigt durch die zeitliche
Abstimmung des Ventilhubes des ersten und zweiten Einlaß
ventiles 20 und 22, die nachfolgend beschrieben wird.
Gemäß Fig. 2 zeigt die Kurve A den Ventilhub des ersten
Einlaßventiles 20, das im ersten schraubenförmigen Einlaß
ventil 14 angeordnet ist, in Abhängigkeit von den Kurbel
winkeln (CA) der Brennkraftmaschine, während Kurve B den
Ventilhub des zweiten Einlaßventiles 22, das sich im zweiten
geraden Einlaßkanal 16 befindet, zeigt. Das erste Einlaß
ventil 20 öffnet sich an einem Punkt P geringfügig vor dem
oberen Totpunkt (TTC) des Saughubes und schließt sich an
einem Punkt R geringfügig nach dem unteren Totpunkt (BDC).
Das erste Einlaßventil 20 ist beispielsweise über eine
Drehung der Kurbelwelle von 120° geöffnet. Demgegenüber
öffnet sich das zweite Einlaßventil 22 an einem Punkt Q
später als der Öffnungspunkt P des ersten Einlaßventils 20
und schließt sich am Punkt R.
Daher wird in einem Betriebszustand der Brennkraftmaschine,
bei dem das Abgasrückführsteuerventil 38 geöffnet ist, das
erste Einlaßventil 20 zuerst geöffnet, um mit dem Ansaugen
von Luft in die Brennkammer 12 zu beginnen. Danach wird das
zweite Einlaßventil 22 geöffnet, um mit dem Ansaugen des
Gases der Abgasrückführung in die Brennkammer 12 zu begin
nen. Auf diese Weise wird die Ansaugluft verwirbelt und in
die Brennkammer 12 in Richtung auf deren Boden (gegen das
obere Ende des Kolbens) eingeführt, wonach eine Beschickung
mit dem Gas der Abgasrückführung folgt, das im oberen Be
reich der Brennkammer 12, in dem die Zündkerze 26 angeordnet
ist, verbleibt. Daher ordnet sich das Gas der Abgasrück
führung schichtweise an und sammelt sich im oberen Bereich
der Brennkammer 12. Diese Verteilung wird durch die Verwir
belung der Ansaugluft bis zum Kompressionshub der Brenn
kraftmaschine aufrechterhalten. Daher wird die Reinigung des
Abgases verbessert, da das Gas der Abgasrückführung dem
oberen Bereich der Brennkammer 12 in der Mähe der Zündkerze
26 zugeführt und dort konzentriert wird. In diesem Bereich
ist die Verbrennungstemperatur hoch, und es wird normaler
weise eine große Menge an Stickoxiden (NO x ) erzeugt. Ferner
wird das Gas der Abgasrückführung im unteren Bereich der
Brennkammer 12 in der Nähe des Kolbens verdünnt, so daß es
möglich ist, vom Abgas erzeugte Fehlzündungen minimal zu
halten und ein mageres Luft-Kraftstoff-Verhältnis auszu
wählen. Dies führt dazu, daß sowohl die Reinigung des Ab
gases verbessert als auch der Kraftstoffverbrauch verringert
wird.
Da ferner die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 28 im ersten
Einlaßkanal 14 angeordnet ist, durch den das Gas der Abgas
rückführung nicht strömt, kann der Kraftstoff glatt in die
Brennkammer 12 einströmen und wird durch keinerlei Uneben
heiten, wie beispielsweise einen Gasauslaß 42 des Gases der
Abgasrückführung, störend beeinflußt. Ferner trifft das Gas
der Abgasrückführung nicht auf die Kraftstoffeinspritzvor
richtung 28 auf, so daß daher Partikel des Abgases nicht an
der Kraftstoffvorrichtung 28 haften bleiben. Da des weiteren
das Abgas nicht durch Atomisierung oder Verdampfung des in
die angesaugte Luft eingespritzten Kraftstoffes diffundiert
wird, kann eine Schichtbildung und Sammlung des Abgases im
oberen Bereich der Brennkammer 12 in einfacher Weise erfol
gen.
In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dargestellt. Gleiche Teile dieser Ausführungsform
sind in den Figuren mit gleichen Bezugsziffern versehen,
wobei auf eine nochmalige Erläuterung dieser Teile ver
zichtet wird. Bei dieser Ausführungsform wird eine Vielzahl
von Abgasrückführungszweigkanälen 44 durch relativ enge Rohre
gebildet, die sich vom gemeinsamen Zuführkanal 40 aus zu dem
entsprechenden zweiten Einlaßkanal 16 sämtlicher Zylinder
erstrecken. Jeder Abgasrückführungszweigkanal 44 ist mit
einem Gasauslaß 42 am zweiten Einlaßkanal 16 an einer Stelle
zwischen dem zweiten Einlaßventil 22 und dem Durchfluß
steuerventil 32 versehen. Das Volumen des Abgasrückführka
nales abstromseitig des Durchflußsteuerventils 32 wird daher
verengt, um auf diese Weise das Ansprechverhalten des Ab
gasdurchsatzes bei einer Beschleunigung und Verzögerung der
Brennkraftmaschine zu verbessern.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform tritt
ferner eine gegenseitige Beeinflussung der Ansaugluft
zwischen den Zylindern über den Abgasrückführkanal auf, wenn
das Durchflußsteuerventil 32 offen ist, d.h. die Ansaugluft
strömung in einem der zweiten Einlaßkanäle 16 wird durch den
pulsierenden Ansaugluftstrom in einem anderen zweiten Ein
laßkanal 16 beeinflußt, da die Gasauslässe 42 sämtlicher
Zylinder normalerweise offen sind und somit die zweiten Ein
laßkanäle 16 von allen Zylindern über den gemeinsamen Zu
führkanal 40 miteinander in Verbindung stehen. Die engen
Zweigabgasrückführkanäle 44 in Fig. 3 setzen diese gegen
seitige Beeinflussung der Ansaugluftströme herab, und eine
derartige Beeinflussung der pulsierenden Ansaugluftströme
kann durch Vergleichmäßigung der Längen der engen Abgasrück
führzweigkanäle 44 ausgeglichen werden. Wenn die Entfernung
zwischen dem Druckausgleichsbehälter 46 und den Gasausläs
sen 42 gleich ist, kann das Volumen des Zuführkanales 40 als
zusätzlicher Behälter angesehen werden, wenn das Abgasrück
führventil 38 geschlossen ist, so daß ein variables Ansaug
system geschaffen wird, bei dem die wirksame Länge der An
saugrohre verändert wird, um den volumetrischen Wirkungs
grad unter hoher Motorlast zu verbessern, wenn das Durch
flußsteuerventil 32 offen ist.
Die Fig. 4 bis 7 zeigen eine dritte Ausführungsform der
Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind ferner ein erster
und zweiter Einlaßkanal 14 und 16, die von einem gemeinsamen
Einlaßkanal 17 abzweigen, im Zylinderkopf 10 angeordnet, und
eine erste Trennwand 30 erstreckt sich zwischen der ersten
und zweiten Einlaßöffnung 14 und 16, um diese Kanäle auf
stromseitig der Ansaugluftströmung zu verzweigen. Ein Gas
auslaß 42 des Abgasrückführkanales 40 befindet sich im
zweiten Einlaßkanal 16.
Eine zweite Trennwand 50 ist im ersten Einlaßkanal 14 vor
gesehen und erstreckt sich in diesem entlang dessen Mittel
achse, wobei der erste Einlaßkanal 14 in einen dritten und
vierten Untereinlaßkanal 52 und 54 aufgeteilt wird. Das
aufstromseitige Ende der zweiten Trennwand 50 liegt auf
stromseitig des aufstromseitigen Endes der ersten Trennwand
30 und endet an einer Stelle in der Nähe der Ventilschaft
führung des ersten Einlaßventiles 20, so daß der vierte
Einlaßunterkanal 54 in den gedrehten Endabschnitt des
dritten Untereinlaßkanales 52 übergehen kann. Auf diese
Weise werden der dritte und vierte Einlaßunterkanal 52 und
54 mit Hilfe des ersten Einlaßventiles 20 gesteuert, wie in
Fig. 7 gezeigt. Die zweite Trennwand 50 erstreckt sich von
der oberen Wand des ersten Einlaßkanales 14 bis zu einer
Stelle über einer Bodenwand desselben, wie die Fig. 5 und
6 zeigen, um eine Verbindung zwischen dem dritten und
vierten Einlaßunterkanal 52 und 54 am Bodenabschnitt des
ersten Einlaßkanales 14 zu ermöglichen.
Das Durchflußsteuerventil 32 ist im zweiten Einlaßkanal 16
in der Nähe des aufstromseitigen Endes der ersten Trennwand
30 derart angeordnet, daß das Durchflußsteuerventil 32
gleichzeitig den zweiten Einlaßkanal 16 und den vierten Ein
laßunterkanal 54 schließen oder öffnen kann.
Bei dieser dritten Ausführungsform können der Durchfluß des
rückgeführten Abgases, der Ansaugluft und des Kraftstoffes
in der gleichen Weise wie bei den vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen gesteuert werden. Bei der dritten Aus
führungsform wird jedoch die Strömung der Ansaugluft inso
fern weiterverbessert, als daß sich der dritte Einlaßunter
kanal 52 um die Ventilschaftführung des ersten Einlaßven
tils 20 dreht, so daß auf diese Weise eine stärkere Ver
wirbelung in der Brennkammer 12 erzeugt wird, wenn das
Durchflußsteuerventil 32 den zweiten Einlaßkanal 16
schließt. Des weiteren werden der dritte und vierte Einlaß
unterkanal zusammen mit dem zweiten Einlaßkanal 16 über das
Durchflußsteuerventil 32 geöffnet, wodurch eine größere
Menge an Ansaugluft in die Brennkraftmaschine eingeführt
werden kann, wenn die Motorlast hoch ist, um auf diese Weise
eine hohe Motorleistung zu erzeilen.
Fig. 8 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung. Bei
dieser Ausführungsform sind ein erster schraubenförmiger
Ansaugkanal 14 und ein zweiter gerader Ansaugkanal 16 unab
hängig voneinander im Zylinderkopf 10 angeordnet, wobei
diese Kanäle jedoch nicht von einem gemeinsamen Einlaßkanal
17 abzweigen, wie bei den vorher beschriebenen Ausführungs
formen. Statt dessen sind ein erster und zweiter Druckaus
gleichsbehälter 64 und 66 mit einer dazwischen angeordneten
Trennwand 62 vorgesehen. Der erste Druckausgleichsbehälter
64 besitzt einen ersten Satz von Ansaugzweigrohren 64 a, die
mit den ersten Einlaßkanälen 14 in Verbindung stehen,
während der zweite Druckausgleichsbehälter 66 einen zweiten
Satz von Ansaugzweigrohren 66 a aufweist, die an die zweiten
Einlaßkanäle 16 angeschlossen sind.
Der erste und zweite Druckausgleichsbehälter 64 und 66 gehen
an ihrem aufstromseitigen Ende in ein gemeinsames Ansaugrohr
68 über. Eine mechanisch mit einem Gaspedal (nicht gezeigt)
verbundene Drosselklappe 70 ist im gemeinsamen Ansaugrohr 68
angeordnet. Das Durchflußsteuerventil 74 befindet sich im
zweiten Druckausgleichsbehälter 66, vorzugsweise in einem
Öffnungsbereich 72, der in der Trennwand 62 an einem Endab
schnitt der Druckausgleichsbehälter 64 und 66 in der Nähe
der Drosselklappe 70 vorgesehen ist. Ähnlich wie das Durch
flußsteuerventil 32 bei den vorhergehenden Ausführungsformen
kann das Durchflußsteuerventil 74 an eine Betätigungsein
richtung angeschlossen sein und in Abhängigkeit von den Be
triebsbedingungen der Brennkraftmaschine betätigt werden.
Typischerweise ist das Durchflußsteuerventil 74 geschlos
sen, wenn die Motorlast niedrig ist, und geöffnet, wenn die
Motorlast hoch ist. Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 28
ist im ersten Einlaßkanal 14 vorgesehen, der an den ersten
normalerweise offenen Druckausgleichsbehälter 64 ange
schlossen ist. Ein Abgasrückführkanal 34 mit einem Abgas
rückführsteuerventil erstreckt sich von einem Auslaßkrümmer
60 bis zum zweiten Druckausgleichsbehälter 66 an einer
Stelle abstromseitig des Durchflußsteuerventils 74. Daher
ist der Gasauslaß 72 des Abgasrückführkanales 34 zwischen
dem Durchflußsteuerventil 74 und dem zweiten Einlaßventil 22
angeordnet.
Fig. 9 gibt den Ventilhub des ersten Einlaßventils 20
(Kurve A) und des zweiten Einlaßventils 22 (Kurve B) wieder.
Entsprechend Fig. 2 öffnet das zweite Einlaßventil 22
später als das erste Einlaßventil 20. In Fig. 9 zeigt eine
Linie C die Kraftstoffeinspritzzeit, wobei die Kraftstoff
einspritzung geringfügig vor dem Öffnen des ersten Einlaß
ventils 20 begonnen wird, die tatsächliche Einführung von
Kraftstoff in die Brennkammer 12 jedoch verzögert wird, wie
durch die Linie C gezeigt wird, was auf den Unterschied der
Trägheitsauswirkungen bei der Ansaugluft und dem Kraftstoff
zurückzuführen ist. Hierbei strömt Ansaugluft unmittelbar
hinter dem ersten Einlaßventil 20 in die Brennkammer 12,
wenn das erste Einlaßventil 20 geöffnet ist, und Kraftstoff
wird von dem nachfolgenden Ansaugluftstrom eingeführt.
Natürlich ändert sich die Kraftstoffeinspritzzeit in Abhän
gigkeit von der erforderlichen Kraftstoffmenge, die bei nie
driger Motorlast gering und bei hoher Motorlast hoch ist.
Die in Fig. 9 gezeigte Kraftstoffeinspritzzeit ist ledig
lich ein Beispiel und zeigt eine solche bei niedriger Motor
last. Bei hoher Motorlast ist es somit erforderlich, mit der
Kraftstoffeinspritzung zu einer früheren Zeit zu beginnen
und die Öffnungsdauer der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 28
zu verlängern. In diesem Fall reicht die einströmende
Ansaugluft aus, um die erforderliche Kraftstoffmenge einzu
führen, da die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 28 in dem
normalerweise offenen ersten Einlaßkanal 17 angeordnet ist.
Somit wird im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Kraftstoff
einspritzvorrichtung 28 im verschließbaren zweiten Einlaß
kanal 16 angeordnet ist, das Beschleunigungsansprechverhal
ten nicht beeinflußt. Auch ist die durch die Linie C wieder
gegebene Kraftstoffeinspritzzeit derart, daß die Kraftstoff
einführung in die Brennkammer 12 während einer späteren
Periode im Ansaughub des Motors bewirkt wird, so daß der
Kraftstoff im oberen Bereich der Brennkammer 12 verbleiben
und sich dort schichtweise aufbauen kann. Diese Art der
Kraftstoffeinspritzung kann jedoch variiert werden, wenn
kein schichtweiser Aufbau an Kraftstoff erforderlich ist.
Die Linie D zeigt beispielsweise, daß die Kraftstoffein
spritzzeit früher als die der Linie C liegt, so daß der
eingespritzte Kraftstoff mit Ansaugluft im ersten Einlaß
kanal 14 vorgemischt wird, bevor das erste Einlaßventil 20
offnet, so daß der Kraftstoff gleichmäßig in der Brennkam
mer 12 verteilt wird. Obwohl bei der vorstehenden Be
schreibung davon ausgegangen wurde, daß der Kraftstoff in
jeden der ersten Einlaßkanäle 14 beim Ansaughub synchron zur
Drehung der Kurbelwelle des Motors eingespritzt wird, ist es
auch möglich, Kraftstoff in alle ersten Einlaßkanäle 14
gleichzeitig einzuspritzen oder eine einzige Einspritzvor
richtung oder einen einzigen Vergaser zu verwenden.
Fig. 12 zeigt in schematischer Weise den Ablauf einer
Verbrennung, wenn das rückgeführte Abgas als gleichmäßig
verteiltes Gemisch (hergestellt durch die Kraftstoffein
spritzung gemäß Linie D in Fig. 9) zugeführt wird und das
Durchflußsteuerventil 74 geschlossen sowie das erste
Einlaßventil 20 zuerst offen ist, um mit dem Ansaugen von
Luft in die Brennkammer 12 zu beginnen. Danach wird das
zweite Einlaßventil 22 geöffnet, um mit dem Ansaugen des
rückgeführten Abgases in die Brennkammer 12 zu beginnen und
einen Schichtaufbau des rückgeführten Abgases im oberen Be
reich der Brennkammer 12 in der Nähe der Zündkerze 26 zu
erreichen. In diesem Fall ist das Durchflußsteuerventil 74
geschlossen, so daß die Ansaugluft im wesentlichen nicht
durch den zweiten Druckausgleichsbehälter 66 und jeden
zweiten Einlaßkanal 16 strömt. Daher wird der Durchsatz des
rückgeführten Abgases vom Abgasrückführsteuerventil 38 so
gesteuert, daß das rückgeführte Abgas durch den zweiten
Druckausgleichsbehälter 66 und jeden zweiten Einlaßkanal 16
langsam in die Brennkammer 12 strömt.
Die von der durch den ersten Einlaßkanal 14 eingeführten
Ansaugluft erzeugte Verwirbelung wird durch den Strom vom
zweiten Einlaßkanal 16 beeinflußt und kann vermindert wer
den, wenn der Zustrom vom zweiten Einlaßkanal 16 stark ist.
Trotzdem kann die Verwirbelung aufrechterhalten werden,
während das Durchflußsteuerventil 74 den zweiten Druck
ausgleichsbehälter 66 gemäß der Erfindung im wesentlichen
schließt, wodurch nicht nur die Verbrennung verbessert wird,
sondern auch der Schichtaufbau des rückgeführten Abgases im
oberen Bereich der Brennkammer 12 aufrechterhalten wird.
Auch bei dieser Ausführungsform wird ein veränderliches
Einlaßsystem geschaffen, bei dem die wirksame Länge des
Ansaugrohres verändert wird, wenn das Durchflußsteuerventil
32 offen ist. Dadurch kann der volumetrische Wirkungsgrad
bei hoher Motorlast verbessert werden.
Die Verbrennungstemperatur wird im oberen Bereich der
Brennkammer 12 in der Nähe der Zündkerze 26 höher, und die
Verbrennung setzt sich von hier in den unteren Bereich der
Brennkammer 12 in der Nähe des oberen Kolbenendes fort. Wenn
sich die Verbrennung in Richtung auf den unteren Bereich der
Brennkammer 12 fortpflanzt, kann die Möglichkeit einer
Unterbrechung der Verbrennung oder einer unvollständigen
Verbrennung auftreten. Daher wird durch den Schichtaufbau
des rückgeführten Abgases im oberen Bereich der Brennkammer
12, wo die Temperatur normalerweise höher ist, die maximale
Verbrennungstemperatur eingeschränkt, um auf diese Weise den
Ausstoß von Stickoxiden (NO x ) herabzusetzen. Das rückge
führte Abgas wird im oberen Bereich der Brennkammer 12 nicht
besonders stark verteilt und stört somit die Verbrennung in
diesem Bereich nicht, wodurch insgesamt eine beständigere
Verbrennung mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis
erzielt wird. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für
einen Magermotor geeignet, um hierbei den Ausstoß von Stick
oxiden (NO x ) herabzusetzen und insgesamt eine beständigere
Verbrennung mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis
sicherzustellen.
Fig. 13 zeigt in schematischer Weise einen Verbrennungs
vorgang, bei dem durch die durch die Linie C in Fig. 9
verdeutlichte Kraftstoffeinspritzung ein schichtweiser
Aufbau des Kraftstoffs sowie ein schichtweiser Aufbau des
rückgeführten Abgases erfolgt. Wenn Kraftstoff zu einem
späten Zeitpunkt des Ansaughubes der Brennkraftmaschine in
die Brennkammer 12 eingeführt wird, bildet sich ein magerer
Gemischanteil MA im unteren Bereich der Brennkammer 12 und
ein fetterer Gemischanteil MF im oberen Bereich der Brenn
kammer 12 in der Nähe der Zündkerze 26 aus. Auch das rück
geführte Abgas wird in den Anteil MF des fetteren Gemisches
im oberen Bereich der Brennkammer 12 in der Nähe der Zünd
kerze 26 eingeführt. Diese Verteilung kann durch die Ver
wirbelung der Ansaugluft aufrechterhalten werden, so daß
insgesamt eine beständige Verbrennung mit einem mageren
Luft-Kraftstoff-Gemisch sichergestellt und der Ausstoß von
Stickoxiden (NO x ) herabgesetzt werden kann.
Fig. 14 zeigt den Ausstoß der Stickoxide (NO x ) relativ zum
Luft-Kraftstoff-Verhältnis, wobei der Stickoxidausstoß bei
einem gleichmäßig verteilten Gemisch (Fig. 12) durch die
durchgezogene Linie wiedergegeben ist und bei einem Luft-
Kraftstoff-Verhältnis von etwa 16 oder 17 sein Maximum hat,
wobei dieses Verhältnis höher liegt als das theoretische
Luft-Kraftstoff-Verhältnis von etwa 14,6. Der Ausstoß der
Stickoxide (NO x ) bei einem Magermotor mit Schichtaufbau
(Fig. 13) ist durch die gestrichelte Linie wiedergegeben
und besitzt bei einem ähnlichen Luft-Kraftstoff-Verhältnis
wie die durchgezogene Linie sein Maximum. Das Maximum der
gestrichelten Linie ist jedoch kleiner als das der durch
gezogenen Linie, wobei jedoch der Änderungswert abfällt,
wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer wird, so daß der
Ausstoßwert der Stickoxide umgedreht werden kann. Dies
basiert auf der Tatsache, daß das Luft-Kraftstoff-Verhält
nis bei einem Magermotor mit Schichtaufbau insgesamt einen
großen (mageren) Wert besitzt, wobei jedoch im oberen
Bereich der Brennkammer 12 ein fetteres Gemisch vorherrscht,
und der Ausstoßwert der Stickoxide in diesem oberen Bereich
der Brennkammer 12 zur Temperatur proportional sein kann.
Daher ist es insgesamt möglich, eine beständige Verbrennung
mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Verhältnis sicherzustellen
und den Ausstoß der Stickoxide herabzusetzen, indem man das
rückgeführte Abgas schichtweise in den fetteren Gemischan
teil MF im oberen Bereich der Brennkammer 12 in der Nähe der
Zündkerze 26 einführt.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Kraftstoffeinspritz
vorrichtung 26 so angeordnet, daß Kraftstoff in die erste
Einlaßkanaleinrichtung (erster Einlaß 14 und/oder erster
Druckausgleichsbehäler 64) eingeführt wird, und der Ab
gasrückführkanal 34 ist so angeordnet, daß sich der Gas
auslaß 42 an der zweiten Einlaßkanaleinrichtung (zweiter
Einlaßkanal 16 und/oder zweiter Druckausgleichsbehälter 66)
befindet, so daß der Kraftstoff über die Ansaugluft, die die
erste Einlaßkanaleinrichtung passiert, in die Brennkammer
eingetragen und das rückgeführte Abgas im zweiten Einlaß
kanal nicht vermischt und auf diese Weise das rückgeführte
Abgas durch Verdampfung des Kraftstoffs nicht gekühlt wird.
Daher strömt eine geringe Menge des rückgeführten Abgases in
die Brennkammer, wird durch die Zentrifugalkraft der Verwir
belung wenig beeinflußt und bleibt im oberen mittleren
Bereich der Brennkammer, so daß ein Schichtaufbau des rück
geführten Abgases ausgebildet wird, der in einer beständigen
Verbrennung und einer Herabsetzung des Ausstoßes der Stick
oxide (NO x ) resultiert. Ferner kann der volumetrische Wir
kungsgrad über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraft
maschine verbessert werden, indem die wirksame Länge des
Ansaugrohres verändert wird, wenn das Durchflußsteuerventil
offen ist.
Erfindungsgemäß wird somit eine Brennkraftmaschine vorge
schlagen, die zwei Einlaßventile aufweist, die in ent
sprechenden Einlaßkanälen eines jeden Zylinders angeordnet
sind. Ein erster Einlaßkanal bewirkt eine Verwirbelung der
Ansaugluft in der Brennkammer, und eine Kraftstoffein
spritzvorrichtung ist in diesem Einlaßkanal angeordnet. Ein
Durchflußsteuerventil befindet sich im zweiten Einlaßkanal,
um diesen zu schließen, wenn die Motorlast niedrig ist. Ein
Abgasrückführkanal weist einen Auslaß im zweiten Einlaßkanal
an einer Stelle zwischen dem zweiten Einlaßkanal und dem
Durchflußsteuerventil auf, so daß auf diese Weise das rück
geführte Abgas einem im zweiten Einlaßkanal zwischen dem
zweiten Einlaßventil und dem Durchflußsteuerventil einge
schlossenen Volumen zugeführt wird und dort verbleibt,
während diese Ventile geschlossen sind. Wenn das zweite
Einlaßventil geöffnet wird, strömt das rückgeführte Abgas
langsam in die Brennkammer und dort in Richtung auf den
oberen Bereich derselben, wo es gesammelt wird, während
Kraftstoff zusammen mit der Ansaugluft durch den ersten
Einlaßkanal glatt in die Brennkammer einströmt.
Claims (9)
1. Brennkraftmaschine mit einem Zylinderblock und einem
daran befestigten Zylinderkopf, darin ausgebildeten
Zylindern und Kolben, die in den Zylindern angeordnet
sind, so daß über den Kolben Brennkammern gebildet wer
den, gekennzeichnet durch:
Eine erste und zweite Einlaßkanaleinrichtung (14, 64; 16, 66) für jeden Zylinder, die mit der Brennkammer (12) in Verbindung steht, wobei die erste Einlaßkanal einrichtung (14, 84) so angeordnet ist, daß von der in die Brennkammer (12) durch die erste Einlaßkanal einrichtung (14, 64) eingeführten Ansaugluft eine Verwirbelung in der Brennkammer (12) erzeugt wird;
ein erstes und zweites Einlaßventil (20, 22), die in der ersten und zweiten Einlaßkanaleinrichtung (14, 64; 16, 86) angeordnet sind und synchron mit der Brenn kraftmaschine arbeiten;
eine Auslaßkanaleinrichtung (18), die mit der Brennkam mer (12) in Verbindung steht und in der ein Auslaßven til (24) angeordnet ist;
eine Kraftstoffzuführeinrichtung zur Einführung von Kraftstoff in die erste Einlaßkanaleinrichtung (14, 64);
ein Durchflußsteuerventil (32), das in der zweiten Ein laßkanaleinrichtung (18, 86) aufstromseitig des zweiten Einlaßventils (20) angeordnet ist und in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine arbeitet; und
eine Abgasrückführeinrichtung einschließlich eines Ab gasrückführkanales (34) und eines darin angeordneten Abgasrückführsteuerventiles (38), wobei der Abgasrück führkanal (34) einen Einlaß an der Auslaßkanalein richtung (18) und einen Auslaß (42) in der zweiten Ein laßkanaleinrichtung (16, 66) an einer Stelle zwischen dem zweiten Einlaßventil (22) und dem Durchflußsteuer ventil (32) aufweist.
Eine erste und zweite Einlaßkanaleinrichtung (14, 64; 16, 66) für jeden Zylinder, die mit der Brennkammer (12) in Verbindung steht, wobei die erste Einlaßkanal einrichtung (14, 84) so angeordnet ist, daß von der in die Brennkammer (12) durch die erste Einlaßkanal einrichtung (14, 64) eingeführten Ansaugluft eine Verwirbelung in der Brennkammer (12) erzeugt wird;
ein erstes und zweites Einlaßventil (20, 22), die in der ersten und zweiten Einlaßkanaleinrichtung (14, 64; 16, 86) angeordnet sind und synchron mit der Brenn kraftmaschine arbeiten;
eine Auslaßkanaleinrichtung (18), die mit der Brennkam mer (12) in Verbindung steht und in der ein Auslaßven til (24) angeordnet ist;
eine Kraftstoffzuführeinrichtung zur Einführung von Kraftstoff in die erste Einlaßkanaleinrichtung (14, 64);
ein Durchflußsteuerventil (32), das in der zweiten Ein laßkanaleinrichtung (18, 86) aufstromseitig des zweiten Einlaßventils (20) angeordnet ist und in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine arbeitet; und
eine Abgasrückführeinrichtung einschließlich eines Ab gasrückführkanales (34) und eines darin angeordneten Abgasrückführsteuerventiles (38), wobei der Abgasrück führkanal (34) einen Einlaß an der Auslaßkanalein richtung (18) und einen Auslaß (42) in der zweiten Ein laßkanaleinrichtung (16, 66) an einer Stelle zwischen dem zweiten Einlaßventil (22) und dem Durchflußsteuer ventil (32) aufweist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste und zweite
Einlaßventil (20, 22) Öffnungszeiten besitzen, die
synchron zur Drehung der Kurbelwelle der Brennkraft
maschine eingestellt sind, wobei das zweite Einlaß
ventil (22) später öffnet als das erste Einlaßventil
(20).
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die erste
und zweite Einlaßkanaleinrichtung (14, 64; 16, 66)
einen ersten und zweiten Einlaßkanal (14, 16) aufwei
sen, die im Zylinderkopf angeordnet sind, daß die
Kraftstoffzuführeinrichtung eine Kraftstoffeinspritz
vorrichtung (28) besitzt, die im ersten Einlaßkanal
(14) angeordnet ist, und daß der Auslaß (42) des Ab
gasrückführkanales (34) und das Durchflußsteuerventil
(32) im zweiten Einlaßkanal (16) angeordnet sind.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Abgasrückführkanal
(34) einen gemeinsamen Zuführkanal (40) aufweist, der
sich über die zweiten Einlaßkanäle (16) von allen Zy
lindern erstreckt und Auslässe an den zweiten Einlaß
kanälen (16) aufweist.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abgasrückführ
kanal eine Vielzahl von Zweigkanälen (44) aufweist,
die zu den zweiten Einlaßkanälen (16) sämtlicher
Zylinder führen.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste und zweite
Einlaßkanaleinrichtung (14, 64; 16, 66) einen ersten
und zweiten Einlaßkanal (14, 16) aufweisen, die im
Zylinderkopf angeordnet sind, daß der Zylinderkopf
des weiteren einen gemeinsamen Einlaßkanal (17) be
sitzt,
von dem der erste und zweite Einlaßkanal (14, 16) abgezweigt sind, eine erste Trennwand (30), die sich zwischen dem ersten und zweiten Einlaßkanal (14, 16) er streckt und eine Verzweigung an einem aufstromseiti gen Punkt des Ansaugrohres besitzt, und eine zweite Trennwand (5), die sich in dem ersten Einlaßkanal (14) entlang der Mittelachse desselben erstreckt und den ersten Einlaßkanal (14) in einen dritten und vierten Einlaßunterkanal (52, 54) unterteilt sowie ein aufstromseitiges Ende besitzt, das auf stromseitig vom aufstromseitigen Ende der ersten Trennwand (30) angeordnet ist, wobei das Durch flußsteuerventil (32) im zweiten Einlaßkanal (16) am aufstromseitigen Ende der ersten Trennwand (30) angeordnet ist, so daß das Durchflußsteuerven til (32) gleichzeitig den zweiten Einlaßkanal (16) und einen des dritten und vierten Einlaßunterkanals (52, 54) öffnen oder schließen kann.
von dem der erste und zweite Einlaßkanal (14, 16) abgezweigt sind, eine erste Trennwand (30), die sich zwischen dem ersten und zweiten Einlaßkanal (14, 16) er streckt und eine Verzweigung an einem aufstromseiti gen Punkt des Ansaugrohres besitzt, und eine zweite Trennwand (5), die sich in dem ersten Einlaßkanal (14) entlang der Mittelachse desselben erstreckt und den ersten Einlaßkanal (14) in einen dritten und vierten Einlaßunterkanal (52, 54) unterteilt sowie ein aufstromseitiges Ende besitzt, das auf stromseitig vom aufstromseitigen Ende der ersten Trennwand (30) angeordnet ist, wobei das Durch flußsteuerventil (32) im zweiten Einlaßkanal (16) am aufstromseitigen Ende der ersten Trennwand (30) angeordnet ist, so daß das Durchflußsteuerven til (32) gleichzeitig den zweiten Einlaßkanal (16) und einen des dritten und vierten Einlaßunterkanals (52, 54) öffnen oder schließen kann.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Trenn
wand (50) eine Verbindung zwischen dem dritten und
vierten Einlaßunterkanal (52, 54) an deren Boden er
möglicht.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste und zweite
Einlaßkanaleinrichtung (14, 64; 16, 66) einen ersten
und zweiten Einlaßkanal (14, 16), die im Zylinderkopf
angeordnet sind, und einen ersten und zweiten Druck
ausgleichsbehälter (64, 66), die voneinander getrennt
sind, umfassen, wobei der erste Einlaßkanal (14) an
den ersten Druckausgleichsbehälter (64) und der zweite
Einlaßkanal (16) an den zweiten Druckausgleichsbe
hälter (66) angeschlossen ist und sich das Durchfluß
steuerventil (32) im zweiten Druckausgleichsbehälter
(66) befindet, so daß das Durchflußsteuerventil die
zweite Einlaßkanaleinrichtung aller Zylinder öffnen
oder schließen kann.
9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Druck
ausgleichsbehälter (66) einen an den ersten Druck
ausgleichsbehälter (64) angeschlossenen Verbindungs
kanal aufweist, in dem das Durchflußsteuerventil (32)
angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8381 | Inventor (new situation) |
Free format text: KAWAI, TAIYO NAKAGAWA, NORIHISA SANO, SHIN-ICHI, SUSONO, SHIZUOKA, JP |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: TIEDTKE, H., DIPL.-ING. BUEHLING, G., DIPL.-CHEM. KINNE, R., DIPL.-ING. GRUPE, P., DIPL.-ING. PELLMANN, H., DIPL.-ING. GRAMS, K., DIPL.-ING., PAT.-ANWAELTE, 8000 MUENCHEN |
|
8363 | Opposition against the patent | ||
8366 | Restricted maintained after opposition proceedings | ||
8305 | Restricted maintenance of patent after opposition | ||
D4 | Patent maintained restricted | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |