DE4230349A1 - Verfahren und vorrichtung zum zufuehren von hilfsluft zu einem kraftstoff-direkteinspritzventil fuer die direkteinspritzung von kraftstoff in die brennkammer - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum zufuehren von hilfsluft zu einem kraftstoff-direkteinspritzventil fuer die direkteinspritzung von kraftstoff in die brennkammerInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Zuführen von Hilfsluft zu einem Kraftstoff-
Direkteinspritzventil beispielsweise eines Kraftfahrzeug
motores, um einen direkt in die Brennkammer des Motors durch
das Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten Kraftstoff in
winzige Teilchen zu zerstäuben.
Ein Kraftstoff-Direkteinspritzventil für die Brennkammer
eines Kraftfahrzeugmotores nach dem Stand der Technik liegt
einer Brennkammer des Motors gegenüber. Der durch das
Kraftstoff-Direkteinspritzventil eingespritzte Kraftstoff
wird mit Hilfsluft vermischt und durch diese zerstäubt und
gelangt in die Brennkammer.
Gemäß dem Stand der Technik wird der Druck für die Zuführung
der Hilfsluft konstant gehalten. Wenn ein Ansaugventil der
Brennkammer geöffnet wird, ist dieser Druck in einem aus
reichenden Maße höher als der Druck in der Brennkammer. Es
wird nämlich eine große Druckdifferenz zwischen dem Hilfs
luftzufuhrdruck und dem Brennkammerdruck gewährleistet. Wenn
sich der Zündzeitpunkt nach dem Schließen des Ansaugventiles
nähert, nimmt diese Druckdifferenz sehr schnell ab und wird
unmittelbar vor dem Ende der Kraftstoffeinspritzung durch
das Kraftstoffeinspritzventil annähernd Null.
Bei dem Stand der Technik steigt nämlich der Brennkammer
druck während der hinteren Periode der Kraftstoffeinsprit
zung des Kraftstoffeinspritzventiles an, so daß die Druck
differenz zwischen dem Brennkammerdruck und dem Hilfsluft
zufuhrdruck abfällt, wodurch der Vernebelungseffekt bzw.
Versprühungseffekt für den Kraftstoff durch die Hilfsluft
beeinträchtigt wird und somit der Verbrennungswirkungsgrad
des Luft-/Kraftstoff-Gemisches in der Brennkammer abnimmt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen
den Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Zuführen von Hilfsluft zu einem Kraft
stoff-Direkteinspritzventil zu schaffen, durch die eine
wirksame Zerstäubung des Kraftstoffes durch die Hilfsluft
für die gesamte Periode der Kraftstoffeinspritzung gewähr
leistet wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch
1 und durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 3 gelöst.
Ein durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfin
dungsgemäße Vorrichtung erreichter Vorteil liegt in der
Erhöhung der Zerstäubungswirkung bzw. Verfeinerungswirkung
für die Teilchengröße des Kraftstoffes und in der Verbesse
rung des Verbrennungswirkungsgrades des Luft-/Kraftstoff-
Gemisches.
Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Zuführen von Hilfsluft zu einem Kraftstoff-Direkteinspritz
ventil für die Direkteinspritzung von Kraftstoff in eine
Brennkammer eines Motors, wobei der Druck in einer Brenn
kammer des Motors erfaßt wird und gemäß dem erfaßten Druck
der Steuerdruck der Hilfsluftzufuhr gesteuert wird, wobei
die Hilfsluft zu dem Kraftstoff zugeführt wird, welcher
direkt in die Brennkammer durch das Kraftstoff-Direktein
spritzventil eingespritzt wird.
Diese Anordnung steuert in veränderlicher Weise den Hilfs
luftzufuhrdruck in Reaktion auf Änderungen des Brennkammer
druckes, so daß die Hilfsluft in stabiler Weise bei einem
geeigneten Druck während der Kraftstoffeinspritzzeitdauer
zugeführt wird.
Die Erfindung kann den Hilfsluftzufuhrdruck um eine gegebene
Druckdifferenz höher als den Brennkammerdruck halten. Die
Erfindung erhöht nämlich den Hilfsluftzufuhrdruck, wenn der
Brennkammerdruck vor der Zündung ansteigt, wodurch eine ge
gebene Druckdifferenz zwischen dem Hilfsluftzufuhrdruck und
dem Brennkammerdruck für die gesamte Zeitdauer der Hilfs
luftzufuhr aufrechterhalten wird.
Die Vorrichtung zum Steuern des Hilfsluftzufuhrdruckes kann
ein Drucksteuerventil umfassen, das in einer Luftleitung an
geordnet ist, die den Hilfslufteinlaß des Kraftstoffein
spritzventiles mit einer Hilfsluftzufuhrquelle verbindet.
Das Drucksteuerventil kann ein Proportionalsteuerungs-So
lenoid-Ventil umfassen. Dieses Ventil wird gemäß einem
Signal von einem Drucksensor gesteuert, der den Brennkammer
druck erfaßt, um in geeigneter Weise den Hilfsluftzufuhr
druck zu steuern.
Das Drucksteuerventil kann einen Druckregler umfassen, der
auf den Brennkammerdruck anspricht. Ein Ventilverschlußteil
des Druckreglers ist derart konstruiert, daß es sich bei
einem Druck öffnet, der gegenüber dem Brennkammerdruck um
einen gegebenen Wert erhöht ist, um zusätzliche Hilfsluft
freizugeben. Als Ergebnis dieser Steuerung wird der Hilfs
luftzufuhrdruck zu dem Ventilverschlußteilöffnungsdruck hin
gesteuert, wodurch die vorgegebene Druckdifferenz zwischen
dem Hilfsluftzufuhrdruck und dem Brennkammerdruck aufrecht
erhalten wird.
Die Drucksteuereinrichtung kann eine an einen Elektromotor
angelegte Steuerspannung umfassen, der eine Luftpumpe an
treibt, die als Hilfsluftzufuhrquelle arbeitet. Durch Steue
rung der angelegten Spannung wird der Ausgangsdruck der
Luftpumpe gesteuert, um in geeigneter Weise den Hilfsluft
zufuhrdruck zu regeln.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Aus
führungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Hilfs
luftzufuhrvorrichtung;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Charakteristika der
Drücke in einer Brennkammer des Motors und der
Drücke der Hilfsluft;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Aus
führungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Hilfs
luftzufuhrvorrichtung; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines dritten Aus
führungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Hilfs
luftzufuhrvorrichtung.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt ein Kraftfahrzeugmotor 1
beispielsweise vier Zylinder 2 (von denen lediglich ein
einziger dargestellt ist), einen Zylinderkopf 3, der auf
jedem Zylinder 2 befestigt ist, einen Kolben 5, der in dem
Zylinder 2 hin- und herbeweglich angeordnet ist und eine
Brennkammer 4 zwischen dem Zylinder 2 und dem Zylinderkopf 3
festliegt, ein Pleuel 7 zum Verbinden des Kolbens 5 mit
einer Kurbelwelle 6, um die Hin- und Herbewegung des Kolbens
5 in eine Drehbewegung der Kurbelwelle 6 umzuwandeln. Der
Zylinderkopf 3 hat ein Ansaugventil 8 und ein Auslaßventil
9.
Die Ansaugseite des Zylinderkopfes 3 ist mit einem Ansaug
trakt bzw. einer Ansaugröhre 10 verbunden. Der Ansaugtrakt
10 umfaßt einen Ansaugkrümmer, einen Luftfilter 11, ein
Luftflußmeßgerät 12, ein Drosselventil 13, usw. Die Auslaß
seite des Zylinderkopfes 3 ist mit einem Auslaßtrakt bzw.
einer Abgasröhre 14 verbunden. Der Auslaßtrakt 14 umfaßt
einen Auspuffkrümmer zum Entladen von Abgas aus der Brenn
kammer 4 nach außen hin, wenn das Auslaßventil 9 geöffnet
ist.
Ein Kraftstofftank 15 ist beispielsweise in einem hinteren
Bereich des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Der Kraftstofftank
15 hat eine Kraftstoffpumpe 16. Die Kraftstoffpumpe 16 führt
Kraftstoff F von dem Kraftstofftank 15 zu einer Zufuhrröhre
17 zu. Der Kraftstoff wird durch ein Kraftstoffeinspritz
ventil 29 in die Brennkammer 4 eingespritzt. Die Zufuhrröhre
17 hat einen Druckregler 18 zum Einstellen des Kraftstoff
druckes in der Zufuhrröhre 17. Der Druckregler 18 ist ein
gangsseitig mit dem Ansaugluftdruck von dem Ansaugtrakt 10
durch eine Steuerdruckleitung 19 beaufschlagt und stellt den
Kraftstoffdruck gemäß dem Ansaugluftdruck ein und führt
überschüssigen Kraftstoff F zu dem Kraftstofftank 15 durch
eine Rückführleitung 20 zu.
Das Direkteinspritzventil 29 für die Kraftstoffdirektein
spritzung in die Brennkammer ist an dem Zylinderkopf 3 ge
genüberliegend der Brennkammer 4 angebracht. Das Kraftstoff
einspritzventil 29 umfaßt ein Solenoid-Betätigungsteil
(nicht dargestellt). Ein Ende des Kraftstoffeinspritzven
tiles 29 bildet eine Einspritzdüse (nicht dargestellt), um
die herum eine zylindrische Umhüllung 30 mit einem Bodenteil
angeordnet ist, um eine Luftkammer (nicht dargestellt) zu
bilden. Die Umhüllung 30 hat eine Lufteinführungsvorrichtung
30A zum Hereinführen von Hilfsluft in die Luftkammer. Die
Lufteinführungsvorrichtung 30A ist mit einer Luftröhre 26
verbunden, die ihrerseits mit der Auslaßseite der Luftpumpe
21 verbunden ist.
Die Luftpumpe 21 dient als Hilfsluftzufuhrquelle und wird
durch die Kurbelwelle 6 über Riemenräder 22, 23 und einen
Riemen 24 angetrieben. Die Luftpumpe 21 saugt Ansaugluft der
Einlaßröhre 10 durch die Luftröhre 25 an und entlädt diese
ausgangsseitig zu einer Luftröhre 26, wodurch die Hilfsluft
zu dem Kraftstoffeinspritzventil 29 zugeführt wird.
Wenn die Einspritzdüse des Kraftstoffeinspritzventiles 29
Kraftstoff in die Brennkammer 4 des Motors 1 einspritzt,
wird die Hilfsluft durch die Luftzuführvorrichtung 30A in
die Luftkammer zugeführt und in Richtung auf den einge
spritzten Kraftstoff geblasen. Die Hilfsluft zerstäubt den
eingespritzten Kraftstoff, so daß dieser gleichmäßig mit der
Ansaugluft in der Brennkammer 4 gemischt wird, um den Ver
brennungswirkungsgrad zu erhöhen.
Eine Solenoid-Luftventil 31 ist in der Luftröhre 26 ange
ordnet. Wenn ein Solenoid 31A des Luftventiles 31 erregt
wird, wird das Luftventil 31 von einer geschlossenen Ventil
position gemäß Fig. 1 in eine geöffnete Ventilposition ge
schaltet. Als Ergebnis hiervon wird Hilfsluft von der Luft
pumpe 21 in die Luftkammer des Kraftstoffeinspritzventiles
29 über die Luftzuführvorrichtung 30A hereingeführt. Wenn
das Solenoid 31A entmagnetisiert wird, wird das Luftventil
31 erneut in die geschlossene Ventilposition geschaltet, um
die Zufuhr von Hilfsluft zu dem Kraftstoffeinspritzventil 29
zu beenden.
Der Kolben 5 bewegt sich in dem Zylinder 2 des Motors 1 hin
und her. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird das Ansaugventil 8
geöffnet, bevor der Kolben 5 seinen oberen Totpunkt er
reicht, um Ansaugluft in die Brennkammer 4 durch den Ansaug
trakt 10 anzusaugen. Nach einer geringfügigen zeitlichen
Verzögerung wird das Luftventil 31 geöffnet, um Hilfsluft in
die Luftkammer des Kraftstoffeinspritzventiles 29 zuzufüh
ren, woraufhin das Kraftstoffeinspritzventil 29 Kraftstoff
einspritzt. Der Kraftstoff wird durch die Hilfsluft zer
stäubt und mit der Ansaugluft in der Brennkammer 4 ver
mischt. Nachdem der Kolben 5 seinen unteren Totpunkt er
reicht hat und das Ansaugventil 8 geschlossen ist, wird das
Luft-/Kraftstoff-Gemisch in der Brennkammer 4 durch Zündung
der Zündkerze (nicht dargestellt) entzündet und verbrannt,
bevor der Kolben 5 seinen unteren Totpunkt erreicht hat. Als
Ergebnis hiervon steigt der Druck in der Brennkammer 4
schnell an, wie dies durch die charakteristische Kurve 32
der Fig. 2 bezeichnet ist. Dieser Druck drückt den Kolben 5
in Richtung auf den unteren Totpunkt und bewirkt die Ent
stehung eines Drehmomentes an der Kurbelwelle 6.
Im Zusammenhang mit der oben erläuterten Hilfsluftzufuhr
vorrichtung wird die Hilfsluftzufuhrdrucksteuereinrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Ein Drucksensor 41 ist in den Zylinderkopf 3 eingepaßt und
liegt der Brennkammer 4 gegenüber. Der Drucksensor 41 erfaßt
den Druck in der Brennkammer 4, wie dies durch die charak
teristische Kurve 32 gemäß Fig. 2 angegeben ist. Ein dem
erfaßten Druck entsprechendes Signal wird einer Steuerein
heit 44 zugeführt, die beispielsweise einen Mikrocomputer
umfaßt.
Ein Proportionalsteuerungs-Solenoid-Ventil 42 dient als
Drucksteuerventil und liegt in der Luftleitung 26 zwischen
der Luftpumpe 21 und dem Solenoid-Luftventil 31. Das Pro
portionalsteuerungs-Solenoid-Ventil 42 ist mit der Ausgangs
seite der Steuereinheit 44 verbunden.
Gemäß dem Signal, das den Druck in der Brennkammer 4
(charakteristische Kurve 32 gemäß Fig. 2) darstellt, welches
durch den Drucksensor 41 erzeugt wird, liefert die Steuer
einheit 44 ein Steuersignal an das Proportionalsteuerungs-
Solenoid-Ventil 42. In Reaktion auf eine Steuerspannung
(einen Momentanwert) des Steuersignales steuert das Pro
portionalsteuerungs-Solenoid-Ventil 42 den Druck in der
Luftleitung 26, d. h. den Hilfsluftzufuhrdruck, wie dies
durch eine charakteristische Kurve 45 gemäß Fig. 2 ver
deutlicht ist. Überschüssige Hilfsluft in der Luftröhre 26
wird zu dem Ansaugtrakt 10 durch eine Luftröhre 43 zurück
geführt.
Genauer gesagt hat das Proportionalsteuerungs-Solenoid-
Ventil 42 ein Ventilverschlußteil, das die Luftleitung 43
öffnet und schließt. Das Steuersignal von der Steuereinheit
44 steuert eine elektromagnetische Kraft, die an das Ventil
verschlußteil derart angelegt wird, daß ein Druck, bei dem
das Ventilverschlußteil geöffnet wird, um einen gegebenen
Wert höher ist als der Druck in der Brennkammer 4, welcher
von dem Drucksensor 41 erfaßt wird. Als Ergebnis hiervon
wird der Hilfsluftzufuhrdruck derart gesteuert, daß er dem
Ventilverschlußteilöffnungsdruck gleicht und höher als der
Druck in der Brennkammer 4 um den vorbestimmten Wert ist.
Wie dies durch die charakteristische Kurve 45 in Fig. 2
dargestellt ist, wird das Proportionalsteuerungs-Solenoid-
Ventil 42 derart gesteuert, daß vor dem Öffnen des Ansaug
ventiles 8 der Hilfsluftzufuhrdruck um eine vorbestimmte
Druckdifferenz ΔP1 höher ist als der sich ändernde Druck in
der Brennkammer 4. Wenn der Druck in der Brennkammer 4 nach
dem Öffnen des Ansaugventiles 8 geringfügig abfällt, wird
demgemäß der Druck der Hilfsluft gesenkt, um die Druckdiffe
renz ΔP1 aufrechtzuerhalten. Wenn der Druck in der Brenn
kammer 4 nach dem Schließen des Ansaugventiles 8 schnell
ansteigt, wird der Druck der Hilfsluft dementsprechend auf
einen Druck P1 von beispielsweise 10 kg/cm2 erhöht. Als Er
gebnis hiervon wird die Druckdifferenz ΔP1 im wesentlichen
bis zum Zündzeitpunkt aufrechterhalten.
Die Hilfsluftzufuhrvorrichtung gemäß dem vorliegenden Aus
führungsbeispiel kann bei einer an sich konventionellen
Anordnung ohne wesentliche Änderung der Anordnung lediglich
dadurch erreicht werden, daß der Drucksensor 41 für die
Druckerfassung in der Brennkammer 4 und das Proportional
steuerungs-Solenoid-Ventil 42 für die Drucksteuerung der
Hilfsluft gemäß dem erfaßten Druck vorgesehen werden. Diese
Anordnung des Ausführungsbeispieles hält den Hilfsluftzu
fuhrdruck um eine gegebene Druckdifferenz ΔP1 höher gegen
über dem Druck in der Brennkammer 4. Daher wird der von dem
Kraftstoffeinspritzventil 29 eingespritzte Kraftstoff
während der Zeitdauer der Kraftstoffeinspritzung durch die
Hilfsluft zerstäubt, die mit der stabilisierten Druckdiffe
renz zugeführt wird. Dieses gewährleistet die Verbesserung
des Verbrennungswirkungsgrades des Luft-/Kraftstoff-Ge
misches in der Brennkammer 4.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegen
den Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das
Drucksteuerventil, das den Hilfsluftzufuhrdruck gemäß dem
Druck in der Brennkammer steuert, ein Druckregler. Anstelle
des Proportionalsteuerungs-Solenoid-Ventiles 42 des ersten
Ausführungsbeispieles verwendet das zweite Ausführungsbei
spiel den Druckregler, wobei der Drucksensor 41 fortgelassen
wird. Weitere Teile des zweiten Ausführungsbeispieles stim
men mit denen des ersten Ausführungsbeispieles überein, so
daß gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet
sind.
In Fig. 3 teilt sich das strömungsmäßig untere Ende der
Luftröhre 51 zum Verbinden der Luftpumpe 21 mit dem Kraft
stoffeinspritzventil 29 in vier Verzweigungsröhren 51A. In
den Mittelbereich einer jeden Verzweigungsröhre 51A ist ein
Solenoid-Luftventil 31 zum Zuführen und Anhalten von Hilfs
luft für das entsprechende Kraftstoffeinspritzventil 29
vorgesehen.
Jede Verzweigungsröhre 51A hat einen Druckregler 52, der als
Drucksteuerventil zum Steuern des Druckes in der Verzwei
gungsröhre 51A dient. Jeder Druckregler 52 umfaßt eine
Metallmembran (nicht dargestellt) zum Trennen der Innenseite
des Druckreglers 52 in eine Luftkammer 52A und eine Steuer
druckkammer 52B. Die Steuerdruckkammer 52B ist mit dem
Inneren einer entsprechenden Brennkammer 4 durch eine
Steuerdruckröhre 53 verbunden. Die Luftkammer 52A eines
jeden Druckreglers 52 ist mit ihrem Einlaß mit der Verzwei
gungsröhre 51A strömungsmäßig hinter dem Luftventil 31 ver
bunden. Ein Auslaß ist mit dem Ansaugtrakt 10 über eine
Luftröhre 54 verbunden.
Der Auslaß der Luftkammer 52A in jedem Druckregler 52 ist
üblicherweise durch ein Ventilverschlußteil (nicht darge
stellt) verschlossen, das mit der Membran in Verbindung
steht. Wenn der Druck in der Luftkammer 52A um die Druck
differenz ΔP1 höher wird als der Druck in der Steuerdruck
kammer 52B, d. h. der Druck in der Brennkammer 4, wird das
Ventilverschlußteil geöffnet, um überschüssige Hilfsluft zu
dem Ansaugtrakt 10 durch die Luftröhre 54 zurückzuführen.
Jeder Druckregler 52 steuert den Druck der Hilfsluft gemäß
der charakteristischen Kurve 45 der Fig. 2, wenn das Luft
ventil 31 geöffnet ist, und hält die Druckdifferenz ΔP1
zwischen dem Druck in der Brennkammer 4 und dem Hilfsluft
zufuhrdruck für die gesamte Zeitdauer der Zuführung von
Hilfsluft aufrecht. Ähnlich wie bei dem ersten Ausführungs
beispiel kann ein Entlastungsventil (nicht dargestellt) für
die Luftpumpe 21 vorgesehen sein, um zu verhindern, daß die
Luftpumpe 21 mit einem zu hohen Druck von beispielsweise 10
kg/cm2, welcher größer ist als der Druck P1, beaufschlagt
wird.
Wenn die Flußrate der Hilfsluft, die von der Luftpumpe 21
abgegeben wird, mit Q bezeichnet wird, beträgt die Flußrate
bzw. Strömungsmenge pro Zeiteinheit der zu jedem Kraftstoff
einspritzventil 29 zugeführten Hilfsluftmenge ungefähr Q/10.
Wenn die Ansaugventile 8 des Vierzylindermotors der Reihe
nach geöffnet werden, um Ansaugluft in die Brennkammern 4
anzusaugen, und wenn demgemäß die Luftventile 31 geöffnet
werden, wird Luft mit einer Flußrate von 9Q/10 zu dem An
saugtrakt 10 von der Luftkammer 52A von einem der Druck
regler 52 durch die Luftröhre 54 rückgeführt, falls die
Luftventile 31 nicht gleichzeitig geöffnet werden, sondern
der Reihe nach einzeln geöffnet werden. In diesem Fall ge
währleistet die Hilfsluft mit einer Flußrate von Q/10, die
zu jedem Kraftstoffeinspritzventil 29 zugeführt wird, die
Druckdifferenz von ΔP1 bezüglich des Druckes in der Brenn
kammer 4. Diese Druckdifferenz ΔP1 wird durch eine Feder
(nicht dargestellt) eingestellt, die in der Drucksteuer
kammer 52B eines jeden Druckreglers 52 vorgesehen ist.
Auf diese Art erzeugt das zweite Ausführungsbeispiel eine
ähnliche Wirkung für das erste Ausführungsbeispiel und hält
die Druckdifferenz ΔP1 zwischen dem Druck in der Brennkammer
4 und dem Hilfsluftzufuhrdruck in einem Bereich, der unter
halb des Druckes P1 liegt, auch nach dem Schließen des An
saugventiles 8 aufrecht.
Obwohl die obigen Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf
einen Vierzylindermotor erläutert wurden, ist die Erfindung
gleichermaßen auf andere Motorarten anwendbar, wie bei
spielsweise einen Ein-, Zwei- und Sechs-Zylindermotor, wobei
lediglich die Anzahl der Proportionalsteuerungs-Solenoid-
Ventile 42 (der Druckregler 52) gemäß der Anzahl der Zylin
der geändert werden muß.
Bei den obigen Ausführungsbeispielen dient die Luftpumpe 21
als Hilfsluftzufuhrquelle, die von der Kurbelwelle 6 durch
Riemenräder 22, 23 angetrieben wird. Die Luftpumpe 21 kann
jedoch auch durch jegliche andere Antriebsquelle, wie bei
spielsweise einen Elektromotor, angetrieben werden.
Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem ein derartiger Elektromotor Anwendung findet.
In dieser Fig. 4 ist eine Luftpumpe 21 mit einer Antriebs
welle des Elektromotors 61 verbunden und wird durch diese
angetrieben. Die an den Motor 61 angelegte Spannung wird in
veränderlicher Weise durch ein Steuersignal gesteuert, das
durch eine Steuereinheit 44 geliefert wird. Daher wird der
Entladedruck der Hilfsluft in Reaktion auf die Drehzahl der
Luftpumpe 21 geändert.
In ähnlicher Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
erfaßt ein Drucksensor 41 den Druck in der Brennkammer 4 und
versorgt eine Steuereinheit 44 mit einem Signal, das den
erfaßten Druck anzeigt. Die Steuereinheit 44 versorgt den
Motor 61 mit einem Steuersignal, so daß der Entladedruck
oder ausgangsseitige Druck der Hilfsluft um die vorbestimmte
Druckdifferenz ΔP1 höher ist als der erfaßte Druck. In ähn
licher Weise wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispie
len wird die Druckdifferenz ΔP1 zwischen dem Hilfsluftzu
fuhrdruck und dem Druck in der Brennkammer 4 aufrechterhal
ten. Als Ergebnis hiervon wird die Hilfsluft in stabiler
Weise während der Kraftstoffeinspritzzeitdauer zugeführt, um
den Kraftstoff zu zerstäuben und um den Verbrennungswir
kungsgrad zu verbessern.
Wie erläutert wurde, wird erfindungsgemäß der Druck der
einem Kraftstoff-Direkteinspritzventil für die Kraftstoff-
Direkteinspritzung in eine Motorbrennkammer zugeführten
Hilfsluft in Reaktion auf einen Druck in der Brennkammer
gesteuert, um eine Druckdifferenz zwischen dem Hilfsluft
zufuhrdruck und dem Brennkammerdruck bis zum Einspritz
zeitpunkt und bis zum Zündzeitpunkt aufrechtzuerhalten.
Erfindungsgemäß bewirkt die Hilfsluft eine wirksame Zer
stäubung des Kraftstoffes über die gesamte Kraftstoffein
spritzzeitdauer. Der Kraftstoff wird daher gleichmäßig mit
der Ansaugluft mit der Brennkammer gemischt, um den Ver
brennungswirkungsgrad des Luft-/Kraftstoff-Gemisches zu
verbessern und um die giftigen Komponenten in einem erheb
lichen Umfang zu vermindern.
Claims (8)
1. Verfahren zum Zuführen von Hilfsluft zu einem Kraft
stoff-Direkteinspritzventil für die Direkteinspritzung
von Kraftstoff in eine Brennkammer eines Motors zur
Verbesserung der Zerstäubung des in die Brennkammer des
Motors durch das Kraftstoffeinspritzventil direkt ein
gespritzten Kraftstoffes, gekennzeichnet durch folgende
Verfahrensschritte:
- - Erfassen des Druckes in der Brennkammer; und
- - Steuern des Hilfsluftzufuhrdruckes gemäß dem erfaßten Druck.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt des Steuerns des Hilfsluftzufuhrdrucks
den Hilfsluftzufuhrdruck um einen vorgegebenen Wert
oberhalb des Brennkammerdruckes hält.
3. Vorrichtung zum Zuführen von Hilfsluft zu einem Kraft
stoff-Direkteinspritzventil für die Direkteinspritzung
von Kraftstoff in die Brennkammer eines Motors, bei dem
das Kraftstoffeinspritzventil an dem Motor zur Direkt
einspritzung des Kraftstoffes in die Brennkammer ange
ordnet ist, mit folgenden Merkmalen:
einer Luftzuführvorrichtung (30A), die an dem Kraft stoffeinspritzventil (29) angeordnet ist, um Hilfsluft von einer Hilfsluftzufuhrquelle (21) in Richtung auf den durch das Kraftstoffeinspritzventil (29) eingespritzten Kraftstoff hereinzuführen, um diesen zu zerstäuben, und
einer Luftröhre (26) zum Verbinden der Luftzuführvor richtung (30A) mit der Hilfsluftzufuhrquelle (21), ge kennzeichnet durch
eine Drucksteuereinrichtung (41, 42, 44; 44, 52; 44, 61) zum Steuern des Hilfsluftzufuhrdruckes gemäß dem Druck in der Brennkammer (4).
einer Luftzuführvorrichtung (30A), die an dem Kraft stoffeinspritzventil (29) angeordnet ist, um Hilfsluft von einer Hilfsluftzufuhrquelle (21) in Richtung auf den durch das Kraftstoffeinspritzventil (29) eingespritzten Kraftstoff hereinzuführen, um diesen zu zerstäuben, und
einer Luftröhre (26) zum Verbinden der Luftzuführvor richtung (30A) mit der Hilfsluftzufuhrquelle (21), ge kennzeichnet durch
eine Drucksteuereinrichtung (41, 42, 44; 44, 52; 44, 61) zum Steuern des Hilfsluftzufuhrdruckes gemäß dem Druck in der Brennkammer (4).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drucksteuereinrichtung (41, 42, 44) den Hilfs
luftzufuhrdruck derart steuert, daß der Hilfsluftzufuhr
druck um einen vorgegebenen Wert oberhalb des Brennkam
merdruckes ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet,
daß die Drucksteuereinrichtung ein Drucksteuerventil
(42) umfaßt, das in der Luftröhre (26) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drucksteuerventil ein Proportionalsteuerungs-
Solenoid-Ventil (42) zum Steuern des Hilfsluftzufuhr
druckes gemäß einem Signal ist, das durch einen Druck
sensor (41) erzeugt wird, der den Brennkammerdruck er
faßt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet,
daß die Drucksteuereinrichtung einen Druckregler (52)
umfaßt, der auf den Brennkammerdruck anspricht und ein
Ventilverschlußteil hat, das bei einem Druck geöffnet
wird, der um einen vorgegebenen Wert oberhalb des
Brennkammerdruckes liegt, um überschüssige Hilfsluft
freizugeben, wodurch der Hilfsluftzufuhrdruck im wesent
lichen dem Druck gleicht, bei dem das Ventilverschluß
teil geöffnet wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch
gekennzeichnet,
daß die Drucksteuereinrichtung (44) eine Spannung
steuert, die an einem Elektromotor (61) angelegt wird,
der eine Luftpumpe (21) antreibt, welche als Hilfsluft
zufuhrquelle dient, um dadurch den Ausgangsdruck der
Luftpumpe und somit den Hilfsluftzufuhrdruck zu steuern.
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