DE4230349C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen von Hilfsluft zu einem Kraftstoff-Direkteinspritzventil für die Direkteinspritzung von Kraftstoff in die Brennkammer - Google Patents

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.

Die DE-A-31 23 395 zeigt in ihrer Fig. 1 ein Kraftstoff-Direkt­ einspritzventil für einen Dieselmotor, welches ein in einem Ventilgehäuse verschiebbaren Kolben umfaßt, der an eine Luftkammer zur Aufnahme komprimierter Verbrennungsluft aus der Brennkammer angrenzt. Bei diesem Kraftstoff-Direkt­ einspritzventil wird Dieselkraftstoff unter niedrigem Druck in eine Ölkammer geleitet und dort gespeichert, bis ein Einspritzkolben aus seiner angehobenen Stellung in eine abgesenkte Stellung verschoben wird. Während des Kom­ pressionshubes des Kolbens des Dieselmotors dringt komprimierte Luft aus der Brennkammer in eine Luftkammer ein. Am Ende des Verdichtungstaktes wird der Kraftstoffein­ spritzkolben abwärts gedrückt, wodurch Dieselkraftstoff in eine Mischkammer eindringt. Gleichzeitig drängt der Kolben des Motors die komprimierte Luft aus der Luftkammer. Zweck dieses Systemes ist die Möglichkeit der Zuleitung des Kraftstoffes bei verhältnismäßig niedrigem Druck in die Ölkammer und die Vermischung des Kraftstoffes in der Mischkammer bei der hohen Temperatur der Luft, die von dem Kolben des Motors unter Druck zugeführt wird. Der Druck der zugeführten Luft hängt ausschließlich von der Kompression des Dieselmotors ab und ist somit nicht steuerbar.

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 zeigt

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).

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.