DE4439921C2

DE4439921C2 - Einlaßsystem einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4439921C2
Application number: DE4439921A
Authority: DE
Inventors: Minoru Ohsuga; Takuya Shiraishi; Junichi Yamaguchi; Ryoichi Komuro; Masakichi Momono
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2014-11-09
Also published as: JP3498334B2; US5765524A; DE4439921A1; US5564384A; KR950014544A; JPH07133727A; US5645029A

Description

Die Erfindung betrifft ein Einlaßsystem einer Brennkraftma schine mit einem Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Einlaßkanal des Motors und einen Einlaßluftströmungs-Ablenkungsmechanismus, der Einlaßluft derart ablenkt, daß in einem Zylinder des Motors Verwirbe lungsströmungen erzeugt werden und, insbesondere, ein Ein laßsystem, das für einen Magerverbrennungsbetrieb eines Motors geeignet ist.

In einem konventionellen Einlaßsystem für Brennkraftmaschi nen, wie in der Japan. Offenlegungsschrift Nr. 60-230543 beschrieben, werden Einlaßluftströmungen abgelenkt. Gemäß diesem konventionellen System werden jedoch keine starken Verwirbelungsströmungen in einem Zylinder des Motors er zeugt, da die abgelenkte Einlaßluft keine ausreichende Orientierung oder Ausrichtung aufweist. Da der Kraftstoff in die abgelenkte Luftströmung eingesprüht wird, wird die Richtung der Kraftstoffeinspritzung ferner unvorteilhaft verändert, so daß der Kraftstoff nicht zu einer Zielposition zugeführt werden kann. Folglich haf tet der Kraftstoff an einer Wand des Einlaßrohrs an und strömt in den Zy linder im flüssigen Zustand, was wiederum eine ungleichmäßige Vertei lung des Kraftstoff/Luft-Gemischs im Zylinder zur Folge hat. Dadurch kann ein Magerverbrennungsbetrieb des Motors nicht realisiert werden.

Die GB 2 242 228 A zeigt ein Einlaßsystem für Brennkraftmaschinen mit mehreren Zusatzluftkanälen, die in einen Einlaßkanal ausmünden und Einlaßluft mit einer höheren Strömungsgeschwindigkeit als die Einlaßluft im Einlaßkanal in diesen zuführen, um Verwirbelungsströmungen in einer Brennkammer zu erzeugen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Anhaften des in den An saugkanal eingespritzten Kraftstoffs an den Oberflächen von Bauteilen im Ansaugkanal zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch den unabhängigen Patentanspruch gelöst. Die abhängigen Patentansprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

In einem Einlaßsystem einer Brennkraftmaschine ist zum Zuführen von Hochgeschwindigkeitsluftströmungen mit Ausrichtungen auf eine Zielpo sition in einem Einlaßventilabschnitt eine Hochgeschwindigkeitsluftströ mungszufuhreinrichtung vorgesehen, welche Hochgeschwindigkeitsluft strömungen zur Erzeugung von Taumelströmungen in einem Zylinder des Motors einem Einlaßkanalabschnitt zuführt, wodurch starke Taumelströ mungen (deorientierte Strömungen) in dem Zylinder erzeugt werden. Eine Position einer Einspritzöffnung der Hochgeschwindigkeitsluftströmungszu fuhreinrichtung ist derart ausgewählt, daß die spezifische Orientierungen aufweisenden Hochgeschwindigkeitsluftströmungen den Kraftstoff nicht abblasen. Ferner sind eine Düsenbohrung oder -bohrungen eines Kraft stoffeinspritzventils derart aufgebaut, daß ein Sprühwinkel des Kraftstoffs minimiert wird, um zu verhindern, daß der Kraftstoff durch die ausgerich teten Hochgeschwindigkeitsluftströmungen abgeblasen wird und an einer Wand eines Einlaßrohrs anhaftet.

Die eine Orientierung aufweisenden Hochgeschwindigkeitsluftströmungen treten in den Zylinder durch den Einlaßkanal während eines Einlaßhubs des Motors ein, und zwar derart, daß starke Taumelströmungen in dem Zylinder erzeugt werden. Diese Taumelströmungen werden bis während einem Verdichtungshub des Motors aufrechterhalten, um die Verbren nung des Gemischs nach der Zündung zu beschleunigen. Da der Kraft stoff oberhalb dem Einlaßventil zugeführt wird, kollidiert derselbe mit der Hochgeschwindigkeitsluftströmung oberhalb des Einlaßventils derart, daß dieser zerstäubt wird. Der zerstäubte Kraftstoff wird in den Zylinder dis pergiert, während er durch die Taumelströmung in den Zylinder befördert wird. Das Gemisch wird dann gleichmäßig in dem Zylinder verteilt.

Die Zündfähigkeit des Gemischs kann verbessert werden, da das Kraft stoff/Luft-Gemisch in dem Zylinder gleichmäßig verteilt oder geschichtet ist. Ferner kann die Gemischverbrennung durch die in dem Zylinder er zeugten Taumelströmungen derart beschleunigt werden, daß eine stabile Verbrennung des Magergemischs erzielt werden kann. Dadurch kann der Kraftstoffverbrauch und der Anteil von HC oder NOx stark reduziert wer den.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an hand von beigelegten Figuren beispielhaft näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1A eine Seitenansicht eines Einlaßsystems einer Brenn kraftmaschine gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform und

Fig. 1B eine Querschnittsansicht derselben,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Einlaßkanalabschnitts der ersten Ausführungsform,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Ein laßkanalabschnitts der ersten Ausführungsform,

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Ein laßkanalabschnitts der ersten Ausführungsform,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Ein laßkanalabschnitts und einer Brennkammer gemäß der ersten Ausführungsform,

Fig. 6 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Ein laßkanalabschnitts und der Brennkammer in der ersten Ausführungsform,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Betriebsweise während eines Verdichtungshubs des Motors,

Fig. 8 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Einlaßkanalabschnitts gemäß einer zweiten Aus führungsform der Erfindung,

Fig. 9 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Ein laßkanalabschnitts und einer Brennkammer gemäß der zweiten Ausführungsform,

Fig. 10 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Ein laßkanalabschnitts und einer Brennkammer gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 11 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Ein laßkanalabschnitts und der Brennkammer gemäß der dritten Ausführungsform,

Fig. 12 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Ein laßkanalabschnitts und der Brennkammer gemäß der dritten Ausführungsform,

Fig. 13 eine schematische Darstellung der Betriebsweise eines Verdichtungshubs des Motors,

Fig. 14 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Ein laßkanalabschnitts und einer Brennkammer gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 15A bis 15C schematische Darstellung eines Ein spritzventils,

Fig. 16A und 16B vergrößerte Ansichten von Kraftstoff einspritzbohrungen in einem Einspritzventil,

Fig. 17A und 17B vergrößerte Ansichten von Kraftstoff einspritzbohrungen in einem Einspritzventil,

Fig. 18 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Einlaßkanalabschnitts gemäß einer fünften erfin dungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 19 eine schematische Darstellung des Aufbaus des Ein laßkanalabschnitts und einer Brennkammer gemäß der fünften Ausführungsform,

Fig. 20 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Einlaßkanalabschnitts gemäß einer sechsten er findungemäßen Ausführungsform, und

Fig. 21 eine schematische Darstellung des Aufbaus eine Ein laßkanalabschnitts gemäß einer siebten erfin dungsgemäßen Ausführungsform.

Der Aufbau gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 1A und 1B dargestellt. In den Fig. 1A und 1B bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Hälfte (z. B. eine linke Reihe) eines Motors mit einer V-förmigen Zylinderan ordnung. Wenn ein Einlaßnocken 12 betätigt wird, wird ein Einlaßventil 14 geöffnet und ein Kolben 20 senkt sich ab. Demgemäß wird Einlaßluft 2 über einen Luftfilter 3 zur Entfernung von Verunreinigungen und Staub in der Luft zuge führt, wobei ein Luftmeßabschnitt zum Messen der Einlaßluft menge, eine Drosselklappe 6 zum Steuern der Betriebsbedin gung des Motors und ein Sammler bzw. ein Krümmer 7 vorge sehen sind. Die Einlaßluft wird ferner zu einer Brennkammer 19 eines jeden Zylinders durch ein individuelles Einlaßrohr 8 zugeführt, welches mit einem Einlaßkanal 17 des Zylinders verbunden ist. Zu dieser Zeit wird Kraftstoff zu der Brenn kammer 19 aus einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung 21 ein gespritzt. Nachdem die Luft in die Brennkammer 19 eingesaugt wird, wird das Einlaßventil 14 geschlossen und der Kolben 20 hebt sich zum Komprimieren des Gemischs aus Luft und Kraft stoff an. Das Krafstoff/Luft-Gemisch wird durch eine Zünd kerze 16 gezündet und der Kolben 20 wird nach unten ge drückt. Wenn ein Auslaßnocken 13 zum Öffnen eines Auslaß ventils 15 betätigt wird, wird das Abgas nach der Verbren nung aus einer Auslaßöffnung 18 ausgebracht. Das individu elle mit dem Einlaßkanal 17 von jedem Zylinder verbundene Einlaßrohr 8 enthält ein Strömungsteilungsventil und Kanäle 10 zum Bypassen der Einlaßluft 2 aus dem Krümmer 7, welcher stromauf des Strömungsteilungsventils 9 angeordnet ist. Die Bypasskanäle 10 führen Luft zu dem Einlaßkanal 17 aus dem Krümmer 7 zu, wenn das Strömungsteilungsventil 9 geschlossen ist. Durch ein Führen der Luft durch die (zwei) Durchgänge 10 mit einem Durchmesser von 8 mm, welcher ausreichend klei ner ist als der des Strömungsteilungsventils 9 (ungefähr 40 mm), wird die Geschwindigkeit der Einlaßluft 2 gestei gert. Damit wird die Geschwindigkeit der durch den Einlaß kanal 17 und das Einlaßventil 14 strömenden Luft angehoben, wodurch in der Brennkammer 19 Luftströmungen gebildet werden können. Das Strömungsteilungsventil 9 kann durch das Antrei ben eines Schrittmotors 11 in Abhängigkeit von einem Steuer signal von einer Steuereinheit 4 geöffnet/geschlossen wer den. Bei einem Öffnungsgrad des Drosselventils 6 ist der Öffnungsgrad des Strömungsteilungsventils 9 ebenso groß, wo durch ein hoher Füllungswirkungsgrad erhalten wird.

Ein Teil dieses Systems in der Nähe des individuellen Ein laßrohrs 8 und des Einlaßkanals 17 von jedem Luftzylinder ist in der Fig. 2 genauer gezeigt. In der Fig. 2 sind die Brennkammer 19 des Motors 1 (auf der rechten Seite der Strichlinie) und das individuelle Einlaßrohr 8 (an der linken Seite der Strichlinie) von oben dargestellt, wobei das Auslaßventil 15 und die Auslaßöffnung 18 nicht darge stellt sind. Während einem Einlaßhub des Motors wird die Einlaßluft 2 von dem Krümmer 7 in die Brennkammer 19 über einen Haupteinlaßkanal 22 oder die Bypaßkanäle 10 einge bracht. Während einem Niederlastbetrieb des Motors ist das Strömungsteilungsventil 9 verschlossen und die Luft, welche das Strömungsteilungsventil 9 umgangen hat, strömt in den Einlaßkanal 17 und die Brennkammer 19 mit einer hohen Ge schwindigkeit und bildet Luftströmungen und Verwirbelungen in der Brennkammer, wobei die Luftströmungen als Taumelströ mungen (tumble flows) bezeichnet werden. Das Strömungstei lungsventil 9 wird geöffnet/geschlossen, wenn der Schritt motor 11 in Abhängigkeit von einem Steuersignal von der Steuereinheit 4 angetrieben wird. Während dem Hochlastbe trieb des Motors ist das Strömungsteilungsventil 9 derart geöffnet, daß ein hoher Füllungswirkungsgrad erzielt werden kann. Ferner ist das Strömungsteilungsventil 9 während einem Mittellastbetrieb des Motors halb geöffnet, wodurch das Ver hältnis einer Einströmmenge (Qb) der Luft durch die Bypass kanäle 10 und einer Ausströmmenge Qm an Luft durch den Haupteinlaßkanal 22 (das Strömungsteilungsverhältnis) ein gestellt wird.

Die Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Brennkammer 19 des Motors 1, betrachtet von dem Haupteinlaßkanal 22. In der Fig. 3 bezeichnet die Bezugsziffer 14 das Einlaßventil und die Bezugsziffer 16 die Zündkerze, wobei das Auslaßven til 15 und die Auslaßöffnung 18 nicht dargestellt sind. Die Bypasskanäle 10 (nicht in der Fig. 3 gezeigt) sind an das individuelle Einlaßrohr 8 angebracht und weisen Düsenboh rungen auf, welche vorher derart eingestellt werden, daß sie in die Richtungen 1, 2 oder 3, wie in der Fig. 3 darge stellt, weisen. Die Richtungen 1 erstrecken sich in Richtung der Ventilspalte, welche zwischen einer zentralen Trennwand 26 und den Schäften des Einlaßventils 14 ausgebildet sind, wenn das Einlaßventil 14 auf seine Maximalöffnung angehoben ist. Die Richtungen 2 erstrecken sich in Richtung der Ven tilspalte, welche zwischen den Außenwänden des Einlaßkanals 17 und den Schäften der Einlaßventile 14 definiert sind, wenn das Einlaßventil 14 auf seine Maximalöffnung angehoben ist. Die Richtungen 3 erstrecken sich in Richtung der nächstge legenen Enden der Schäfte des Einlaßventils 14. Wenn die Düsenbohrungen die Richtungen 1 einnehmen, erzeugen aus den Bypasskanälen 10 zugeführte Hochgeschwindigkeitsluftströmun gen vertikale Verwirbelungsströmungen bzw. Vortexströmungen, genannt Taumelströmungen (tumble flows) in der Brennkammer 19. Wenn die Düsenbohrungen die Richtungen 2 einnehmen, wir beln aus den Bypasskanälen 10 zugeführte Hochgeschwindig keitsluftströmungen entlang der inneren Wand der Brennkammer 19 und bilden horizontale Vortexströmungen, genannte Verwir belungen, in der Brennkammer 19. Die Richtungen 3 werden zum Erzielen der beiden Effekte der Richtungen 1 und 2 vorgese hen. Die vorangehend geschilderten Vortexströmungen verbes sern die Vermischung der Luft und des Kraftstoffs in der Brennkammer 19 wesentlich.

In der Fig. 4 ist ähnlich zur Fig. 3 eine schematische Dar stellung der Brennkammer 19, betrachtet von dem Hauptein laßkanal 22, dargestellt. In der Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 14 das Einlaßventil und das Bezugszeichen 16 be zeichnet die Zündkerze, wobei das Auslaßventil 15 und die Auslaßöffnung 18 nicht dargestellt sind. Im folgenden wird eine Erklärung für den Fall gegeben, daß die Düsenbohrungen der Bypasskanäle 10 auf die Richtungen 1 eingestellt sind. Während einem Niederlastbetrieb des Motors ist das Strömungs teilungsventil 9 (in der Fig. 4 nicht dargestellt) geschlos sen und folglich verläuft die Luft in dem Krümmer 7 durch die Bypasskanäle 10. Da die Düsenbohrungen der Bypasskanäle 10 die Richtungen 1 einnehmen, werden Hochgeschwindigkeits luftströmungen in die Brennkammer 19 eingeführt und bilden Taumelströmungen, wie oben beschrieben. Zu dieser Zeit spritzt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 21 Kraftstoff 23 basierend auf einem Steuersignal der Steuereinheit 4 ein. Um eine Verdampfung und Zerstäubung des eingespritzten Kraft stoffs 23 zu fördern, wird dieser in Richtung der konisch zulaufenden Abschnitte des Einlaßventils 14 eingespritzt. Der Kraftstoff 23, der mit den konisch zulaufenden Abschnit ten des Einlaßventils 14 kollidiert ist, wird teilweise ver dampft und verteilt, weiterhin wird er mit der Luft ver mischt. Der Rest des Kraftstoffs 23 strömt im flüssigen Zustand in die Brennkammer 19 und wird in derselben ver dampft und verteilt.

Die Fig. 5 ist eine vertikale Schnittansicht des Motors 1 während einem Einlaßhub, wobei die Darstellung des Auslaß ventils 15 und der Auslaßöffnung 18 vermieden ist. Die Be zugsziffer 20 bezeichnet den Kolben. Der Kraftstoff 23, welcher von der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 21 einge spritzt wurde und für eine Zerstäubung mit dem Einlaßventil 14 kollidiert ist, wird durch die Hochgeschwindigkeitsluft strömung aus den Bypasskanälen 10 derart abgeblasen, daß der Kraftstoff 23 in die Brennkammer 19 von der Seite des Ein laßventils 14 strömt, die näher zur Zündkerze 16 angeordnet ist. Es werden Taumelströmungen 24 in der Brennkammer 19 ausgebildet.

Die Fig. 6 ist eine vertikale Schnittansicht des Motors 1 während einem Verdichtungshub, wobei das Auslaßventil 15 und die Auslaßöffnung 18 nicht dargestellt sind. Die Bezugszif fer 20 bezeichnet den Kolben. Die Taumelströmungen 24, wel che in der Brennkammer 19 während dem Einlaßhub des Motors ausgebildet wurden, existieren während dem Verdichtungshub weiter und folglich wird der gesprühte Kraftstoff 23 aus serhalb der Taumelströmungen 24 geblasen.

Die Fig. 7 ist ähnlich zur Fig. 6 eine vertikale Schnittan sicht des Motors 1 während dem Kompressionshub. Zu einem späten Zeitpunkt des Verdichtungshubs befindet sich der ge sprühte Kraftstoff 23 in einem periphären Abschnitt der Brennkammer 19, wobei der Kraftstoff 23 durch die Taumel strömungen 24 abgeblasen (blown off) wurde.

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 8 dargestellt. Die Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer Brennkammer 19 eines Motors 1, betrachtet von einem Haupteinlaßkanal 22. In der Fig. 8 bezeichnet die Bezugszif fer 14 ein Einlaßventil und die Bezugsziffer 16 eine Zünd kerze, wobei ein Auslaßventil 15 und eine Auslaßöffnung 18 nicht dargestellt sind. Es wird eine Erklärung für den Fall gegeben, in dem die Düsenbohrungen der Bypasskanäle 10 (in der Fig. 8 nicht dargestellt) an ein individuelles Einlaß rohr 8 angebracht sind und derart eingestellt sind, daß sie die Richtungen 1, gezeigt in der Fig. 3, einnehmen, wobei eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 21 derart angeordnet ist, daß sie Kraftstoff zwischen eine zentrale Trennwand 26 und Schäfte der Einlaßventile 14 einspritzt, um zu verursachen, daß der Kraftstoff mit den konisch zulaufenden Ab schnitten des Einlaßventils 14 kollidiert.

Die Fig. 9 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Motors 1 dieser Ausführungsform während einem Einlaßhub, wobei das Auslaßventil nicht dargestellt ist. Der aus der Kraftstoff einspritzeinrichtung 21 eingespritzte Kraftstoff 23 kolli diert mit den konisch zulaufenden Abschnitten des Einlaßven tils 14 und wird zerstäubt. Der zerstäubte Kraftstoff 23 wird in die Brennkammer 19 durch Hochgeschwindigkeitsluft strömungen von den Bypasskanälen 10 geblasen. Zu dieser Zeit wird, da der Kraftstoff 23 mit dem Einlaßventil 14 kolli diert, die Menge an Kraftstoff 23, welche direkt in die Brennkammer 19 durch Ventilspalte strömt und die Innenwand der Brennkammer 19 in einem flüssigen Zustand erreicht, ver mindert. Darüberhinaus werden Taumelströmungen 24 in der Brennkammer 19 ausgebildet und dadurch wird der zerstäubte Kraftstoff 23 effizient mit der Luft vermischt und gleich mäßig verteilt.

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 10 dargestellt. Die Fig. 10 ist eine vertikale Querschnittsan sicht eines Motors 1, wobei ein Auslaßventil 15 und eine Auslaßöffnung 18 nicht dargestellt sind. Die Bezugsziffer 20 bezeichnet einen Kolben. Eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung 21 ist an einem Zylinderkopf 25 angebracht und nahe einer Brennkammer 19 angebracht.

Die Fig. 11 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Motors 1 während einem Einlaßhub, wobei das Auslaßventil 15 und die Auslaßöffnung 18 nicht dargestellt sind. Die Bezugs ziffer 20 bezeichnet den Kolben. Aus der Kraftstoffein spritzeinrichtung 21 eingespritzter und für eine Zerstäubung mit einem Einlaßventil 14 kollidierter Kraftstoff 23 strömt in die Brennkammer 19 von der Seite des Einlaßventils 14, welche der Kraftstoffeinspritzeinrichtung 21 näher ist. An dererseits werden Hochgeschwindigkeitsluftströmungen von den Bypasskanälen 10 in die Brennkammer 19 von der Seite des Einlaßventils 14 zugeführt, welche näher zu einer Zündkerze 16 sind und bilden Taumelströmungen 24 in der Brennkammer 19.

Die Fig. 12 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Mo tors 1 während einem Verdichtungshub, wobei das Auslaßventil 15 und die Auslaßöffnung 18 nicht dargestellt sind. Die Be zugsziffer 20 bezeichnet den Kolben. Der Kraftstoff 23, wel cher aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 21 eingespritzt wird und mit dem Einlaßventil 14 für eine Zerstäubung kolli diert, wird durch die Taumelströmungen 24 eingeschlossen, welche sich während dem Einlaßhub gebildet haben.

Die Fig. 13 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Mo tors 1 zu einem späten Zustand des Verdichtungshubs. Der gesprühte Kraftstoff 23, welcher von den Taumelströmungen 24 während dem Verdichtungshub eingeschlossen wurde, wird weiter nahe der Zündkerze 16 verteilt, sogar nachdem die Taumel strömungen 24 verschwunden sind. Diese Verteilung ist für eine verläßliche Zündung in einem Magerverbrennungsbetrieb vorteilhaft.

Eine vierte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 14 bis 17 dargestellt. Die Fig. 14 ist eine vertikale Quer schnittsansicht eines Motors, wobei ein Auslaßventil nicht dargestellt ist. Eine Richtung der Kraftstoffeinspritzung durch ein Einspritzventil 12 unterscheidet sich von einer Richtung der Zentralachse des Einspritzventils 12 wie in Fig. 15 bis 17 dargestellt derart, daß sogar wenn das Einspritzventil 12 in der konventionellen Position angeordnet ist, der oben beschriebene Effekt erhalten werden kann, d. h. daß der gespritzte Kraftstoff mit der Seite eines Ein laßventils kollidiert, welche näher an einem Einlaßkanal ist. Weiterhin ist der gesprühte Kraftstoff in Taumelströ mungen enthalten, wodurch die Zündfähigkeit bei einem Mager verbrennungsbetrieb verbessert wird. Die Fig. 15A zeigt eine Einspritzdüse mit einer Düsenbohrung 120. Die Fig. 15B ist eine vergrößerte Ansicht der Düsenbohrung 120 und ihres be nachbarten Abschnitts. Von der Seite betrachtet wird Kraft stoff in die gleiche Richtung wie die zentrale Achse 121 des Einspritzventils eingespritzt. Mit einer anderen Ansicht, z. B. die der Fig. 15C erstreckt sich die zentrale Achse 121 des Einspritzventils in eine Richtung, welche zu der Ein spritzrichtung 122 des Kraftstoffs unterschiedlich ist. Da durch kann der gesprühte Kraftstoff einer gewünschten Position zugeführt werden, ohne die Ausführung eines Einlaß rohrs und des Einspritzventils in Betracht zu ziehen, wenn sich die Düsenbohrung des Kraftstoffs in eine Richtung er streckt, welche zu der zentralen Achse des Einspritzventils unterschiedlich ist.

Die Fig. 16A und 16B zeigen ein Einspritzventil mit zwei Düsenbohrungen 123(a) und 123(b). Dieses Einspritzventil weist einen Aufbau zum Zerstäuben in zwei Richtungen für einen Dualeinlaßventilzylindermotor auf. Fig. 16B ist eine vertikale Querschnittsansicht der Düsenbohrungen in zwei Richtungen. Wie in der Fig. 16B dargestellt ist, erstreckt sich die zentrale Achse 121 des Einspritzventils in eine Richtung, welche zu einer Richtung 122 der Düsenbohrungen unterschiedlich ist. In diesem Fall erstrecken sich die beiden Düsenbohrungen in die Richtung 122.

Die Fig. 17A und 17B zeigen den Aufbau eines Einspritz ventils zum Einbringen der Luft 123 zu Düsenbohrungen 124 und zum Zerstäuben des Kraftstoffs 125. In diesem Fall, wie in der Fig. 17B dargestellt, erstrecken sich eine Kraft stoffeinspritzbohrung eines Hauptkörpers des Einspritzven tils oder eine Dosierbohrung 127 in die gleiche Richtung wie die zentrale Achse 121 des Einspritzventils. Die Düsenboh rungen 124 eines Adapter 136 zum Einbringen der Luft und Aufteilen der Zerstäubung in zwei Richtungen erstrecken sich jedoch in eine Richtung, welche von der zentralen Achse 121 des Einspritzventils unterschiedlich ist. Mit einer derarti gen Anordnung kann der zerstäubte Kraftstoff einer ge wünschten Position in einer Richtung zugeführt werden, wel che zu der der zentralen Achse des Einspritzventils unter schiedlich ist.

In der Fig. 18 ist eine fünfte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Ein Strömungsteilungsventil 106 ist zum Ver schließen eines Einlaßdurchgangs 107 eines Einlaßkanals vor gesehen. Durch ein Schließen des Strömungsteilungsventils 106 wird eine Luftströmung mit einer hohen Geschwindigkeit aus den Kanälen 100 zugeführt. Um Luftströ mungen auf Ventilspalte an Stellen 110 zwischen einer zen tralen Trennwand 108 und Schäften 109 eines Einlaßventils 101 zu richten, sind Auslässe 104 der Kanäle 100 in Richtung der Positionen 110 geöffnet. Wenn diese Auslässe nahe einer Ein laßrohrwand 105 angeordnet sind, werden Bereiche mit einem Negativdruck an der Wandseite gebildet und die Luftströmun gen werden in Richtung der Wandseite abgelenkt. In einem solchen Zustand werden die Luftströmungen verteilt und wei sen keine Ausrichtung mehr auf, so daß die Luftströmungen nicht auf die Positionen 110 gerichtet werden können. Daher sind die Auslässe 104 der Kanäle 100 weg von der Wand 105 angeordnet, so daß die Erzeugung der oben erwähnten wandsei tigen Luftströmungen vermieden wird. Mit einer derartigen Anordnung werden die aus den Auslässen 104 zugeführten Luftströmungen den vorbestimmten Positionen 110 zuge führt, während ihre Richtung aufrechterhalten wird. Folglich werden Vortexströmungen in dem Zylinder gebildet. In dieser Ausführungsform sind die Auslässe 104 der Kanäle 100 in die Luftströmungsrichtungen verlängert, so daß die Auslässe 104 weg von der Wand angeordnet sind.

Die Fig. 19 ist eine vertikale Querschnittsansicht des Motors. Eine von jedem der Kanäle zugeführte Luftströmung 111 ist zum Eintreten in den Zylinder 112 ausgehend von einem Spalt zwischen dem Einlaßventil 101 und einem Ventil sitz 102 ausgebildet. In diesem Fall werden Taumelströmungen in dem Zylinder 112 einfacher gebildet, wenn die Luftströ mung 111 zum Kollidieren mit einer Zylinderwand 103 ausge bildet ist.

Eine sechste Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 20 dargestellt. Um die Auslässe 104 der Kanäle 100 weg von einer Wand 105 anzuordnen, sind Vorstehungen 113 an der Wand anstatt von verlängerten Auslässen 104 ausgebildet, wie in der Fig. 18 gezeigt. Mit einer solchen Anordnung kann die Ausrichtung der Luftströmung aufrechterhalten werden, ohne die Auslässe 104 übermäßig in Richtung eines Einlaßkanals 114 zu verlängern.

Eine siebte Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 21 dargestellt. Um Vortexluftströmungen in einem Zylinder aus zubilden, ist ein Ventil 115 in einem Einlaßkanal vorgesehen. In einem derartigen System ist die Richtung eines Einspitzven tils 116 bezüglich der Ausbildung eines Einlaßrohrs be schränkt und folglich ist es schwierig, den gesprühten Kraftstoff in eine gewünschte Position zuzuführen. Durch die Verwendung der in den Fig. 15A-15C, 16A, 16B und 17A, 17B gezeigten Einspritzventile kann die Richtung des gesprühten Kraftstoffs frei derart geändert werden, daß die Einspritz ventile an gewünschten Stellen vorgesehen werden können. In der Fig. 21 erstreckt sich die zentrale Achse des Einspritz ventils in eine Richtung A, die Einspritzrichtung des ge sprühten Kraftstoffs erstreckt sich jedoch in eine Richtung B.

Das Ventil 115 wird bei einem Magerverbrennungsbetrieb ge schlossen, wie durch eine durchgehende Linie in der Fig. 21 dargestellt. Dadurch wird die Luftströmung zur Erzeugung einer Vortexströmung in den Zylinder des Motors abgelenkt, wie durch einen Pfeil in der Fig. 21 dargestellt. Bei einem Vollastbetrieb ist das Ventil 115 geöffnet, wie durch eine Strichlinie in der Fig. 21 dargestellt.

Claims

1. Einlaßsystem für Brennkraftmaschinen mit

- einem Einlaßkanal (17) zur Zufuhr von Einlaßluft zum Motor (1),
- einem im Einlaßkanal (17) angeordneten Strömungsteilungs ventil (9),
- zwei Einlaßventilen (14),
- einem Kraftstoffeinspritzventil (21), das zumindest eine Ein spritzbohrung (120, 123a, b, 124) aufweist, und
- zumindest einer Luftzufuhreinrichtung (10) zur Zufuhr von Luft in den Einlaßkanal (17), die eine höhere Strömungsge schwindigkeit aufweist als der Einlaßkanal (17),

dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Auslaßöffnung der Luftzufuhreinrichtung (10) und das Kraftstoffeinspritzventil (21) im Einlaßkanal (17) in Strömungsrichtung der Einlaßluft unmittelbar nebeneinander angeordnet sind zur direkten Ausrichtung des eingespritzten Kraftstoffs auf den jeweiligen Spalt zwischen einer zentralen Trennwand (26) und dem jeweiligen Schaft der Einlaßventile (14).

2. Einlaßsystem nach Anspruch 1, wobei die Luftzufuhreinrich tung (10) die zugeführte Luft derart ausrichtet, daß eine Tau mel- oder Verwirbelungsströmung in einer Brennkammer (19) eines Zylinders erzeugt wird.

3. Einlaßsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Luft aus der Luftzufuhreinrichtung (10) derart ausgerichtet ist, daß sie ein gespritzten Kraftstoff (23) in eine Brennkammer (19) des Zylin ders führt.

4. Einlaßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumin dest eine Einspritzbohrung (120, 123a, b, 124) den Kraftstoff (23) unterhalb einer längs verlaufenden Zentralachse des Kraftstoffeinspritzventils (21) mit einem vorbestimmten Winkel einspritzt.

5. Einlaßsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei zumin dest eine Einspritzbohrung (120, 123a, b, 124) und die Luftzu fuhreinrichtung (10) zusammenwirken, um einen Bereich mit reichem Kraftstoffgemisch innerhalb der Taumel- oder Verwirbe lungsströmung auszubilden.

6. Einlaßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Luftzufuhreinrichtung (10) zumindest einen zusätzlichen Strö mungskanal (10a, 10b) aufweist, der ausgehend von einem Punkt stromauf des Strömungsteilungsventils (9) in den Einlaß kanal (17) geöffnet ist und einen Auslaß aufweist, der auf die Brennkammer (19) des Zylinders gerichtet ist.

7. Einlaßsystem nach Anspruch 6, wobei die Luftzufuhreinrich tung (10) die Luft in Richtung eines Ventilspalts richtet, der zwi schen einer Einlaßöffnung und einer oberen Oberfläche des geöffneten Einlaßventils (14) und hinter den Schaft (14a, 14b) des geöffneten Einlaßventils (14) gerichtet ist.

8. Einlaßsystem nach Anspruch 6 oder 7, wobei zwei Zusatzströ mungskanäle (10a, 10b) vorgesehen sind, die an gegenüberlie genden Seiten des Einlaßkanals (17) angeordnet sind.

9. Einlaßsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Öff nungswinkel des Strömungsteilungsventils (9) abhängig von der Last des Motors (1) eingestellt wird.