DE69918362T2

DE69918362T2 - Brennkraftmaschine mit Hilfseinlasskanal

Info

Publication number: DE69918362T2
Application number: DE69918362T
Authority: DE
Inventors: Takeo Iwata-shi Kondo; Yoshikatsu Iwata-shi Iida; Toshihiko Iwata-shi Saito
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: JPH11311140A; PL194007B1; DE69918362D1; PL332797A1; EP0953761B1; EP0953761A3; EP0953761A2

Description

Diese Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine entsprechend des Oberbegriffabschnittes des unabhängigen Anspruchs 1.
Es ist eine Art von Einlassvorrichtung für einen Viertakt-Motor in Betracht gezogen worden, die ein Kraftstoffeinspritzventil verwendet, um Kraftstoff in den Einlasskanal oder in die Brennkammer zuzuführen, und ein Drosselventil, angeordnet auf der stromaufwärtigen Seite des Kraftstoffeinspritzventils, um die Einlassströmungsrate veränderbar zu steuern. Als solch eine Art gibt es eine, die aufweist: einen Hilfs-Einlasskanal, um zu verbinden zwischen einem Ansaugtank, angeordnet auf der stromaufwärtigen Seite eines Drosselventiles in dem Einlasskanal, und einem Ort in der Nähe zu dem Einlassventil, und einem Strömungsraten-Steuerventil in dem Kanal, wobei sowohl das Strömungsraten-Steuerventil, als auch mit das Drosselventil mit einem Beschleunigerpedal verbunden sind (unter Bezug auf die JP-A-53-117119).
Mit der oben beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung ist es möglich, in der Zylinderbohrung in dem Arbeitsbereich, wo der Beschleuniger-Pedalhub klein ist, wie während eines Kaltstarts oder eines Aufwärmbetriebes, durch Erhöhen der Einlassströmungsrate durch die Hilfs-Einlasskanal Turbulenzen zu erzeugen. Demzufolge wird es angenommen, dass, wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis festgelegt ist, um mager zu sein, die Abgaseigenschaft verbessert wird, während die Verbrennungsstabilität gesichert ist.
Jedoch mit der oben beschriebenen Vorrichtung, die den Hilfs-Einlasskanal verknüpft mit dem Beschleunigerpedal aufweist, ist der Öffnungsgrad des Strömungsraten-Steuerventiles in dem Hilfs-Einlasskanal sogar nach dem Ende des Aufwärmbetriebes in dem Leerlaufarbeitsbereich weit offen. Als ein Ergebnis ist die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal in dem Leerlaufarbeitsbereich hoch und führt zu einem Problem, dass die Leerlaufdrehzahl schwierig zu stabilisieren ist. Ein weiteres Problem ist eine Angelegenheit, dass sich die Abgaseigenschaft verschlechtern könnte, wenn die Turbulenz veranlasst wird in dem Fall aufzutreten, in dem das theoretische Luft-Kraftstoffverhältnis von λ = 1 einen Steuerziel in z. B. einem Niedrigdrehzahl- und Niedriglast-Arbeitsbereich bildet, weil der Kraftstoff wahrscheinlich dazu neigt, an der Innenwand des Zylinders anzuhaften.
Die US 4,304,211 zeigt eine Brennkraftmaschine wie oben vorgestellt.
Es ist ein Ziel der Erfindung eine Brennkraftmaschine, wie oben angezeigt, zu verbessern, um in der Lage zu sein, eine Leerlaufdrehzahl in einem Leerlaufarbeitsbereich nach dem Ende des Aufwärmbetriebes zu stabilisieren.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Brennkraftmaschine mit einer Einlassvorrichtung, einem Kraftstoffeinspritzventil, um Kraftstoff in einen Einlasskanal oder in eine Brennkammer einzuspritzen, einem Drosselventil, angeordnet auf der stromaufwärtigen Seite des Kraftstoffeinspritzventils, um eine Einlassströmungsrate durch den Einlasskanal veränderbar zu steuern, und einen Hilfs-Einlasskanal, um die Einlassströmungsrate in einen Teil des Einlasskanals auf der stromaufwärtigen Seite einer Einlassventilöffnung durch Verbinden eines Teiles des Einlasskanales auf der stromaufwärtigen Seite des Drosselventiles und einem Teil des Einlasskanales auf der stromaufwärtigen Seite der Einlassventilöffnung zu führen, um eine Einlassturbulenz in der Zylinderbohrung zu erzeugen, wobei die Einlassvorrichtung weiter einen Leerlaufkanal aufweist, um das Drosselventil zu umgehen, wenn das Drosselventil in einer Leerlaufposition ist, und ein Leerlaufdrehzahl-Steuerventil, um die Einlassströmungsrate durch den Leerlaufkanal veränderbar zu steuern.
Die Einlassvorrichtung kann weiter aufweisen ein Hilfseinlass-Steuerventil, um die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal veränderbar zu steuern; und
eine Steuerventil-Steuereinrichtung, um den Öffnungsgrad des Hilfseinlass-Steuerventiles auf den Öffnungsgrad gemeinsam mit dem Betriebszustand des Motors zu steuern.
Das Kraftstoffeinspritzventil kann angeordnet werden, um den Kraftstoff in die Richtung der Einlassventilöffnung zu spritzen und die stromabwärtige Endöffnung des Hilfs-Einlasskanales kann an dem Teil des Einlasskanales in der Nähe der Einlassventilöffnung angeordnet werden, um die aufgenommene Menge mit einer Richtung zu der Brennkammer zu führen, so dass in der Brennkammer eine Turbulenz erzeugt wird.
Die Steuerventil-Steuereinrichtung kann den Öffnungsgrad des Leerlaufsteuerventiles und das Hilfseinlass-Steuerventil kann gemeinsam mit dem Motorbetriebszustand steuern.
Die Steuerventil-Steuereinrichtung kann den Öffnungsgrad des Hilfseinlass-Steuerventils und des Leerlaufdrehzahl-Steuerventils so steuern, dass die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal größer als durch den Leerlaufkanal ist und das Luft-Kraftstoffverhältnis magerer als das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis in dem Arbeitsbereich ist, wo das Auftreten von Turbulenzen in der Brennkammer, wie während eines Kaltstartes und eines Aufwärmbetriebes, erforderlich ist.
Das Kraftstoffeinspritzventil kann angeordnet werden, um Kraftstoff in die Richtung zu der Einlassventilöffnung zu spritzen und die stromabwärtige Endöffnung des Hilfs-Einlasskanales kann auf der stromaufwärtigen Seite des Kraftstoffeinspritzventils angeordnet werden, so dass die aufgenommene Menge von der Öffnung entlang des Hilfs-Einlasskanal-Wandoberfläche fließt.
Die Steuerventil-Steuereinrichtung kann den Öffnungsgrad des Hilfseinlass-Steuerventiles so steuern, dass die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal während des Kaltstartes und des Aufwärmbetriebes größer als nach dem Ende des Aufwärmbetriebes ist und das Luft-/Kraftstoffverhältnis größer als das stöchiometrische Luft-/Kraftstoffverhältnis ist.
Die Steuerventil-Steuereinrichtung kann den Öffnungsgrad des Hilfseinlass-Steuerventiles so steuern, dass die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal angemessen ist, um eine bestimmte Leerlaufdrehzahl beizubehalten und dass das Luft-/Kraftstoffverhältnis ungefähr gleich zu dem stöchiometrischen Luft-/Kraftstoffverhältnis ist.
Entsprechend der Erfindung, da das Hilfseinlass-Steuerventil zum Steuern der Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal vorgesehen ist, und der Öffnungsgrad des Hilfseinlass-Steuerventiles auf den Öffnungsgrad mit dem Motorbetriebszustand gemeinsam gesteuert wird, wird die Abgaseigenschaft in dem Kaltstart-Arbeitsbereich in Abhängigkeit von dem Festlegen des Ziel-Öffnungsgrades für die Steuerung verbessert, die Leerlaufdrehzahl nach dem Ende des Aufwärmbetriebes wird stabilisiert, und das Problem des Verschlechterns in der Abgaseigenschaft kann vermieden werden.
Insbesondere z. B. mit dem zusätzlichen Merkmal, in dem die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal, angeordnet um die Einlassströmungsrichtung zu bilden, in dem kalten Arbeitsbereich, der eine Einlassturbulenz erfordert, größer als in dem normalen Leerlaufbetrieb gemacht ist, kann ein Wirbel in der Zylinderbohrung geformt werden, um eine Turbulenz, z. B. eine Verwirbelung oder einen Fallstrom zu erzeugen, eine stabilisierte Verbrennung kann erreicht werden, während das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf einen mageren Wert festgelegt ist, und die Abgaseigenschaft kann mit einer reduzierten Menge von HC und CO in dem kalten Arbeitsbereich verbessert werden.
Da das Leerlaufdrehzahl-Steuerventil zum Steuern der Einlassströmungsrate durch den Leerlaufkanal und das Hilfseinlass-Steuerventil zum Steuern der Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal vorgesehen sind, und der Öffnungsgrad von beiden Steuerventilen auf die Öffnungsgrade mit dem Motorbetriebszustand gemeinsam gesteuert wird, wird die Abgaseigenschaft in dem kalten Arbeitsbereich verbessert, wird die Leerlaufdrehzahl nach dem Ende des Aufwärmbetriebes stabilisiert, wird das Problem der Verschlechterung in der Abgaseigenschaft in Abhängigkeit von dem Festlegen des Ziel-öffnungsgrades für die Steuerung vermieden.
Besonders z. B. mit dem zusätzlichen Merkmal, in dem die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal, angeordnet um die Einlassströmungsrichtung in dem kalten Arbeitsbereich, der eine Einlassturbulenz erfordert, festzulegen, gegenüber dem normalen Leerlaufbetrieb erhöht ist, ist in der Zylinderbohrung ein Wirbel geformt, um eine Turbulenz, z. B. eine Verwirbelung und einen Fallstrom zu erzeugen, wird eine stabilisierte Verbrennung erreicht, während das Luft-/Kraftstoffverhältnis auf einen mageren Wert festgelegt ist, und die Abgaseigenschaft wird mit einer reduzierten Menge von HC und CO im dem kalten Arbeitsbereich reduziert.
Da das Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen ist, den Kraftstoff in die Einlassventilöffnung einzuspritzen, und die stromabwärtige Endöffnung des Hilfs-Einlasskanals auf der stromaufwärtigen Seite des Kraftstoffeinspritzventils angeordnet ist, so dass die aufgenommene Menge von der Öffnung entlang der Hilfseinlass-Kanalwandoberfläche fließt, ist es möglich, eine Turbulenz in der aufgenommenen Menge in dem Einlasskanal zu erzeugen, um die aufgenommene Menge, in der die Turbulenz noch in der Brennkammer während des Einlasshubes verbleibt, hereinzuziehen, um das Mischen von Kraftstoff mit Luft und das Verdampfen von Kraftstoff durch einspritzenden Kraftstoff in den Einlass, in dem die Turbulenz in dem Einlasskanal immer noch erzeugt wird, zu beschleunigen, um die Abgaseigenschaft in dem kalten Arbeitsbereich zu verbessern, um die Leerlaufdrehzahl nach dem Ende des Aufwärmbetriebes zu stabilisieren, und um das Problem des Verschlechterns in der Abgaseigenschaft zu vermeiden.
Besonders z. B. mit dem Merkmal, in dem die Steuerventil-Steuereinrichtung den öffnungsgrad des Hilfseinlass-Steuerventiles so steuert, dass die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal während des Kaltstartes und des Aufwärmbetriebes größer als nach dem Ende Aufwärmbetriebes ist, und dass das Luft-/Kraftstoffverhältnis größer als der theoretische Wert ist, ist es möglich, in dem Einlasskanal eine Turbulenz zu erzeugen, um eine stabilisierte Verbrennung während des Festlegens des Luft-/Kraftstoffverhältnisses auf einen mageren Wert zu erreichen, und die Abgaseigenschaft mit einer reduzierten Menge von HC und CO in dem kalten Arbeitsbereich zu verbessern.
Entsprechend des Ausführungsbeispieles mit dem zusätzlichen Merkmal, in dem die Steuerventil-Steuereinrichtung den Öffnungsgrad des Hilfseinlass-Luftsteuerventiles so steuert, dass die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal angemessen ist, um eine bestimmte Leerlaufdrehzahl beizubehalten, und dass das Luft-/Kraftstoffverhältnis ungefähr zu dem stöchiometrischen Wert gleich ist, ist es möglich, eine Einlassturbulenz in dem Einlasskanal zu erzeugen, und die Leerlaufdrehzahl mit der stabilisierten Verbrennung zu stabilisieren.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung dargestellt und in größerer Ausführlichkeit mittels bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
1 einen Gesamtaufbau der Brennkraftmaschine entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 eine beispielhafte Draufsicht der Einlassvorrichtung der Brennkraftmaschine ist.
3 ein Steuermerkmaldiagramm zum Erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung der Brennkraftmaschine ist.
4 ein Ablaufdiagramm zum erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung der Brennkraftmaschine ist.
5 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung der Brennkraftmaschine ist.
6 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung der Brennkraftmaschine ist.
7 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung der Brennkraftmaschine ist.
8 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung der Brennkraftmaschine ist.
9 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung der Brennkraftmaschine ist.
10 einen Gesamtaufbau der Einlassvorrichtung für einen Motor zeigt, der nicht unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fällt.
11 eine beispielhafte Draufsicht der Einlassvorrichtung ist.
12 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung ist.
13 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung ist.
14 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung ist.
15 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung ist.
16 ein Ablaufdiagramm zum Erläutern des Betriebs der Einlassvorrichtung ist.
17 eine beispielhafte Draufsicht eines modifizierten Beispieles des Hilfs-Einlasskanales wie in der 10 ist.
18 eine beispielhafte Draufsicht eines modifizierten Beispieles des Hilfs-Einlasskanales wie in der 10 ist.
Hierin fällt die Einlassvorrichtung, wie sie in den 10–16 gezeigt ist, nicht unter den Umfang der vorliegenden Erfindung und wird in der Beschreibung nur infolge des besseren Verständnisses derselben beibehalten.
Die 1 bis 9 dienen bezogen auf einige Ausführungsbeispiele zum Erläutern der Motor-Einlassvorrichtungen als die Ausführungsbeispiele der Erfindung. 1 zeigt einen Gesamtaufbau der Vorrichtung. 2 ist eine beispielhafte Zeichnung des Hilfs-Einlasskanals. 3 ist ein Steuermerkmalsdiagramm des Öffnungsgrades von verschiedenen Ventilen und der Veränderung in dem Luft-/Kraftstoffverhältnis im Verhältnis zu der verstrichenen Zeit. Die 4 bis 9 sind Ablaufdiagramme zum Erläutern der Steuervorgänge.
In den Zeichnungen ist ein Kraftfahrzeugmotor 1 eines wassergekühlten 4-Takt, Reihen-, 4-Zylinder-, 4-Ventiltyps gezeigt, der an einem Fahrzeug mit einer Kurbelwelle, die in die Richtung der Fahrzeugbreite gerichtet ist, montiert ist. Der allgemeine Aufbau des Motors 1 weist einen Zylinderblock 2 auf, der mit einem Kurbelgehäuse (nicht gezeigt), über den ein Zylinderkopf 3 und ein Kopfabdeckung 4 aufgesetzt und zusammen verschraubt einstückig gebildet sind. In jeder Zylinderbohrung 2a des Zylinderblockes 2 ist ein Kolben 5 zum freien Gleiten eingesetzt und mit der Kurbelwelle durch eine Pleuelstange 6 verbunden.
Jede der Brennkammeraussparungen 3a, gebildet in der Zylinderkopf-3-oberfläche auf der Seite passend mit dem Zylinderblock 2, ist mit zwei Auslassventilöffnungen 3b und zwei Einlassventilöffnungen 3c gebildet, um jeweils mit den Auslassventilen 7 und den Einlassventilen 8 geöffnet oder geschlossen zu werden. Die Auslassventile 7 und die Einlassventile 8 werden jeweils zum Öffnen oder schließen mit einer Auslass-Nockenwelle 9 und einer Einlassnockenwelle 10 angetrieben. Die Auslassventilöffnungen 3b werden zu der vorderen Wand des Zylinderblocks 2 durch die Auslassöffnungen 3d herausgeführt. Die äußeren Verbindungsanschlüsse der Auslassöffnungen 3d sind mit einem Verteiler 11a eines Auslasssystems 11 verbunden. Ein erster und ein zweiter Drei-Wege-Katalysator 12a und 12b ist auf der stromabwärtigen Seite des zu sammengehenden Abschnittes des Auslasssystems 11 angeordnet. Ein O₂-Sensor 13 ist auf der stromaufwärtigen Seite des ersten Drei-Wege-Katalysator 12a angeordnet.
Die Einlassventilöffnungen 3c werden jeweils zu der hinteren Wand des Zylinderblocks 2 durch die Einlassöffnungen 3e herausgeführt. Ein Kraftstoffeinspritzventil 20 für jeden Zylinder ist in der Mitte jeder Einlassöffnung 3e installiert. Jedes Einlassventil 20 spritzt, um Kraftstoff der Menge, die dem Motorbetriebszustand entspricht, in die Richtung der Einlassventilöffnung 3c in bestimmten Zeitabständen.
Die äußeren Verbindungsanschlüsse der Einlassventilöffnungen 3c sind mit dem Einlasssystem 14 verbunden. Das Einlasssystem 14 hat einen allgemeinen Aufbau, in dem die Einlassverteilerrohre 14a auf ihrer einen Seite mit den äußeren Verbindungsanschlüssen, wo die Einlassanschlüsse 3e für die Einlassventilöffnung 3c zusammentreffen, verbunden ist, und sind an ihrer anderen Seite mit einem Ansaugtank 14b, der ein bestimmtes Volumen hat, und der sich in die Richtung der Nockenwelle erstreckt, verbunden, wobei ein Drosselventil 15, eingesetzt zwischen einem Hauptrohr 14c auf der stromaufwärtigen Seite des Ansaugtanks 14b und einem Einlassrohr 14d, mit einem Luftfilter verbunden ist.
Der Drosselkörper 15 ist mit einem Drosselventil 15a einer Drosselklappen-Art, um die Einlassströmungsrate veränderbar zu steuern, und mit einem Leerlaufdrehzahl-Steuerventil (ISC) 15c einer Magnetspulen-Art versehen, um die Strömungsrate durch einen Bypass-Kanal 15b zum Umgehen des Drosselventiles 15a veränderbar zu steuern, wenn das Drosselventil 15a in einer minimalen Öffnungsposition ist.
Das Einlasssystem 14 ist auch mit einem Hilfs-Einlasskanal 16 versehen, der ein unmittelbar benachbartes stromaufwärtiges Seitenteil des Drosselventils 15a und ein benachbartes Teil der Einlassventilöffnungen 3c verbindet. Ein stromaufwärtiger Kanal 16a des Hilfs-Einlasskanales 16, verbunden mit der Innenseite der unmittelbar benachbarten stromaufwärtigen Seite des Drosselventiles 15a des Drosselkörpers 15, ist in vier Verteilungskanäle 16c durch Ausgangsrohr 16b, das sich in der Richtung der Nockenwelle erstreckt, verzweigt. Die stromabwärtige Endöffnung jedes der Verteilungskanäle 16c ist mit einer Düsen-3f-öffnung in der Mitte von einem der Einlassöffnungen 3e verbunden.
Wie oben beschrieben wird wegen der Anordnung, dass die stromabwärtige Endöffnung der Verteilungskanäle 16c räumlich nur mit einer Einlassventilöffnung 3c' verbunden ist, und dass die Form und die Öffnungsposition der Düse 3f so festgelegt sind, dass die aufgenommene Menge, zugeführt durch den Hilfs-Einlasskanal 16, eingeführt und gerichtet wird, um entlang der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderbohrung 2a zu fließen, ein Wirbel (ein horizontaler Wirbel) erzeugt und eine Einlassturbulenz wird in der Zylinderbohrung 2a erzeugt.
Hierbei kann eine alternative Anordnung vorgenommen werden, um die Einlassturbulenz in der Zylinderbohrung 2a zu erzeugen. D. h., die Einlassströmung wird in die Richtung zu der Deckenwand des Einlassanschlusses 3e abgelenkt, während sie von dem Teil der Einlassventilöffnung 3c in der Nähe der Zylinderbohrungsmitte in die Richtung der Zylinderachsrichtung (vertikale Richtung) in die Zylinderbohrung 2a gerichtet ist, so dass in der Zylinderbohrung 2a ein vertikaler Wirbel (Fallstrom) erzeugt wird.
Ein Hilfseinlass-Steuerventil 17 ist in den stromaufwärtigen Kanal 16a des Hilfs-Einlasskanals 16 eingesetzt, um die Einlassströmungsrate durch den Kanal 16 veränderbar zu steuern. Das Hilfseinlass-Steuerventil 17 ist von einer Magnetspulen-Art, um die Einlasskanalfläche oder die Hilfs-Einlassströmungsrate durch Leistungssteuerung veränderbar zu steuern, und wird mit einer ECU 18 gesteuert. Die ECU 18 dient als eine Steuerventil-Steuereinrichtung, um die Öffnungsgrade des Hilfseinlass-Steuerventils 17 und des ISC-Ventils 15c zu steuern. Die ECU 18 empfängt; Öffnungssignale (a) des Drosselventils 15a, Motortemperatursignale (b) von dem Wassertemperatursensor 19, Motordrehzahlsignale (c) von dem Kurbelwinkelsensor, um die Kurbelwellendrehzahl zu erfassen, und ein Luft-Kraftstoffsignal (d) von dem O₂-Sensor 13, und gibt aus entsprechend des Motorbetriebszustandes ein Kraftstoffeinspritz-Steuersignal (A) zu dem Kraftstoffeinspritzventil 20, ISC-Steuersignale (B) zu dem ISC-Ventil 15c, und ein Hilfseinlass-Steuersignal (C) zu dem Hilfseinlass-Steuerventil 17.
Jetzt werden die Funktionen und die Wirkungen der Einlassvorrichtung in dieser Form des Ausführungsbeispieles beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel steuert die ECU 18 den Öffnungsgrad des ISC-Ventils 15c und des Hilfseinlass-Steuerventils 17 entsprechend des Motorbetriebszustandes, der solche Parameter wie die Motortemperatur, den Drosselöffnungsgrad und die Motordrehzahl, und gleichzeitig Plandaten des Einspritzzeitpunktes und der Einspritzabstände des Kraftstoffeinspritzventils 20 entsprechend der eingespeicherten Plan daten und Tabellen oder Rückkopplungssteuerungen verwendet, so dass das mit dem O₂-Sensor 13 erfasste Luft-Kraftstoffverhältnis ein Zielwert wird.
Tabelle 1
In dem Arbeitsbereich, in dem die Einlassturbulenz erforderlich ist, um als Ergebnis eines erzeugten Wirbels aufzutreten, wird, wie die aufgenommene Menge in die Zylinderbohrung 2a eingeführt wird, insbesondere in dem Kaltstartbereich, wie während eines Kaltstartens oder Aufwärmbetriebes, in denen die Motortemperatur, die mit einem Wassertemperatursensor 19 erfasst wurde, unterhalb eines bestimmten Wertes ist (im Wesentlichen in einem Bereich innerhalb ungefähr 30 Sekunden von dem Start des Motors 1, wie mit R1 in der 3 gezeigt), das Hilfseinlass-Steuerventil 17 in einem breiten Öffnungsgrad, wie in dem Kasten in Tabelle 1 von Kalt (wie mit S1 in der 3 gezeigt) gehalten, und das ISC-Ventil 15c wird gesteuert, um innerhalb eines kleinen Bereiches (wie mit S2 in der 3 gezeigt) zu öffnen oder zu schließen. Auch die Kraftstoffein spritzrate (-zeitdauer) aus dem Kraftstoffeinspritzventil 20 wird so gesteuert, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis 16–17 (wie mit S3 in der 3 gezeigt) wird.
Bei der oben beschriebenen Anordnung wird die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal 16 größer als durch den Leerlaufkanal 15b und eine relativ große aufgenommene Menge wird durch den Hilfs-Einlasskanal 16 und eine des Einlassventilöffnungen 3c' in die Zylinderbohrung 2a eingeführt. Weil der Verteilungskanal 16c mit nur einer der Einlassventilöffnungen 3c' verbunden ist und die Form und die Anordnung der Düse 3f so festgelegt sind, dass die aufgenommene Menge gerichtet ist, um entlang des inneren Umfanges der Zylinderbohrung 2a zu fließen, wird ein Wirbel (ein horizontaler Einlasswirbel) in der Zylinderbohrung 2a erzeugt, die Verbrennung wird trotz des mageren Zustandes mit dem Luft-Kraftstoffverhältnis 16–17 stabilisiert, und das HC und das CO in dem Abgas werden reduziert.
Andererseits wird in dem Arbeitsbereich keine Einlassturbulenz zu der Zeit der niedrigen Drehzahl und der niedrigen Belastung bevorzugt, insbesondere wie in dem Kasten von Warm (1) in der Tabelle 1 gezeigt, wie während des Leerlaufs in dem Warm-Arbeitsbereich mit der Motortemperatur, die mit dem Wassertemperatursensor 19 erfasst wird, die bei oder höher als ein bestimmter Wert ist, das Hilfseinlass-Steuerventil 17 auf einem kleinen Öffnungsgrad oder geschlossen gehalten wird (wie mit S1' in der 3 gezeigt) und das ISC-Ventil 15c wird gewöhnlich auf einen Öffnungsgrad gesteuert, der von dem Drosselöffnungsgrad und der Motordrehzahl und mit der Kühlwassertemperatur bestimmt wird (wie mit S2' in der 3 gezeigt wird). Das Kraftstoffeinspritzventil 20 wird gesteuert, so dass das Luft-Kraftstoffverhältnis der theoretische Wert von λ = 1 wird (wie mit S3' in der 3 gezeigt).
Mit der oben beschriebenen Anordnung wird die aufgenommene Menge, eingeleitet durch den Hilfs-Einlasskanal 16 in die Zylinderbohrung 2a, reduziert und das Auftreten der Einlassturbulenz wird unterdrückt. Als ein Ergebnis haftet kein Kraftstoff in der inneren Zylinderwand selbst in dem Fall an, dass die Kraftstoffmenge mit dem Luft-Kraftstoffverhältnis bei dem theoretischen λ = 1 größer als in dem kalten Arbeitsbereich ist und eine Verschlechterung in der Abgaseigenschaft wird vermieden. Hierbei wird der Öffnungsgrad des Drosselventiles 15a auf einem Minimum oder leicht breiter als das Minimum gehalten.
In der Ruhelage des oben beschriebenen Arbeitsbereiches wird, wie in dem Kasten von Warm (2) in der Tabelle 1 gezeigt, das Hilfseinlass-Steuerventil 17 auf einem kleinen Öffnungsgrad oder geschlossen gehalten (wie mit S1'' in der 3 gezeigt) und das ISC-Ventil 15c wird gewöhnlich auf einen Öffnungsgrad gesteuert, der von dem Drosselöffnungsgrad und der Motordrehzahl bestimmt und mit der Kühlwassertemperatur korrigiert wird (wie mit S2'' in der 3 gezeigt). In diesem Arbeitsbereich fließt die aufgenommene Menge strömt durch das Drosselventil 15a und das Luft-Kraftstoffverhältnis wird bei einem theoretischen Wert als das Ziel gesteuert.
Als nächstes werden die Steuervorgänge für das ISC-Ventil 15c und das Hilfseinlass-Steuerventil 17 mittels der ECU 18 in Bezug auf die Ablaufdiagramme, die in den 4 bis 8 gezeigt sind, ausführlicher erläutert.
Bei dem Steuervorgang mit der ECU 18 werden z. B., wie in der 4 gezeigt, ein ISC-Steuerablauf und ein Hilfseinlass-Steuerventilablauf aller 2 Millisekunden (msec) ausgeführt.
Zuerst wird in dem Fall in dem ISC-Steuerablauf, wie in der 5 gezeigt, bei dem das Fahrzeug in Ruhe ist, das Drosselventil 15a vollständig geschlossen ist und die Motorwassertemperatur bei oder unter einem bestimmten Wert ist, eine erste Leerlaufsteuerung ausgeführt (Schritte S1 bis S3).
In der ersten Leerlaufsteuerung wird, wie in der 6 gezeigt, ein Öffnungsgrad-Anweisungswert in 50 msec Abständen entsprechend einer tatsächlichen Motorwassertemperatur unter Verwendung eines Öffnungsgrad-Tabelle, festgelegt als eine Funktion der Motorwassertemperatur, bestimmt, und der Betätiger des ISC-Ventiles 15c treibt das Ventilteil so an, dass der Öffnungsgrad des ISC-Ventiles 15c der Öffnungsgrad-Anweisungswert wird (Schritte S11 bis S13).
In dem Fall, dass das Fahrzeug bestimmt wird, in dem Schritt S1 nicht in der Ruhelage zu sein, und in dem Fall, dass das Drosselventil 15a bestimmt wird, in dem Schritt S2 nicht vollständig geschlossen zu sein, wird das ISC-Ventil 15c mittels Plan gesteuert. In der Steuerung mittels Plan des ISC-Ventiles 15c wird, wie in der 7 gezeigt, ein ISC-Wassertemperatur-Korrekturfaktor in 50 msec-Abständen aus einer ISC-Öffnungsgrad-Wassertemperatur-Korrekturtabelle, festgelegt als eine Funktion der Wassertemperatur (Schritte S21, S22), bestimmt, wird ein Basis-ISC-Öffnungsgrad aus einem ISC-Öffnungsgrad-Plan, festgelegt als eine Funktion der Motordrehzahl und dem Drosselöffnungsgrad (Einlassluft-Strömungsrate) (Schritt S23) bestimmt, wird ein ISC- Öffnungsgrad durch Berechnen des Produkts des Basis-ISC-Öffnungsgrades und des ISC-Wassertemperatur-Korrekturfaktors (Schritt S24) bestimmt, und der Betätiger des ISC-Ventiles 15c treibt das Ventilteil so an, dass der Öffnungsgrad des ISC-Ventiles 15c der Öffnungsgrad-Anweisungswert wird (Schritt S25).
In den oben beschriebenen Schritten S1 bis S3 wird in dem Fall, dass eine Bestimmung vorgenommen wird, dass das Fahrzeug in Ruhe ist, dass das Drosselventil vollständig geschlossen ist und dass die Motorwassertemperatur höher als ein voreingestellter Wert ist, das ISC-Ventil 15c rückgekoppelt gesteuert. in dieser ISC-Rückkopplungssteuerung wird, wie in der 8 gezeigt, ein Unterschied zwischen einer tatsächlichen Motordrehzahl und einer Ziel-Motordrehzahl in vorbestimmten Kurbeldrehwinkelintervallen bestimmt (Schritte S31, S32) und eine proportionale Einheit Pd und ein Integrationseinheit Id werden aus einer Steuerungs-Konstantentabelle, festgelegt als eine Funktion der Differenzialmotordrehzahl, bestimmt (Schritt S33). Ein ISC-Öffnungsgrad-Anweisungswert wird durch Addieren einer Integrationseinheit Idsum, bestimmt durch Addieren des Integrationswertes zu der Integrationseinheit zu der proportionalen Einheit Pd (schritt S34), bestimmt, und der Betätiger des ISC-Ventiles 15c treibt das Ventilteil so an, dass der Öffnungsgrad des ISC-Ventiles 15c der Öffnungsgrad-Anweisungswert wird (Schritt S35).
In dem Hilfseinlassventil-Steuerablauf wird, wie in der 9 gezeigt, ein Hilfseinlassventilöffnungsgrad-Anweisungswert gemeinsam mit der Motorwassertemperatur bei jedem Ablauf von 50 msec aus der Hilfseinlassventilöffnungsgrad-Tabelle als eine Funktion der Motorwassertemperatur festgelegt, und außerdem wird ein Arbeitsverhältnis gemeinsam mit dem Öffnungsgradanweisungswert bestimmt (Schritte S41, S42), und der Betätiger des Hilfseinlass-Steuerventiles 17 treibt das Ventilteil an, um es mit dem Arbeitsverhältnis (Schritt S42) zu öffnen oder zu schließen.
Mit diesem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird in dem kalten Arbeitsbereich, in dem die Einlassturbulenz erforderlich ist, die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal 16 erhöht und die Einlassströmung wird in die Zylinderbohrung 2a gerichtet und eingeführt, um einen horizontalen Wirbel oder einer vertikalen Wirbel zu erzeugen. Als ein Ergebnis wird in der Zylinderbohrung ein Wirbel erzeugt, wobei die Verbrennung trotz einer mageren Einstellung bei dem Luft-Kraftstoffverhältnis von 16–17 stabilisiert wird, und die Abgaseigenschaft wird mit einer geringen erzeugten Menge von HC und CO verbessert.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann in dem Arbeitsbereich, in dem die Einlassturbulenz nicht erforderlich ist, da die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal 16 vermindert ist und der Steuerbereich für die Einlassströmung durch den Leerlaufkanal 15b erhöht ist, die Leerlaufdrehzahl leicht eingestellt und stabilisiert werden. Da keine Turbulenz erzeugt wird, wird das Problem des Anhaltens von Kraftstoff an der Innenwand des Zylinders vermieden werden, selbst wenn das Luft-Kraftstoffverhältnis ungefähr bei einem theoretischen Wert ist, und die Verschlechterung in der Abgaseigenschaft wird vermieden.
Während das in dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel verwendete Abgassteuerventil 17 von einer Art ist, die in der Lage ist, die Einlassströmungsrate kontinuierlich, veränderbar zu steuern, kann das zu dieser Erfindung zugehörige Einlasssteuerventil von einer ein-und-aus-Steuerart sein, dass die Einlassströmung durch den Hilfs-Einlasskanal erlaubt oder stoppt. In dem Fall, dass solch ein ein-und-aus-Steuerventil verwendet wird, kann es aufgebaut sein, um die Einlassturbulenz in dem kalten Arbeitsbereich durch Einschalten des Ventiles zu erzeugen, und um die Einlassturbulenz am Auftreten in den oben beschriebenen Arbeitsbereichen von Warm (1) und Warm (2) durch Ausschalten des Ventiles zu hindern.
Während hier das oben beschriebene Ausführungsbeispiel sowohl das ISC-Ventil 15c zum Steuern der Strömungsrate durch den Leerlaufkanal 15b, und das Hilfseinlasssteuerventil 17 zum Steuern der Strömungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal 16 verwendet, kann es auch angeordnet werden, dass das Hilfseinlasssteuerventil 17 auch als das ISC-Ventil 15c dient.
Die 10 bis 16 zeigen eine Einlassvorrichtung, die nicht unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fällt.
Dieselben Symbole in den 10 bis 16 wie jene in den 1 bis 9 bezeichnen dieselben oder die entsprechenden Teile. In dieser Vorrichtung sind der Leerlaufkanal 15b und das ISC-Ventil 15c, die in dem ersten Beispiel verwendet wurden, weggelassen. Das stromaufwärtige Ende des stromaufwärtigen Kanals 16a des Hilfs-Einlasskanales 16 ist mit der Innenseite des Drosselkörpers 15 an einer Position unmittelbar stromauf des Drosselventiles 15a verbunden, während sein stromabwärtiges Ende durch das Ausgleichsrohr 16b verzweigt ist, das sich in die Nockenwellenrichtung in die vier Verteilungskanäle 16c mit jedem der Verteilungskanäle 16c erstreckt, die in das Innere an einer Position, die in die Richtung von einem der Einlassanschlüsse 3e' verlagert ist, eingesetzt sind. Überdies ist jeder Verteilungskanal 16c in die stromabwärtige Richtung gebogen, um sich entlang der inneren Deckenfläche eines der Einlassanschlüsse 3e' zu erstrecken. Die stromabwärtige Endöffnung 16d jedes Verteilungskanales 16c ist auf der stromaufwärtigen Seite des Auslaufs des Kraftstoffeinspritzventiles 20 angeordnet und von dem Auslauf beabstandet, um sich zu erstrecken, damit von der Öffnung 16d abgegebene Luft nicht direkt auf den von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 eingespritzten Kraftstoff auftrifft.
In dem Hilfs-Einlasskanal 16 ist ein Einlasssteuerventil 17' angeordnet, das sowohl von dem ISC-Ventil 15c, als auch dem Hilfseinlasssteuerventil 17 in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Das Einlasssteuerventil 17' wird mit der ECU 18 in einer in der Tabelle 2 gezeigten Weise gesteuert.
Tabelle 2
In dem kalten Arbeitsbereich wie während eines Kaltstart- oder eines Aufwärmbetriebes wird, wie in dem Kasten von Kalt in der Tabelle 2 gezeigt, das Einlasssteuerventil 17' auf einem breiten Öffnungsgrad gehalten und die Kraftstoffeinspritzrate (-dauer) von dem Kraftstoffeinspritzventil 20 wird so gesteuert, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis 16–17 wird.
Als ein Ergebnis ist die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal 16 erhöht und ein relativ große Menge von aufgenommenen Kraftstoff wird durch den Hilfs-Einlasskanal 16 zu einem der Einlassanschlüsse 3e' zugeführt. Wie später beschrieben werden wird, da der Druck der aufgenommenen Menge, die durch den Hilfs-Einlasskanal 16 zugeführt wird, infolge der Einlasspulsation schwankt, wird in dem Einlassabschnitt 3e' eine Turbulenz erzeugt, so dass Luft und Kraftstoff gut zusammen vermischt werden, die Atomisierung unterstützt wird und der Brennzustand verbessert wird.
In dem Niedriggeschwindigkeits-, Niedrigbelastungs-Arbeitsbereich nach dem Aufwärmbetrieb, und in dem Hochgeschwindigkeits-, Hochbelastungs-Arbeitsbereich wird das Einlasssteuerventil 17' normalerweise auf einen Öffnungsgrad, wie in den Kästen von Warm (1) und (2) in der Tabelle 2 gezeigt, gesteuert, der von der Motordrehzahl bestimmt und mit der Motorwassertemperatur korrigiert wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 20 wird so gesteuert, dass das Luft-Kraftstoffverhältnis den theoretischen Wert λ = 1 erreicht.
Der Steuervorgang des Einlasssteuerventils 17' mit der ECU 18 wird in Bezug auf die Ablaufdiagramme der 12 bis 16 beschrieben.
Wie für den Steuervorgang des Einlasssteuerventils 17', wie zuerst in der 12 gezeigt, wird ein Einlasssteuerventil-Steuerablauf z. B. in 2 msec Abständen wiederholt. In dem Einlasssteuerventil-Steuerablauf, wie in der 13 gezeigt, wird in dem Fall, dass das Fahrzeug im Ruhezustand ist, das Drosselventil vollständig geschlossen ist und die Motorwassertemperatur unter einem vorbestimmten Wert ist, eine erste Leerlaufsteuerung ausgeführt (Schritte S1 bis S3). In dem Fall, dass das Fahrzeug nicht in dem Ruhezustand ist, oder das Drosselventil nicht vollständig geschlossen ist, wird ein Steuerung nach Plan ausgeführt. In dem Fall, dass das Fahrzeug in einem Ruhezustand ist, das Drosselventil vollständig geschlossen ist und die Motorwassertemperatur an oder oberhalb eines vorbestimmten Wert ist, wird eine Rückkopplungssteuerung ausgeführt.
In der oben beschriebenen, ersten Leerlaufsteuerung wird, wie in der 14 gezeigt, eine Einlasssteuerungsventil-Öffnungsgradanweisung gemeinsam mit der tatsächlichen Motorwassertemperatur in 50 msec Abständen aus einer Einlassventilöffnungsgrad-Tabelle, festgelegt als eine Funktion der Motorwassertemperatur, bestimmt, und der Betätiger des Einlasssteuerventils 17' treibt das Ventilteil an, so dass der Öffnungsgrad des Einlasssteuerventils 17' der Öffnungsgrad-Anweisungswert wird (Schritte S11' bis S13').
In der Steuerung nach Plan des oben beschriebenen Einlasssteuerventils wird, wie in der 15 gezeigt, ein Einlasssteuerventil-Wassertemperatur-Korrekturfaktor in 50 msec Abständen aus einer Einlasssteuerventil-Wassertemperatur-Korrekturtabelle, festgelegt als eine Funktion der Motorwassertemperatur, bestimmt (Schritte S21', S22'), wird ein Basis-Einlasssteuerventilöffnungsgrad aus einem Einlasssteuerventilöffnungsgrad-Plan, festgelegt als eine Funktion der Motordrehzahl und des Drosselöffnungsgrades (Einlassluftrate) (Schritt S23'), bestimmt, wird ein Einlasssteuerventilöffnungs-Anweisungswert durch Aufsummieren des Basis-Einlasssteuerventilöffnungsgrades und des Einlasssteuerventil-Wassertemperatur-Korrekturfaktors bestimmt (Schritt S24'), und der Betätiger des Einlasssteuerventils 17' treibt das Ventilteil an, so dass der Öffnungsgrad des Einlasssteuerventils 17' der Öffnungsgrad-Anweisungswert wird (Schritte S25').
In der oben beschriebenen Rückkopplungssteuerung wird, wie in der 16 gezeigt, ein Unterschied zwischen einer tatsächlichen Motordrehzahl und einer Ziel-Motordrehzahl in vorbestimmten Kurbeldrehwinkelabständen (Schritte S31', S32') bestimmt, und ein proportionaler Ausdruck Pd und ein Integrationseinheit Id werden aus einer Tabelle der Steuerkonstanten, festgelegt als eine Funktion der Differenzmotordrehzahl, bestimmt (Schritt S33'). Ein Einlasssteuerventil-Öffnungsgrad-Anweisungswert wird durch Addieren eine Integrationseinheit Idsum bestimmt, bestimmt durch Addieren des integrierten Wertes in die Integrationseinheit zu der proportionalen Einheit Pd (Schritte S34', S35'), und der Betätiger des Einlasssteuerventils 17' treibt das Ventilteil an, so dass der Öffnungsgrad des Einlasssteuerventils 17' der Öffnungsgrad-Anweisungswert wird (Schritt S36').
Auf diese Weise wird, da das stromabwärtige Ende des Verteilungskanales 16c des Hilfs-Einlasskanals 16 auf der stromaufwärtigen Seite des Auslasses des Kraftstoffeinspritzventils 20 angeordnet ist, so dass die aufgenommene Menge von der Öffnung entlang der Deckenwandoberfläche des Einlassanschlusses 3e' fließt, in dem Einlassanschluss 3e' eine Turbulenz erzeugt, die aufgenommene Menge, die noch die Turbulenz enthält, wird in die Brennkammer in dem Ansaughub eingeführt, und der Kraftstoff wird eingespritzt, in dem die Turbulenz in dem Einlassanschluss 3e' erzeugt wird, so dass das Mischen und das Verdampfen von Luft und Kraftstoff beschleunigt werden, die Verbrennung wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, in dem die Turbulenz in der Brennkammer erzeugt wird, verbessert wird, die Abgaseigenschaft in dem kalten Arbeitsbereich verbessert wird, die Leerlaufdrehzahl nach dem Aufwärmbetrieb stabilisiert wird, und das Problem der Verschlechterung in der Abgaseigenschaft vermieden wird.
Da der Öffnungsgrad des Einlasssteuerventils 17' gesteuert wird, so dass die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal 16 während eines Kaltstart- und eines Aufwärmbetriebes größer als nach dem ende des Aufwärmbetriebes ist, und dass das Luft-Kraftstoffverhältnis größer als der theoretische Wert ist, ist es möglich, eine Turbulenz in dem Einlassanschluss 3e zu erzeugen, die Verbrennung während des Festlegens des Luft-Kraftstoffverhältnisses auf einen mageren Wert zu stabilisieren, um die Menge von HC und CO in dem kalten Arbeitsbereich zu reduzieren und um die Abgaseigenschaft zu verbessern.
In dem Leerlaufarbeitsbereich nach dem Ende des Aufwärmbetriebes, da der Öffnungsgrad des Einlasssteuerventils 17' gesteuert wird, so dass die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal 16 angemessen wird, um eine bestimmte Leerlaufdrehzahl beizubehalten, und dass das Luft-Kraftstoffverhältnis ungefähr der theoretische Wert wird, wird die Einlassturbulenz in dem Einlassanschluss 3e erzeugt, die Verbrennung stabilisiert und die Leerlaufdrehzahl stabilisiert.
Wie das Luft-Kraftstoffgemisch und das Atomisieren (Verdampfung) von Kraftstoff durch das Zuführen verbessert werden, wird die durch den Hilfs-Einlasskanal 16 in dem Einlassabschnitt 3e' aufgenommene Menge ausführlicher beschrieben.
Im Wesentlichen verändert sich der Differentialdruck zwischen dem Einlassluftvakuum und dem Atmosphärendruck infolge der Pulsation. In dieser Vorrichtung ist das stromaufwärtige Ende des Hilfs-Einlasskanals 16 mit der atmosphärischen Druckfläche auf der stromaufwärtigen Seite des Drosselventiles 15a verbunden. Demzufolge kann es in Betrachtung gezogen werden, dass sich der Druck der aufgenommenen Menge, die durch den Hilfs-Einlasskanal 16 fließt, mit der Einlasspulsation verändert. Und weil das Ausgleichsrohr 16b in einer räumlichen Verbindung mit den anderen Zylindern ist, kann auch in Betrachtung gezogen werden, dass der Druck von Veränderungen in dem Einlassvakuum in anderen Zylindern betroffen ist.
Demzufolge wird ein beträchtlicher Betrag der Turbulenz in Betrachtung gezogen, um in der Luftströmung von dem stromabwärtigen Endöffnung 16d des Verteilungskanals 16c des Hilfs-Einlasskanals 16 in den Einlassanschluss 3e' aufzutreten. Als ein Ergebnis kann in Betracht gezogen werden, dass eine Turbulenz auch in der aufgenommenen Menge auftritt, die durch die Düsenfläche des Kraftstoffeinspritzventils 20, angeordnet in dem Einlassabschnitt 3e', fließt.
Insbesondere ist, wie für den Kraftstoffeinspritzzeitpunkt in dem in der Tabelle 1 gezeigten kalten Arbeitsbereich, die Kraftstoffeinspritzung nahezu darüber, in der Nähe von 100 Grad vor dem oberen Totpunkt (in dem Auslasshub). Dies bedeutet, der Kraftstoff wird in die aufgenommene Menge, in der die Turbulenz erzeugt worden ist, eingespritzt, so dass der eingespritzte Kraftstoff der Luftturbulenz unterworfen wird, bevor das Einlassventil geöffnet wird, um die aufgenommene Menge in den Zylinder einzuleiten. Dies verbessert das Mischen von Kraftstoff mit Luft und beschleunigt die Verdampfung von Kraftstoff. Als ein Ergebnis wird der Verbrennungszustand verbessert und insbesondere wird die Abgaseigenschaft selbst in dem Fall verbessert, dass die Fallströmung oder der Wirbel nicht wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erzeugt werden.
Für die Ausbildung des Hilfs-Einlasskanals 16 können verschiedene Modifikationen, wie z. B. in den 17 und 18 gezeigt, verwendet werden. In diesen Figuren bezeichnen dieselben Symbole wie jene in der 11 dieselben oder äquivalente Teile.
17 zeigt ein Beispiel, in dem jedes der beiden Enden des Ausgleichsrohres 16b ein Sub-Ausgleichsrohr 16b' hat, das mit seinen beiden Enden mit einem Verteilerkanal 16c verbunden ist. 18 zeigt ein weiteres Beispiel, in dem jedes der beiden Enden des Ausgleichsrohres 16b das Sub-Ausgleichsrohr 16b' hat, das mit jedem von seinem beiden Enden ein Sub-Ausgleichsrohr 16b'' hat, und mit jedem von seinen mit dem Verteilerkanal 16c verbunden ist. In diesem Beispiel sind sowohl die Einlassanschlüsse 3e, als auch 3e' mit dem Verteilerkanal 16c versehen.
Da in den modifizierten Beispielen, die in den 17 und 18 gezeigt werden, die Ausgleichsrohre in einer mehrfachen Anzahl von Stufen vorgesehen sind, wird die zu jedem Zylinder zugeführte Einlassströmung mit anderen Zylindern weniger beeinflusst und die Einlassströmungsrate wird mit hoher Genauigkeit gesteuert.

Claims

Brennkraftmaschine (1) mit einer Einlassvorrichtung (14), einem Kraftstoffeinspritzventil (20), um den Kraftstoff in einen Einlasskanal oder eine Brennkammer (3a) einzuspritzen, einem Drosselventil (15a), angeordnet auf einer stromaufwärtigen Seite des Kraftstoffeinspritzventils (20), um eine Einlassströmungsrate durch den Einlasskanal veränderbar zu steuern, und einem Hilfs-Einlasskanal (16), um die Einlassströmungsrate zu einem Teil des Einlasskanales auf der stromaufwärtigen eines Einlassventiles (8) zu führen, der sich durch Verbinden eines Teiles des Einlasskanales auf der stromaufwärtigen Seite des Drosselventiles (15a), und eines Teiles des Einlasskanales auf der stromaufwärtigen Seite der Einlassventilöffnung öffnet, um eine Einlassturbulenz in der Zylinderbohrung zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassvorrichtung (14) außerdem aufweist einen Leerlaufkanal (15b), um das Drosselventil (15a) zu umgehen, wenn das Drosselventil (15a) in einer Leerlaufposition ist, und ein Leerlaufdrehzahl-Steuerventil (15c), um die Einlassströmungsrate durch den Leerlaufkanal (15b) veränderbar zu steuern.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Hilfs-Einlasssteuerventil (17) zum veränderbaren Steuern der Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal (16).
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Steuerventil-Steuereinrichtung (18) zum Steuern des Öffnungsgrades des Hilfs-Einlasssteuerventiles (17) auf einen Öffnungsgrad entsprechend des Motorbetriebszustandes.
Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffeinspritzventil (20) angeordnet ist, um den Kraftstoff in die Richtung der Einlassventilöffnung (3c) einzuspritzen, und die stromabwärtige Endöffnung des Hilfs-Einlasskanales an dem Teil des Einlasskanales in der Nähe der Einlassventilöffnung (3c) angeordnet ist (16), um den Einlass mit einem Richtvermögen zu der Brennkammer (3a) zu beladen, so dass in der Brennkammer (3a) eine Turbulenz erzeugt wird.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventil-Steuereinrichtung (18) den Öffnungsgrad des Leerlaufdrehzahl-Steuerventiles (15c) und das Hilfs-Einlasssteuerventil (17) entsprechend des Betriebszustandes des Motors (1) steuert.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventil-Steuereinrichtung (18) den Öffnungsgrad des Hilfs-Einlasssteuerventiles (17) und des Leerlaufdrehzahl-Steuerventiles (15c) steuert, so dass die Einlassströmungsrate durch die Hilfs-Einlasskanal (16) größer wird als durch den Leerlauflaufkanal (15b) und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis magerer als ein stöchiometrisches Luft-/Kraftstoff-Verhältnis in dem Betriebsbereich ist, wo das Auftreten von Turbulenzen in der Brennkammer (3a) erforderlich ist, wie während eines Kaltstarts und eines Aufwärmbetriebes.
Brennkraftmaschine (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffeinspritzventil (20) angeordnet ist, um den Kraftstoff in die Richtung zu der Einlassventilöffnung (3c) einzuspritzen und die stromabwärtige Endöffnung des Hilfs-Einlasskanales (16) auf der stromaufwärtigen Seite des Austritts des Kraftstoffeinspritzventiles (20) angeordnet ist, so dass der Einlass von der Öffnung entlang der Hilfs-Einlasskanal-Wandoberfläche fließt.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventil-Steuereinrichtung (18) die Öffnung des Hilfs-Einlasssteuerventiles (17) steuert, so dass die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal (16) während des Kaltstarts und des Aufwärmbetriebs größer als nach dem Ende des Aufwärmbetriebes ist, und dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis größer als das stöchiometrisches Luft-/Kraftstoff-Verhältnis ist.
Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventil-Steuereinrichtung (18) den Öffnungsgrad des Hilfs-Einlass- (16) Steuerventiles (17) steuert, so dass die Einlassströmungsrate durch den Hilfs-Einlasskanal (16) angemessen ist, um eine bestimmte Leerlaufdrehzahl beizubehalten, und dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis ungefähr gleich zu dem stöchiometrischen Luft-/Kraftstoff-Verhältnis ist.