Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauart sowie Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung

专利摘要:
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist mit einem Kraftstoffeinspritzventil (43) zum Einspritzen von Kraftstoff in eine Verbrennungskammer (2) versehen und mit einem Lufteinblasventil (44) zum Einblasen von Luft in die Verbrennungskammer (2). Eine Kraftstoffeinspritzöffnung (69a), die sich in die Verbrennungskammer (2) öffnet, ist entsprechend dem Kraftstoffeinspritzventil (43) vorgesehen, und mehrere Lufteinblasöffnungen (69b), die sich in die Verbrennungskammer (2) öffnen, sind entsprechend dem Lufteinblasventil (44) vorgesehen. Eine Konstruktion ist so ausgelegt, dass Kraftstoff und Luft, die von der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) und den Lufteinblasöffnungen (69b) eingespritzt bzw. eingeblasen werden, an einem Kollisionspunkt (HP) miteinander in Kollision geraten. Die Form, Größe und Richtung der Kraftstoffeinspritzöffnungen (69a) werden spezifiziert. Ähnlich werden die Anzahl, Form, Größe und Richtung der Lufteinblasöffnung (69b) ebenso wie ihre Anordnung in Bezug auf die Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) spezifiziert. Eine Konstruktion ist so ausgelegt, dass die Größe eines Kraftstoffsprühstoßes und diejenige der Luftstrahlen am Kollisionspunkt (HP) zueinander gleich werden. Eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung ist mit verschiedenen Sensoren (21 bis 25) zur Erfassung eines Betriebszustandes eines Motors versehen und mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) (30) zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzventils (43) und des Lufteinblasventils (44), unabhängig ...
公开号:DE102004003545A1
申请号:DE200410003545
申请日:2004-01-23
公开日:2004-08-26
发明作者:Masaya Obu Hayakawa；Kazuhiro Obu Yoneshige
申请人:Aisan Industry Co Ltd；
IPC主号:F02B17-00

专利说明:
[0001] Die vorliegende Erfindung beziehtsich auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauart,die in der Lage ist, Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammereines Verbrennungsmotors einzuspritzen. Genauer gesagt bezieht sichdie vorliegende Erfindung auf eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart, die so aufgebaut ist, dass der von einemKraftstoffeinspritzventil eingespritzte Kraftstoff und von einemGaseinblasventil eingeblasenes Gas zum Zusammenstoß gebracht werden.
[0002] Die vorliegende Erfindung beziehtsich ferner auf eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung, die ineinem Verbrennungsmotor der Direkteinspritzbauart angewandt wird,wobei Kraftstoff direkt in eine Verbrennungskammer eingespritztwird. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auchauf eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor,die so aufgebaut ist, dass sie ein Kraftstoffeinspritzventil undein Gaseinblasventil in solcher Art und Weise steuert, dass Kraftstoff,der von dem Kraftstoffeinspritzventil in eine Verbrennungskammereingespritzt wird, und Gas, das von dem Gaseinblasventil in dieVerbrennungskammer eingeblasen wird, zu einem Zusammenstoß gebracht werden.
[0003] Als herkömmliche Kraftstoffeinspritzsysteme sindbeispielsweise in den folgenden Patentdokumenten 1 und 2 Kraftstoffeinspritzvorrichtungenoffenbart, die so aufgebaut sind, dass Kraftstoff, der von einemKraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, und Luft, die von einemLufteinblasventil eingeblasen wird, zu einem Zusammenstoß gebrachtwerden.
[0004] In dem Patentdokument 1 wird beschrieben, dassin einem Ottomotor der Direkteinspritzbauart (Direkteinspritzer)ein Einbauwinkel eines Lufteinblasventils und der eines Kraftstoffeinspritzventilsjeweils in einem Winkel eingestellt ist, bei dem sich beide Einspritzachsensowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung kreuzenund beide Einspritzeinrichtungen einem Verbrennungskammerhohlraumgegenüberliegen.In dem Patentdokument 1 wird beschrieben, dass Kraftstoff konstruktionsgemäß zur Zeitder Einspritzung währendeines Ansaughubs (Ansaugtakt) zerstäubt werden kann, da sich dieLufteinblasachse und die Kraftstoffeinspritzachse kreuzen, und,da die eingeblasene Luft in das Innere des Hohlraums der Verbrennungskammer gerichtetwird, ist es möglich,das Anhaften von Kraftstoff an derselben Kammer zu unterdrücken unddie Erzeugung von Rauch und unverbranntem Kohlenwasserstoff zu verringern.
[0005] Andererseits wird in dem Patentdokument2 beschrieben, dass in einem Verbrennungsmotor der Kraftstoffeinspritzbauart,nicht jedoch einer Direkteinspritzbauart, ein Paar Luftunterstützungsöffnungen soausgebildet sind, so dass sich deren Kraftstoffeinspritzrichtungenan beiden Seiten einer Kraftstoffeinspritzöffnung in einer Ebene kreuzen,die im wesentlichen die Kraftstoffeinspritzöffnung enthält. Es wird in demselben Patentdokumentbeschrieben, dass eine Kraftstoffströmung, die von der Kraftstoffeinspritzöffnung eingespritztwird, konstruktionsbedingt durch Luftströmungen von deren beiden Seiteneingeengt wird und insgesamt flach wird.
[0006] Um in einem Verbrennungsmotor derDirekteinspritzbauart eine optimale Verbrennungsleistung zu erzielen,ist es notwendig, die Zerstäubungdes Kraftstoffes fürdie Verbesserung der Verbrennbarkeit über den gesamten Bereich derMotorbetriebszuständezu fördern.In einem Verbrennungsmotor der Direkteinspritzbauart ist es darüber hinausnotwendig, eine Sprühdurchdringungsdistanz(Abstand von einer Kraftstoffeinspritzöffnung eines Kraftstoffeinspritzventilsbis zu einer Spitze des Sprühstoßes) undeine Sprühformeinzustellen, damit erreicht wird, dass eine Verbrennungsleistungeinem Kaltstart oder einem Teillastbetrieb gerecht wird.
[0007] Es ist ein Verbrennungsmotor derDirekteinspritzbauart bekannt, bei dem der Druck des einem KraftstoffeinspritzventilzugeführtenKraftstoffes konstant gehalten wird. In diesem Fall ist die Wandoberflächentemperatureiner Verbrennungskammer niedrig, wenn der Verbrennungsmotor imKalten gestartet wird, so dass der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzteKraftstoff an der Wandoberflächeder Verbrennungskammer haftet und es wird schwierig, ihn zu verdampfen,mit der daraus folgenden Gefahr, dass die Verbrennungsleistung verschlechtertwird, was zu einem Verschlechtern der Abgasemissionen des Verbrennungsmotorsführt.
[0008] Im Teillastbetrieb des Verbrennungsmotors istes notwendig, einen Kraftstoffsprühstoß zu erzeugen, der keine Ansaugströmung hervorruft,um eine effektive Schichtladungsverbrennung zu realisieren. Mitanderen Worten, es ist notwendig einen Kraftstoffsprühstoß zu erzeugen,der eine starke Trägheitskraftund eine großeSprühdurchdringungsdistanz(Abstand von einer Kraftstoffeinspritzungsöffnung eines Kraftstoffeinspritzventilsbis zu einem Sprühstoßende zueiner gewissen Zeit, die nach dem Einspritzen von Kraftstoff verstrichenist) besitzt. Des weiteren ist es in einem Verbrennungsmotor derDirekteinspritzbauart notwendig, einen Kraftstoffsprühstoß zu zerstäuben, umdie Ansaugeffizienz durch Kraftstoffverdampfungsabkühlung imgesamten Bereich der Motorbetriebszustände zu verbessern.
[0009] In dem Verbrennungsmotor der Direkteinspritzbauartbestand sogar in dem Fall, in dem der Kraftstoffdruck für das Kraftstoffeinspritzventilvariabel gestaltet wurde, bislang die Gefahr, dass der Kraftstoffdrucknicht bis auf ein vorbestimmtes Niveau ansteigt, sondern zum Zeitpunktdes Startens des Motors niedrig bleibt, mit der Folge einer Verschlechterungder Zerstäubungeines Kraftstoffsprühstoßes. Dadas üblicherweiseverwendete Kraftstoffeinspritzventil eine feste Kraftstoffeinspritzöffnung besitzt,war es des weiteren bislang unmöglich,die Sprühstoßdurchdringungsdistanzund einen Sprühpartikeldurchmesservon Kraftstoff zu verändern,obwohl es möglichgewesen ist, den Kraftstoffdruck zu verändern.
[0010] In einem Verbrennungsmotor der Direkteinspritzbauartist es deshalb zum Zeitpunkt des Kaltstartens oder in einem Volllastbetriebnotwendig, die Zerstäubungdes gesamten Kraftstoffsprühstoßes zu fördern unddie Sprühdurchdringungsdistanzzu verkürzen,währendes in einem Teillastbetrieb notwendig ist, die Zerstäubung desgesamten Kraftstoffsprühstoßes zu fördern unddie Sprühdurchdringungsdistanzzu verlängern.Im allgemeinen ist die Sprühstoßform vonKraftstoff in Übereinstimmungmit der Form einer Verbrennungskammer eingestellt und es ist deshalbvorteilhaft, dass die Sprühstoßform nichtverändertwird, oder dass die Sprühstoßdurchdringungsdistanzund der Sprühstoßpartikeldurchmesservariabel gestaltet werden, währenddie Ähnlichkeitder Sprühstoßform beibehaltenwird.
[0011] In dem folgenden Patentdokument 3ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung offenbart, bei der Kraftstoff,der von einem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, und Luft,die von einem Lufteinblasventil eingeblasen wird, miteinander korrelieren.Gemäß der darinoffenbarten Einspritzvorrichtung kann Kraftstoff und Luft ausgespritztbzw. ausgeblasen werden, jeweils unabhängig voneinander, und es wirdeine optimale Sprühstoßform erhalten,die sich mit einem Betriebszustand eines Verbrennungsmotors deckt.
[0012] Patentdokument 1: ungeprüfte Japanische PatentveröffentlichungNr. 2000-97032 (Seiten 5 und 6, 10 und 11); Patentdokument2: ungeprüfteJapanische PatentveröffentlichungNr. Hei 4(1992)-50469 (Seiten 2 bis 6, 2); Patentdokument 3: ungeprüfte JapanischePatentveröffentlichungNr. Hei 11(1999)-280593 (Seiten 2 bis 4, 1 bis 5).
[0013] In dem im obigen Patentdokument 1beschriebenen Verbrennungsmotor wird jedoch dann, wenn eine große Luftmenge,die der Menge der Ansaugluft entspricht, in Kollision mit Kraftstoffzur Zeit der Schichtladungsverbrennung (hauptsächlich im Teillastbetrieb)eingeblasen wird, dass daraus resultierende Luft-Kraftstoffgemisch verteilt und es wird unmöglich, dasGemisch zu schichten, wie es füreine Schichtladungsverbrennung erforderlich ist. Folglich ist esin der Schichtladungsverbrennung unmöglich, eine Kraftstoffzerstäubung durchLuftkollision zu bewirken, mit dem Ergebnis, dass es bislang unmöglich war,die Zerstäubungvon Kraftstoff überden gesamten Bereich der Betriebszustände zu erzielen, die erforderlichist, um eine optimale Verbrennungsleistung in einem Verbrennungsmotorder Direkteinspritzbauart zu erzielen.
[0014] In den Patentdokumenten 1 und 2 istkeine Konstruktion beschrieben, die eine Einstellung des Sprühstoßdurchdringungsabstandesund der Sprühformgestattet. Deshalb war es fürdie Erzielung einer Verbrennungsleistung, die sich mit dem Kaltstarteines Verbrennungsmotors oder mit einem Teillastbetrieb des Motorsdeckt, unmöglich,die Sprühstoßdurchdringungsdistanzund die Sprühstoßform einzustellenund folglich war es unmöglich,die Verbrennungsleistung zu verbessern.
[0015] Des weiteren ist in den Patentdokumenten1 und 2 lediglich die Konstruktion beschrieben, bei der Luft miteinem Kraftstoffsprühstoß in Kollisiongebracht wird. Eine Konstruktion, bei der Luft gleichmäßig miteingesprühtemKraftstoff in Kollision gebracht wird, um der gesamten Verteilungdes eingesprühten Kraftstoffsgerecht zu werden, wird darin weder beschrieben noch vorgeschlagen.Es war somit unmöglich,insgesamt Kraft stoff gleichmäßiger undfeiner zu zerstäubenund folglich war es unmöglich,die Verbrennungsleistung zu verbessern.
[0016] Andererseits ist es in der in demPatentdokument 3 beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtung unmöglich, dieSprühstoßdurchdringungsdistanz oderden Sprühpartikeldurchmesser überhauptvariabel zu gestalten, da Kraftstoff und Luft nicht miteinanderzum Kollidieren gebracht werden. Somit ist so wie in dem Fall derPatentdokumente 1 und 2 zur Erzielung einer Verbrennungsleistung,die dem Kaltstart eines Verbrennungsmotors oder einem Teillastbetriebdes Motors gerecht wird, unmöglich,die Sprühstoßdurchdringungsdistanzoder den Sprühstoßpartikeldurchmesservariabel zu gestalten und daher ist es unmöglich, die Verbrennungsleistungzu verbessern.
[0017] Die vorliegende Erfindung wurde inAnbetracht der oben erwähntenUmständegetätigtund es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart bereitzustellen, die in der Lage ist,die Zerstäubungvon Kraftstoff überden gesamten Bereich der Betriebszustände zu bewirken.
[0018] Es ist ein Ziel der Erfindung, eineKraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauart bereitzustellen,die in der Lage ist, die Sprühstoßdurchdringungsdistanzund die Sprühstoßform einzustellen, zusätzlich zuder vorgenannten Aufgabe. Es ist zusätzlich ein weiteres Ziel dervorliegenden Erfindung, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung derDirekteinspritzbauart bereitzustellen, bei der ein Gasstrahl von ungefähr derselbenGröße wie einKraftstoffsprühstoß mit demKraftstoffsprühstoß in Kollisiongebracht wird, wodurch es ermöglichtwird, Kraftstoff überden gesamten Kraftstoffsprühstoß in feinere Partikelzu zerstäuben.
[0019] Es ist ein weiteres Ziel der vorliegendenErfindung, eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für einenVerbrennungsmotor der Direkteinspritzbauart bereitzustellen, wobeidie Sprühstoßdurchdringungsdistanzoder der Sprühstoßpartikel durchmesserdes Kraftstoffes in Abhängigkeiteines Unterschiedes der Betriebszustände des Motors verändert wird,um einen optimalen Kraftstoffsprühstoß zu erhalten,wodurch eine Verbesserung der Kraftstoffverbrennungsleistung erzieltwird.
[0020] Zusätzliche Aufgaben und Vorteileder Erfindung werden teilweise in der nachfolgenden Beschreibungausgeführtund sind anhand der Beschreibung teilweise offensichtlich oder können während derRealisierung der Erfindung in Erfahrung gebracht werden.
[0021] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindungwird durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung gemäß Anspruch1 bzw. durch eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch18 gelöst.Weitere vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung sind Gegenstandder abhängigenAnsprüche.
[0022] Gemäß einem Aspekt der Erfindungist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartvorgesehen, die ein Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen vonKraftstoff in eine Verbrennungskammer eines Verbrennungsmotors,der ein Ansaugventil und ein Auslassventil enthält, und ein Gaseinblasventilzum Einblasen von Gas in die Verbrennungskammer besitzt, wobei dieKraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauart folgendeBauteile aufweist: das eine Kraftstoffeinspritzventil, wobei eine odermehrere Kraftstoffeinspritzöffnungenvorgesehen sind, entsprechend dem Kraftstoffeinspritzventil, diezu der Verbrennungskammer hin geöffnetsind; und wenigstens ein Gaseinblasventil, wobei eine oder mehrGaseinblasöffnungenentsprechend dem Gaseinblasventil vorgesehen und zu der Verbrennungskammerhin geöffnetsind, wobei die Form, Größe, Richtungund Anordnung der Kraftstoffeinspritzöffnung spezifiziert ist, undwobei die Anzahl, die Form, die Größe, die Richtung und die Anordnung hinsichtlichder Kraftstoffeinspritzöffnungder Gaseinblasöffnungspezifiziert ist, wobei Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventildurch die Kraftstoffeinspritzöffnungin die Verbrennungskammer eingespritzt wird und Gas, das von demGaseinblasventil durch die Gaseinblasöffnung in die Verbrennungskammereingeblasen wird, in Kollision zueinander gebracht werden.
[0023] Gemäß einem anderen Aspekt derErfindung ist eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotorvorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie folgende Bauteileaufweist: ein Kraftstoffeinspritzventil, das eine Kraftstoffeinspritzöffnung enthält, diezu einer Verbrennungskammer hin geöffnet ist, und die dazu dient,unter Druck stehenden Kraftstoff aus der Kraftstoffeinspritzöffnung indie Verbrennungskammer einzuspritzen; ein Gaseinblasventil, daseine Gaseinblasöffnungenthält,die zur Verbrennungskammer hin geöffnet ist, und dazu dient,unter Druck stehendes Gas aus der Gaseinblasöffnung in die Verbrennungskammereinzublasen, wobei die Richtung der Gaseinblasöffnung und die Richtung derKraftstoffeinspritzöffnungso eingestellt sind, dass das Gas, das durch die Gaseinblasöffnung eingeblasenwird, mit einem Kraftstoffsprühstoß kollidiert,der aus der Kraftstoffeinspritzöffnungeingespritzt wird, verschiedene Sensoren zur Erfassung eines Betriebszustandesdes Verbrennungsmotors; und eine elektronische Steuereinheit zurSteuerung des Kraftstoffeinspritzventils und des Gaseinblasventils,jeweils unabhängigvoneinander, wobei die elektronische Steuereinheit zur Steuerung einerDurchdringungsdistanz des Kraftstoffsprühstoßes, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung eingespritztwird, das Kraftstoffeinspritzventil auf der Basis des erfasstenBetriebszustandes steuert und zumindest die zeitliche Steuerungund/oder die Zeitdauer der Gaseinblasung, die von dem Gaseinblasventil durchgeführt wird,steuert.
[0024] Gemäß einem anderen Aspekt derErfindung ist des weiteren eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtungfür einenVerbrennungsmotor vorgesehen, die dadurch gekennzeichnet ist, dasssie folgende Bauteile aufweist: ein Kraftstoffeinspritzventil, daseine Kraftstoffeinspritzöffnungenthält,die zu der Verbrennungskammer hin geöffnet ist, und die dazu dient, unterDruck stehenden Kraftstoff aus der Kraftstoffeinspritzöffnung indie Verbrennungskammer einzuspritzen; ein Gaseinblasventil, das eineGaseinblasöffnungenthält,die zu der Verbrennungskammer hin geöffnet ist, und die dazu dient,unter Druck stehendes Gas aus der Gaseinblasöffnung in die Verbrennungskammerzu blasen, wobei die Richtung der Gaseinblasöffnung und diejenige der Kraftstoffeinspritzöffnung soeingestellt sind, dass das Gas, das von der Gaseinblasöffnung eingeblasenwird, mit einem Kraftstoffsprühstoß kollidiert,der von der Kraftstoffeinspritzöffnungeingespritzt wird, verschiedene Sensoren zur Erfassung eines Betriebszustandesdes Verbrennungsmotors; und eine elektronische Steuereinheit zurSteuerung des Kraftstoffeinspritzventils und des Gaseinblasventils,jeweils unabhängigvoneinander, wobei die elektronische Steuereinheit zur Steuerungdes Partikeldurchmessers eines Kraftstoffsprühstoßes, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung eingespritztwird, auf der Basis des erfassten Betriebszustandes das Kraftstoffeinspritzventilsteuert und wenigstens die zeitliche Steuerung und/oder die Zeitdauerder Gaseinblasung, die von dem Gaseinblasventil durchgeführt wird,steuert.
[0025] Die 1 bis 20 betreffen ein erstesAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, wobei:
[0026] 1 eineschematische Konstruktionsdarstellung ist, die ein Motorsystem derDirekteinspritzbauart zeigt;
[0027] 2 eineSchnittansicht ist, die einen Einbauzustand einer Kraftstoffeinspritzvorrichtungin den Motor zeigt;
[0028] 3 einekonzeptionelle Konstruktionsdarstellung ist, die eine elektrischeVerschaltung, etc. bezüglicheines Kraftstoffeinspritzventils und eines Lufteinblasventils zeigt;
[0029] 4 einevergrößerte Schnittansichtist, die einen Endabschnitt eines Montagebauteils zeigt;
[0030] 5 eineDraufsicht einer Öffnungsplatte ist;
[0031] 6 eineSchnittansicht entlang der Linie A-A aus 5 ist;
[0032] die 7A bis 7C konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Kraftstoffsprühstoß und einen Luftstrahl zeigen;
[0033] 8 einekonzeptionelle Darstellung ist, die die Kollision zwischen einemKraftstoffsprühstoß und einemLuftstrahl an einem Kollisionspunkt zeigt;
[0034] 9 einekonzeptionelle Darstellung ist, die einen Luftstrahl zeigt;
[0035] die 10A bis 10C konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Unterschied zwischen einer Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkean einem Kollisionspunkt zeigen;
[0036] 11 einekonzeptionelle Darstellung ist, die einen Kollisionszustand derLuftstrahlen mit einem Kraftstoffsprühstoß zeigt;
[0037] 12 einAblaufdiagramm ist, das eine Kraftstoffeinspritzsteuerroutine zeigt;
[0038] 13 eineTabelle ist, die eine Beziehung zwischen den Motorbetriebszuständen undden Verbrennungsmustern, etc. zeigt;
[0039] die 14A und 14B Zeitdiagramme sind, diedie zeitliche Steuerung des Öffnens/Schließens einesKraftstoffeinspritzventils und eines Lufteinblasventils zeigen;
[0040] die 15A und 15B Zeitdiagramme sind, dieeine zeitliche Steuerung eines Öffnens/Schließens desKraftstoffeinspritzventils und des Lufteinblasventils zeigen;
[0041] die 16A und 16B Zeitdiagramme sind, dieeine zeitliche Steuerung eines Öffnens/Schließens desKraftstoffeinspritzventils und des Lufteinblasventils zeigen;
[0042] 17 eineBilddarstellung ist, die die Sprühstoßeigenschaftenwährendder Aufwärmverbrennungzeigt;
[0043] 18 eineBilddarstellung ist, die die Sprühstoßeigenschaftenwährendder Schichtladungsverbrennung zeigt;
[0044] 19 eineBilddarstellung ist, die die Sprühstoßeigenschaftenwährendeiner homogenen Verbrennung zeigt; und
[0045] die 20A bis 20C Erläuterungsdarstellungen sind,die unterschiedliche Durchdringungsdistanzen des Kraftstoffsprühstoßes zeigen.
[0046] Die 21 bis 24 beziehen sich auf einzweites Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, wobei:
[0047] die 21A bis 21D charakteristische Darstellungeneiner Öffnungsplattesind;
[0048] die 22A bis 22C konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Kraftstoffsprühstoß und einen Luftstrahl/Luftstrahlenzeigen;
[0049] die 23A bis 23C konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Unterschied zwischen einer Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkean einem Kollisionspunkt zeigen; und
[0050] die 24A und 24B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Zustand einer Kollision der Luftstrahlenmit einem Kraftstoffsprühstoß zeigen.
[0051] Die 25 bis 28 beziehen sich auf eindrittes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, wobei:
[0052] die 25A bis 25D kennzeichnende Darstellungeneiner Öffnungsplattesind;
[0053] die 26A und 26B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Kraftstoffsprühstoß und einen Luftstrahl/Luftstrahlenzeigen;
[0054] die 27A und 27B konzeptionelle Darstellungensind, die einen Unterschied zwischen einer Sprühstoßstärke und einer Strahlstär ke an einem Kollisionspunktzeigen; und
[0055] die 28A und 28B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Zustand einer Kollision der Luftstrahlenmit einem Kraftstoffsprühstoß zeigen.
[0056] Die 29 bis 32 beziehen sich auf einviertes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, wobei:
[0057] die 29A bis 29D kennzeichnende Darstellungeneiner Öffnungsplattesind;
[0058] die 30A bis 30D konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Kraftstoffsprühstoß und einen Luftstrahl/Luftstrahlenzeigen;
[0059] die 31A bis 31D konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Unterschied zwischen einer Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkean einem Kollisionspunkt zeigen; und
[0060] die 32A und 32B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Zustand einer Kollision von Luftstrahlenmit einem Kraftstoffsprühstoß zeigen.
[0061] Die 33 bis 36 beziehen sich auf einfünftesAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, wobei:
[0062] die 33A bis 33D kennzeichnende Darstellungenan einer Öffnungsplattesind;
[0063] die 34A und 34B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Kraftstoffsprühstoß und einen Luftstrahl zeigen;
[0064] die 35A und 35B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Unterschied zwischen einer Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkean einem Kollisionspunkt zeigen; und
[0065] die 36A und 36B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Zustand der Kollision von Luftstrahlen miteinem Kraftstoffsprühstoß zeigen.
[0066] Die 37 bis 40 beziehen sich auf ein sechstesAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, wobei:
[0067] die 37A bis 37D kennzeichnende Diagrammeeiner Öffnungsplattesind;
[0068] die 38A und 38B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Kraftstoffsprühstoß und einen Luftstrahl zeigen;
[0069] die 39A und 39B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Unterschied zwischen einer Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkean einem Kollisionspunkt zeigen; und
[0070] die 40A und 40B konzeptionelle Darstellungensind, die einen Zustand einer Kollision der Luftstrahlen mit einemKraftstoffsprühstoß zeigen.
[0071] Die 41 bis 44 beziehen sich auf einsiebtes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, wobei:
[0072] die 41A bis 41D kennzeichnende Darstellungeneiner Öffnungsplattesind;
[0073] die 42A und 42B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Kraftstoffsprühstoß und einen Luftstrahl/Luftstrahlenzeigen;
[0074] die 43A und 43B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Unterschied zwischen einer Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkean einem Kollisionspunkt zeigen; und
[0075] die 44A bis 44C konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Zustand einer Kollision von Luftstrahlenmit einem Kraftstoffsprühstoß zeigen.
[0076] Die 45 bis 48 beziehen sich auf einachtes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, wobei:
[0077] die 45A bis 45D kennzeichnende Diagrammeeiner Öffnungsplattesind;
[0078] die 46A und 46B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Kraftstoffsprühstoß und einen Luftstrahl zeigen;
[0079] die 47A und 47B konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Unterschied zwischen einer Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkean einem Kollisionspunkt zeigen; und
[0080] die 48A bis 48C konzeptionelle Darstellungensind, die jeweils einen Zustand einer Kol lision von Luftstrahlenmit einem Kraftstoffsprühstoß zeigen.
[0081] 49,die sich auf ein neuntes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung bezieht, ist eine Schnittansicht, dieein Kraftstoffeinspritzventil der Integralbauart zeigt,
[0082] 50,die sich auf ein zehntes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung bezieht, ist eine Schnittansicht, dieein Kraftstoffeinspritzventil zeigt.
[0083] 51,die sich auf ein elftes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung bezieht, ist eine Schnittansicht, dieeine schematische Konstruktion einer Kraftstoffeinspritzvorrichtungzeigt.
[0084] 52,die sich auf ein zwölftesAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung bezieht, ist eine Schnittansicht, dieeine schematische Konstruktion einer Kraftstoffeinspritzvorrichtungzeigt.
[0085] 53,die sich auf ein dreizehntes Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung bezieht, ist eine Schnittansicht, die eine schematischeKonstruktion einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung zeigt.
[0086] Die 54 bis 56 beziehen sich auf einvierzehntes Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, wobei:
[0087] 54 eineSchnittansicht ist, die eine schematische Konstruktion einer Kraftstoffeinspritzvorrichtungzeigt;
[0088] 55 eineSchnittansicht ist, die eine schematische Konstruktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtungzeigt;
[0089] 56 eineSchnittansicht ist, die eine schematische Konstruktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtungzeigt;
[0090] 57 einekonzeptionelle Darstellung ist, die einen Zustand einer Kollisionvon Luftstrahlen mit einem Kraftstoffsprühstoß in einem Beispiel 1 in dem erstenAusführungsbeispielzeigt;
[0091] 58 einDiagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Kollisionswinkelund der Sprühlänge unddem durchschnittlichen Sprühstoßpartikeldurchmesserim Beispiel 1 im ersten Ausführungsbeispielzeigt;
[0092] 59 einDiagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Abstand X zur Sprühstoßlänge unddem durchschnittlichen Sprühstoßpartikeldurchmesserin einem Beispiel 2 im ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
[0093] 60 einDiagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Kraftstoffdruckund einer Sprühstoßlänge in einemBeispiel 3 im ersten Ausführungsbeispielzeigt; und
[0094] 61 einDiagramm ist, das eine Beziehung zwischen einem Kraftstoffdruckund einem durchschnittlichen Sprühstoßpartikeldurchmesserin einem Beispiel 3 im ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
[0095] Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart und eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtungfür einenVerbrennungsmotor, beide gemäß einemersten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung, werden nachfolgend detailliert unterBezugnahme auf die beigefügtenZeichnungen beschrieben.
[0096] 1 isteine schematische Konstruktionsdarstellung eines Verbrennungssystemsder Direkteinspritzbauart (im nachfolgenden wird darauf als Motorsystemder Direkteinspritzbauart Bezug genommen), das eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart und eine Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtungfür einenVerbrennungsmotor zeigt, die beide die vorliegende Erfindung alserstes Ausführungsbeispielverkörpern.Ein Motorsystem der Direkteinspritzbauart, das in einem Fahrzeugeingebaut ist, enthälteinen Mehrzylinderkolbenmotor 1 mit einer bekannten Konstruktion.Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauart (einfacher Weiseim nachfolgenden als "Kraftstoffeinspritzvorrichtung" bezeichnet) 3 istin jeder von Verbrennungskammern 2 eingebaut, die jeweilsin den Zylindern des Motors 1 ausgebildet sind. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 istso aufgebaut, dass sie Kraftstoff und Luft direkt in die zusammengehörige Verbrennungskammer 2 einspritzt.In dem Motor 1 wird ein brennbares Luft/Kraftstoffgemischaus der Luft, die durch einen Ansaugkanal 4 eingeführt wird,und dem Kraftstoff, der aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 eingespritztwird, zur Explosion gebracht und in der Verbrennungskammer 2 einesjeden Zylinders verbrannt und das Abgas wird nach der Verbrennung durcheinen Auslasskanal 5 ausgestoßen, wodurch ein Kolben 6 angetriebenwird, so dass eine Kurbelwelle 7 rotiert und Leistung erzeugt.
[0097] Eine Drosselklappe 8, diein dem Ansaugkanal 4 angeordnet ist, wird zur Einstellungder Luftmenge (Ansaugmenge) Ga, die durch den Kanal 4 in dieVerbrennungskammer 2 eines jeden Zylinders eingeführt wird,geöffnetund geschlossen. Das Ventil 8 arbeitet in Abhängigkeitvon der Betätigungeines Gaspedals (nicht gezeigt), das beim Fahrersitz vorgesehenist. Ein Drosselsensor 21, der entsprechend für die Drosselklappe 8 vorgesehenist, erfasst einen Öffnungsgradoder einen Winkel (Drosselposition) TA der Klappe 8 undgibt ein elektrisches Signal proportional zu dem erfassten Wertaus. Da die Drosselklappe 8 von der Betätigung des Gaspedals abhängt, wirddie Betätigungdes Gaspedals in der Drosselklappenposition TA, die durch den Drosselsensor 21 erfasstwird, wiedergegeben. Ein Ausgleichsbehälter 9 ist in demAnsaugkanal 4 vorgesehen und ein Ansaugdrucksensor 22 istan dem Ausgleichsbehälter angebracht.Der Ansaugdrucksensor 22 erfasst einen Druck (Ansaugdruck)PN der Ansaugluft in dem Ansaugkanal 4 an einer Positionstromabwärtsvon der Drosselklappe 8 und gibt ein elektrisches Signal proportionalzu dem erfassten Wert ab.
[0098] Jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 spritzt Kraftstoffund Luft direkt in die entsprechende Verbrennungskammer 2 ein.Jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 wird mit Kraftstoffund Luft mit einem vorbestimmten Druck aus der vorbestimmten Kraftstoffversorgungseinheitund der Luftversorgungseinheit (beide nicht gezeigt) versorgt. Durchdie Betätigung derKraftstoffeinspritzvorrichtung 3 werden sowohl Kraftstoffals auch Luft, die dadurch zu jeder Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 transportiertwerden, in die entsprechende Verbrennungskammer 2 eingespritzt. Luftwird von außendurch einen Luftfilter 10 in den Ansaugkanal 4 eingeführt. Diesomit in den Ansaugkanal 4 eingeführte Luft wird anschließend indie Verbrennungskammer 2 eines jeden Zylinders eingeführt. Sowohlder Kraftstoff als auch die Luft werden von jeder Kraftstoffeinspritz vorrichtung 3 indie Luft eingespritzt, um ein brennbares Luft/Kraftstoff-Gemischzu erzeugen.
[0099] Eine Zündkerze 11, die inder Verbrennungskammer 2 eines jeden Zylinders vorgesehenist, führt einenZündvorganginfolge des Empfangens eines Zündsignals,das von einer Zündspule 12 bereitgestelltwird, durch. Ein katalytischer Umwandler 13, der in demAbgaskanal 5 eingebaut ist, enthält einen Dreiwegekatalysatorzur Reinigung des Abgases, das aus der Verbrennungskammer 2 ausgestoßen wird.Ein Sauerstoffsensor 23, der stromaufwärts von dem katalytischen Umwandler 13 angeordnetist, erfasst eine Sauerstoffkonzentration Ox in dem Abgas, das ausder Verbrennungskammer 2 in den Abgaskanal 5 ausgestoßen wird,und gibt ein elektrisches Signal im Verhältnis zu dem erfassten Wertab.
[0100] Ein Wassertemperatursensor 24,der in dem Motor 1 eingebaut ist, erfasst die Temperatur(Kühlwassertemperatur)THW des Kühlwassers,das durch das Innere des Motors 1 fließt und gibt ein elektrischesSignal proportional zu dem erfassten Wert ab. Ein Drehzahlsensor 25,der in dem Motor 1 eingebaut ist, erfasst eine Drehzahlder Kurbelwelle 7 als Motordrehzahl (im nachfolgenden wirddarauf als "Motordrehzahl" Bezug genommen)NE und gibt ein elektrisches Signal proportional zu dem erfassten Wertaus. Der Sensor 25 erfasst eine Änderung des Drehwinkels (Kurbelwinkels)der Kurbelwelle 7 an jedem vorbestimmten Winkel und gibtden erfassten Wert als Pulssignal aus. Ein Zündschalter 26, der beimFahrersitz eingebaut ist, gibt ein Startsignal aus, wenn er eingeschaltetwird, um den Motor 1 zu starten. Der Zündschalter 26 gibtein Stopp-Signal aus, wenn er ausgeschaltet wird, um den Motor abzustellen.
[0101] In diesem Ausführungsbeispiel entsprechen derDrosselsensor 21, der Ansaugdrucksensor 22, derSauerstoffsensor 23, der Wassertemperatursensor 24 undder Motordrehzahlsensor 25 einer Betriebszustandserfassungsvorrichtungder vorliegenden Erfindung, die dazu dient, einen Betriebszustand desMotors zu erfassen. In diesem Ausführungsbeispiel wird die AnsaugmengeGa durch Umwandlung der Werte des Ansaugdruckes PM und der MotordrehzahlNE, die jeweils von dem Ansaugdrucksensor 22 und dem Motordrehzahlsensor 25 erfasstwerden, erhalten.
[0102] In diesem Ausführungsbeispiel empfängt eineelektronische Steuereinheit (ECU) 30 verschiedene Signalevon dem Drosselklappensensor 21, dem Ansaugdrucksensor 22,dem Sauerstoffsensor 23, dem Wassertemperatursensor 24,dem Motordrehzahlsensor 25 und dem Zündschalter 26. InAbhängigkeitvon diesen Eingangssignalen führtdie ECU 30 Steuerungen durch, wie eine Kraftstoffeinspritzsteuerungund eine Zündzeitpunktsteuerung, undsteuert jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 und jedeZündspule 12.
[0103] Mit der Kraftstoffeinspritzsteuerungist gemeint, dass jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 in Abhängigkeitvon einem Betriebszustand des Motors 1 gesteuert wird,wodurch die Kraftstoffeinspritzmenge, die zeitliche Steuerung derKraftstoffeinspritzung und der Kraftstoffsprühstoß gesteuert werden. Mit derZündzeitpunktsteuerungist gemeint, die Steuerung der Zündspule 12 inAbhängigkeitvon einem Betriebszustand des Motors 1, wodurch die zeitliche Steuerungder Zündungin jeder Zündkerze 11 gesteuertwird.
[0104] Wie wohl bekannt ist, weist die ECU 30 eine zentraleVerarbeitungseinheit (CPU) 31, einen Nur-Lese-Speicher(ROM) 32, einen freien Zugriffsspeicher (RAM) 33 undeinen Sicherungsspeicher Backup-RAM (B.U. RAM) 34 auf.In dem ROM 32 werden im vorhinein vorbestimmte Steuerprogramme,die mit den vorgenannten verschiedenen Steuerungen zusammenhängen, gespeichert.In Abhängigkeitvon den gespeicherten Steuerprogrammen führt die ECU 30 (CPU 31)die vorgenannten verschiedenen Steuerungen durch.
[0105] 2 isteine Schnittansicht, die zeigt, in welchem Zustand jede Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 indem Motor 1 eingebaut ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 istmit einem Kraftstoffeinspritzventil 43 zum Einspritzenvon Kraftstoff in die entsprechende Verbrennungskammer 2 desVerbrennungsmotors 1 und mit einem Lufteinblasventil 44 als Einblasventilzum Einblasen von Luft als Gas in die Verbrennungskammer 2 versehen.Der Motor 1 enthälteinen Zylinderblock 45 und einen Zylinderkopf 46.Ein Kolben 6 ist füreine hin- und hergehende Bewegung in jeder der Zylinderbohrungen 47,die in dem Zylinderblock 45 ausgebildet sind, vorgesehen. JedeVerbrennungskammer 2 ist als ein Raum aufgebaut, der vonder entsprechenden Zylinderbohrung 47, dem Kolben 6 unddem Zylinderkopf 46 umschlossen wird. Wie in 1 gezeigt ist, sind Ansaugöffnungen 4a undAuslassöffnungen 5a,die mit den Verbrennungskammern 2 in Verbindung stehen, indem Zylinderkopf 46 ausgebildet. Ein Ansaugventil 14 einerbekannten Bauart ist in jeder Ansaugöffnung 4a befestigt,währendein Auslassventil 15 einer bekannten Bauart in jeder Auslassöffnung 5a eingebaut ist.Das Kraftstoffeinspritzventil 43 und das Lufteinblasventil 44 sindeinstückigdurch ein Montagebauteil 49 entsprechend der dazugehörigen Verbrennungskammer 2 montiert.Beide Ventile 43 und 44 sind so an dem Montagebauteil 49 befestigt,dass sich die jeweiligen Achsen L1 und L2 schräg kreuzen.
[0106] Das Kraftstoffeinspritzventil 43,das durch ein an sich bekanntes elektromagnetisches Ventil gebildetwird, weist ein Gehäuse 51,einen Kern 52, der in dem Gehäuse 51 eingepasstist, eine Einstellungsleitung 53, die im Inneren des Kerns 52 angeordnet ist,einen Elektromagneten 54, der zwischen dem Gehäuse 51 unddem Kern 52 angeordnet ist, einen unteren Körper 55,der auf der vorderen Endseite des Gehäuses 51 angeordnetist, einen Düsenkörper 56, derim Inneren des unteren Körpers 55 angeordnet ist,und einen Ventilkörper 57,der zwischen dem Düsenkörper 56 unddem Kern 52 angeordnet ist, auf. Der Ventilkörper 57 istmit einer Ventilstange 58 versehen, die einen Ventilabschnitt 58a anihrem vorderen Ende und einen Beschlag 59, der an ihremBasisende befestigt ist, besitzt. Eine Druckfeder 60 ist zwischendem Beschlag 59 und der Einstellungsleitung 53 angeordnet.Ein Basisendabschnitt des Kerns 52 ist als Leitungsverbinder 61 ausgebildet, dereine Kraftstoffleitung (nicht gezeigt) verbindet. Ein O-Ring 62 istan einem Außenum fangdes Leitungsverbinders 61 angebracht. Ein Filter 63 zum Entfernenvon Fremdstoffen ist im Inneren des Leitungsverbinders 61 angeordnet.Eine Steckeraufnahme 64, die mit einer elektrischen Verkabelungverbunden ist, ist am Gehäuse 51 ausgebildet.Eine Grundkonstruktion des Kraftstoffeinspritzventils 43 unddes Lufteinblasventils 44 sind im wesentlichen dieselbenund deshalb werden die Komponenten hinsichtlich der Konstruktiondes Lufteinblasventils 44 durch die gleichen Bezugszeichenwie diejenigen der Komponenten des Kraftstoffeinspritzventils 43 bezeichnetund Erläuterungenhiervon werden weggelassen.
[0107] 3 isteine konzeptionelle Konstruktionsdarstellung, die eine elektrischeVerschaltung und eine Verrohrung des Kraftstoffs und der Luft mitdem Kraftstoffeinspritzventil 43 und dem Lufteinblasventil 44 zeigt.Wie in der gleichen Figur dargestellt ist, ist eine Kraftstoffleitung 71 indem Kraftstoffeinspritzventil 43 mit dem Leitungsverbinder 61 verbunden, während eineLuftleitung 72 in dem Lufteinblasventil 44 mitdem Leitungsverbinder 61 verbunden ist. Ein Druckregler 73 undeine Kraftstoffpumpe 74 sind in der Kraftstoffleitung 71 eingebaut,währendein Druckregler 75 und eine Luftpumpe 76 in derLuftleitung 72 eingebaut sind. Die Pumpen 74 und 76 werdendurch entsprechende jeweilige Elektromotoren 77 und 78 betätigt. Wenndie Kraftstoffpumpe 74 betätigt wird, wird Kraftstoff,der in einem Kraftstofftank (nicht gezeigt) gespeichert ist, vonder Pumpe 74 ausgestoßenund als Kraftstoff mit einem konstanten hohen Druck in das Kraftstoffeinspritzventil 43 durch denDruckregler 73 geführt.Auf ähnlicheWeise wird dann, wenn die Luftpumpe 76 betätigt wird,Luft aus der Pumpe 76 ausgestoßen und als Druckluft durch denDruckregler 75 zu dem Lufteinblasventil 44 geleitet.
[0108] Wie in 3 gezeigtist, sind die Steckeraufnahme 64 in dem Kraftstoffeinspritzventil 43 unddie Steckeraufnahme 64 in dem Lufteinblasventil 44 elektrischmit der ECU 30 verbunden. Das Kraftstoffeinspritzventil 43 unddas Lufteinblasventil 44 arbeiten in Abhängigkeitvon Einspritzsignalen, die von der ECU 30 bereitgestelltwerden. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 43 in Abhängigkeitvon einem Einspritzsignal, das von der ECU 30 bereitgestelltwird, betrieben wird, wird Kraftstoff mit hohem Druck von dem Einspritzventil 43 eingespritzt.Auf ähnlicheWeise wird dann, wenn das Lufteinblasventil 34 in Abhängigkeitvon einem Einspritzsignal, das von der ECU 30 bereitgestelltwird, betrieben wird, Druckluft von dem Einblasventil 44 eingeblasen.In diesem Ausführungsbeispielentspricht die ECU 30 einer Steuervorrichtung der vorliegendenErfindung zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzventils 43 unddes Lufteinblasventils 44, jeweils unabhängig voneinander.
[0109] 4 isteine vergrößerte Schnittansichteines Endabschnitts des Montagebauteils 49. Wie in den 2 bis 4 gezeigt ist, weist das Montagebauteil 49,das wie ein Block aussieht, einen zylindrischen Abschnitt 49a auf,der der entsprechenden Verbrennungskammer 2 gegenüberliegt,ein erstes Befestigungsloch 49b, in das der untere Körper 55 des Kraftstoffeinspritzventils 43 eingepasstwird, und ein zweites Befestigungsloch 49c, in das derDüsenkörper 56 desLufteinblasventils 44 eingepasst wird. Der zylindrischeAbschnitt 49a und das erste Befestigungsloch 49b sindaneinander ausgerichtet angeordnet und durch eine Trennwand 49d voneinander getrennt.Eine Bohrung 49e ist mittig in der Trennwand 49d ausgebildet.Ein Rohr 66, das eine Bohrung 66a besitzt, istin der Mitte des zylindrischen Abschnitts 49a vorgesehen.Der Düsenkörper 46,der in dem ersten Befestigungsloch 49b eingepasst ist,ist mit einem Ventilsitz 56a ausgebildet, der einem Ventilabschnitt 58a entspricht.Ein Ventilloch 56b, das in dem Ventilsitz 56a ausgebildetist, ist an den zwei Bohrungen 49e und 66a ausgerichtet,um einen einzigen Kraftstoffkanal 67 zu bilden. In demMontagebauteil 49 ist eine Bohrung 49f ausgebildet,die sich aus der Mitte des zweiten Befestigungslochs 49c in dasInnere des zylindrischen Abschnitts 49a erstreckt. DieBohrung 49f ist so angeordnet, dass sie die Mitte des zylindrischenAbschnitts 49a schräg schneidet.Ein Ventilsitz 56a, der dem Ventilabschnitt 58a entspricht,ist in dem Düsenkörper 56 ausgebildet,der in dem zweiten Befestigungsloch 49c einge passt ist.Eine Ventilbohrung 56b, die in dem Ventilsitz 56a ausgebildetist, ist an der schrägenBohrung 49f ausgerichtet, um einen einzigen Luftkanal 68 zu bilden.
[0110] Eine Öffnungsplatte 69 istan einem offenen Ende des zylindrischen Abschnitts 49a befestigt.In der Mitte der Öffnungsplatte 69 isteine einzelne Kraftstoffeinspritzöffnung 69a ausgebildet,die dem Kraftstoffeinspritzventil 43 entspricht. Die Kraftstoffeinspritzöffnung 69a istin die Verbrennungskammer 2 geöffnet und an dem Kraftstoffkanal 67 ausgerichtet. Inder Öffnungsplatte 69 sindmehrere Lufteinblasöffnungen 69b alsGaseinblasöffnungenentsprechend dem Lufteinblasventil 44 ausgebildet. DieLufteinblasöffnungen 69b sindin der Näheder Kraftstoffeinspritzöffnung 69a angeordnet,in die Verbrennungskammer 2 geöffnet und stehen mit dem Innenraum deszylindrischen Abschnitts 49a in Verbindung. Folglich gehtein Kraftstoff mit hohem Druck, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritztwird, durch den Kraftstoffkanal 67 und wird von der Kraftstoffeinspritzöffnung 69a,die in der Öffnungsplatte 69 ausgebildetist, in die Verbrennungskammer 2 eingespritzt. Andererseitsgeht Druckluft, die von dem Lufteinblasventil 44 eingeblasenwird, durch den Kraftstoffkanal 68 und wird sofort in denzylindrischen Abschnitt 69a eingeblasen und anschließend von denLufteinblasöffnungen 69b,die in der Öffnungsplatte 69 ausgebildetsind, in die Verbrennungskammer 2 eingeblasen. Die vorstehendgenannte Bezeichnung "inder Nähe" wird durch den AbstandX von der Mitte der Kraftstoffeinspritzöffnungen zu der Mitte der Gaseinblasöffnung bereitgestelltund wie folgt definiert.
[0111] Die "Nähe" bedeutet einen Abstandzwischen einer jeden Gaseinblasöffnungund der Kraftstoffeinspritzöffnung,wobei der Abstand einen Kraftstoffsprühstoßzerstäubungseffekt und einen Kraftstoffsprühstoßlängenänderungseffektmit sich bringt, sogar fürden Fall einer Änderungder nachfolgenden Einspritzbedingungen. Als ein Beispiel, wie esin 8 gezeigt ist, wennder Abstand von der Kraftstoffeinspritzöffnung zu jeder Gaseinblasöffnung als Xangenommen wird, kann X, das den fol genden Bedingungen genügt (Gleichungen1 bis 3) als die vorgenannte "Nähe" definiert werden.
[0112] Eine Gasstrahlankunftsdistanz "L(m)" und ein Strahlwinkel "α(°)" werden wie folgt anhand einer allgemeinenkinematischen Theorie hinsichtlich einer Gaseinblasung dargestellt: L = (ρ_a/ρ₀)^0,25·(d·u·t)/tan α)^0,5 . . . (Gleichung1)tan α =0,427·(ρ_a/ρ₀)^0,35 . . . (Gleichung 2),wobei "ρ_a" für eine Gasdichte(kg/m3) bei einem Absolutdruck des eingeblasenen Gases steht, "ρ₀" für eine Gasdichte(kg/m³) im Inneren eines jeden Zylinders(Einblasstelle) steht, "d" für den Durchmesser (oderdie kürzesteBreite (m)) einer jeden Gaseinblasöffnung steht, "u" füreine Anfangsgaseinblasgeschwindigkeit (m/s) steht, "t" fürdie Zeit (die Zeiten) nach dem Einblasen steht, und "α" füreinen temporärenStrahlhalbwinkelwert (°)steht.
[0113] Wenn eine Strahlgeschwindigkeit aneinem Kollisionspunkt gemäß den obigenGleichungen berechnet wird und restriktive Bedingungen für die Kraftstoffsprühstoßzerstäubung undzum variablen Gestalten der Sprühstoßlänge, dieanhand der vorbestimmten Experimentalswerte oder von berechnetenWerten erhalten werden, hinzugefügtwerden, stellt sich die. Distanz "X" wiefolgt dar: X ≤ a·d·P_a^0,5·ρ_a^0,55·ρ₀^–0,85 ... (Gleichung 3),wobei "X" füreinen Maximalabstand (m) als Nähe steht,und wobei "P_a" für einenAbsolutdruck (Pa) des eingeblasenen Gases steht. Es ist möglich, für die Konstante "a" "0,03" anzuwenden.
[0114] Wenn das eingespritzte Gas Luft ist,und wenn ein Lufteinblasdurchmesser, ein Einblasdruck, eine Gasdichtebei einem Absolutdruck des eingeblasenen Gases und eine Gasdichtein jedem Zylinder (Einblasstelle) jeweils gleich d ≤ 0,0005(m), Pa ≤ 600000 (Pa), ρ_a ≤ 7,23 (kg/m³) und ρ₀ ≥ 1, 205 (kg/m³) sind, beträgt als ein Beispiel X ≤ 0,0199(m)= 19,9(mm). Unter diesen Einblasbedingungen wird der Kraftstoffsprühstoßzerstäubungseffektund der Sprühstoßlängenänderungseffektnicht erzielt, sofern die Gaseinblasöffnungen sich nicht innerhalbder 19,9 mm von der Kraftstoffeinspritzöffnung befinden.
[0115] 5 isteine Draufsicht der Öffnungsplatte 69 und 6 ist eine Schnittansichtentlang der Linie A-A aus 5.Wie in den 5 und 6 gezeigt ist, besitzt dieKraftstoffeinspritzöffnung 69a einenkreisförmigenSchnitt und ist senkrecht durch eine Endseite der Öffnungsplatte 69 ausgebildet.Die Mehrzahl der Lufteinblasöffnungen 69b besitzenferner einen kreisförmigenQuerschnitt (elliptisch an ihren offenen Enden) und sind durch dieEndseite der Öffnungsplatte 69 schräg gebildet.Wie in 5 gezeigt ist, sinddie Mehrzahl der Lufteinblasöffnungen 69b (acht indem dargestellten Beispiel) in gleichen Winkelabständen amUmfang um die Kraftstoffeinspritzöffnung 69a herum angeordnet.In diesem Ausführungsbeispielist der Innendurchmesser der Kraftstoffeinspritzöffnung 69a auf 0,6mm festgelegt und der Innendurchmesser einer jeden Lufteinblasöffnung 69b ist auf1,0 mm festgelegt.
[0116] Wie in 6 gezeigtist, sind die Kraftstoffeinspritzöffnung 69a und dieLufteinblasöffnung 69b in einersolchen Art und Weise ausgebildet, dass sich eine Mittellinie derKraftstoffeinspritzöffnung 69a und diejenigeeiner jeden Lufteinblasöffnung 69b einanderan einem Punkt HP kreuzen ("Kollisionspunkt" im nachfolgendengenannt). Kraftstoff wird von der Kraftstoffeinspritzöffnung 69a zudem Kollisionspunkt HP eingespritzt, wodurch dort ein Kraftstoffsprühstoß erzeugtwird. In ähnlicherWeise wird Luft aus den Lufteinblasöffnungen 69b zu demKollisionspunkt HP eingeblasen, wodurch ein Luftstrahl erzeugt wird.Somit kollidieren der Kraftstoffsprühstoß und die Luftstrahlen miteinander,zentriert im Kollisionspunkt HP. In diesem Ausführungsbeispiel sind, wie obenbeschrieben wurde, die Richtungen der Lufteinblasöffnungen 69b unddie der Kraftstoffeinspritzöffnung 69a sofestgelegt, dass die Luft strahlen aus den Lufteinblasöffnungen 69b mitdem Kraftstoffsprühstoß, der vonder Kraftstoffeinspritzöffnung 69a eingespritztwird, miteinander kollidieren.
[0117] Die 7A bis 7C sind konzeptionelle Darstellungenvon einem Kraftstoffsprühstoß und einem Luftstrahl(Luftstrahlen). Wie in 7A gezeigtist, ist ein Kraftstoffsprühstoß sowohlan der Vorderseite als auch an der Rückseite im allgemeinen konisch.Ein Ausbreitungswinkel (Sprühstoßwinkel) θ1 des Kraftstoffsprühstoßes wirdvon der Größe des Innendurchmessersder Kraftstoffeinspritzöffnung 69a,die in der Öffnungsplatte 69 gebildetist, bestimmt. Wie in 7B gezeigtist, ist ein Luftstrahl (freier Strahl) im allgemeinen sowohl ander Vorder- als auch an der Seitenfläche konisch. Ein Streuwinkel(Strahlwinkel) θ2des Luftstrahls wird beispielsweise durch die Größe des Innendurchmessers einerjeden Lufteinblassöffnung 69b,die in der Öffnungsplatte 69 gebildetist, bestimmt. Wie in 7C gezeigtist, sind die Luftstrahlen am Umfang (Mehrfachöffnungsstrahlen) von der Mehrzahlder Lufteinblasöffnungen 69b sowohl ander Vorder- als auch an der Seitenfläche im allgemeinen kronenförmig. Imallgemeine wird die Energie eines Gasstrahls mit der Separierungvon einer Gaseinblasöffnungkleiner. Deshalb ist der Kollisionspunkt HP im Kraftstoffstrahlan einer Position festgelegt, bei der ein Abstand von jeder Lufteinblasöffnung 69b biszu einem Ausmaß aufrechterhaltenbleibt, dass die Energie eines jeden Luftstrahls den Kraftstoffsprühstoß stört und eineEinstellung der Kraftstoffsprühstoßzerstäubung undder Sprühstoßdurchdringungsdistanzund der Sprühstoßform zulässt. Die Größe (Außendurchmesser(30)) am Kollisionspunkt HP eines jeden Luftstrahls, dervon jedem Lufteinblasloch 69b eingeblasen wird, wird sofestgelegt, dass er annäherndgleich einem Außendurchmesser D1am Kollisionspunkt HP des Kraftstoffsprühstoßes wird, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung 69a eingespritztwird. "Die Größe einesjeden Luftstrahls", dieannäherndgleich dem AußendurchmesserD1 des Kraftstaffsprühstoßes wird,wird anhand des "Strahlwinkels β" und des "Luftstrahlaußendurchmessers,b" eines Strahls,der in 9 gezeigt ist, „der Distanzc" von einer Lufteinblasöffnung zudem in 8 gezeigten KollisionspunktHP, und einer vorbestimmten Gleichung "b = 2·c·tan (β/2)" definiert. Wie oben beschrieben wurde,ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 so aufgebaut,dass der von dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritzteKraftstoff und die von dem Lufteinblasventil 44 eingeblasene Luftmiteinander in der Verbrennungskammer 2 in Kollision gebrachtwerden.
[0118] Die 10A bis 10C sind konzeptionelle Darstellungen,die einen Unterschied zwischen einer Kraftstoffsprühstoßstärke (Sprühstoßstärke) undeiner Luftstrahlstärke(Strahlstärke)am Kollisionspunkt HP zeigen. Wie in 10A zusehen ist, zeigt ein Kraftstoffsprühstoß eine Sprühstoßstärke, die dieselbe Verteilungsbreitesowohl auf der Vorder- als auch auf der Seitenfläche besitzt. Wie in 10B zu sehen ist, zeigtein Luftstrahl (freier Strahl) eine Strahlstärke, die die gleiche Verteilbreitesowohl auf der Vorder- als auch auf der Seitenfläche besitzt. Diese Strahlstärke istetwas kleiner als die Sprühstoßstärke. Wiein 10C gezeigt ist,besitzt eine Strahlstärke,die auf einer Mehrzahl von Luftstrahlen (Mehrfachöffnungsstrahlen)basiert, die gleiche Verteilbreite sowohl auf der Vorder- als auchauf der Seitenfläche.Die Strahlstärkeder Mehrfachöffnungsstrahlenist größer alsdiejenige eines Luftstrahls. Somit wurde das Design so gemacht,dass die Luftstrahlstärkenverteilungauf der Kraftstoffsprühstoßstärkenverteilunggleichmäßig überlagertwird. Die Sprühstoßstärke unddie Strahlstärkekönnenanhand des Produkts der Strömungsgeschwindigkeit undder Dichte berechnet werden.
[0119] Gemäß der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 diesesAusführungsbeispiels,das so aufgebaut ist, wird der Kraftstoff von einem Kraftstoffeinspritzventil 43 indie Verbrennungskammer 2 durch eine entsprechende Kraftstoffeinspritzöffnung 69a eingespritzt, wodurchein Kraftstoffsprühstoß im Innerender Verbrennungskammer 2 gebildet wird. Die Form des Kraftstoffsprühstoßes wirdvon der Bemessung der Form, Größe und Richtungder Kraftstoffeinspritzöffnung 69a bestimmt.Andererseits wird Luft von einem Lufteinblasventil 44 indie Verbrennungs kammer 2 durch entsprechende mehrere Lufteinblasöffnungen 69b eingeblasen,wodurch Luftstrahlen innerhalb der Verbrennungskammer 2 ausgebildetwerden. Die Form der Luftstrahlen und der Einfluss von ihnen auf denKraftstoffsprühstoß werdenvon der Spezifizierung der Anzahl, Form, Größe und Richtung einer jedenLufteinblasöffnung 69b bestimmt,ebenso wie die Anordnung hiervon in Bezug auf die Kraftstoffeinspritzöffnung.
[0120] Luftstrahlachsen AL (siehe 4), die sich von den Lufteinblasöffnungen 69b erstrecken,sind so festgelegt, dass sie einander in der Mitte eines maximalenDurchmessers D1 (siehe 7A)in dem Kraftstoffsprühstoß, der vonder Kraftstoffeinspritzöffnung 69a eingespritztwird, kreuzen. Deshalb kollidiert gemäß der Form des Kraftstoffsprühstoßes jederLuftstrahl mit der Gesamtheit des Kraftstoffsprühstoßes, zentriert am KollisionspunktHP, so dass die Stärkenverteilungder Luftstrahlen hinsichtlich des Kraftstoffsprühstoßes gleich werden. Als einErgebnis ist es möglich,eine gleichmäßigere undfeinere Kraftstoffzerstäubungin dem gesamten Kraftstoffsprühstoß zu erzielenund daher ist es möglich,die Zerstäubungdes Kraftstoffs zu fördern.Folglich ist es möglich,die Verbrennungsleistung des Motors 1 vom Direkteinspritztypzu verbessern.
[0121] Insbesondere in diesem Ausführungsbeispielwird der Kraftstoffsprühstoß konischund der Sprühwinkel θ1 (siehe 7A) des Kraftstoffsprühstoßes wirdvon der Größe des Innendurchmessers derKraftstoffeinspritzöffnung 69a bestimmt,da die Kraftstoffeinspritzöffnung 69a,die in der Öffnungsplatte 69 ausgebildetist, kreisförmigist. Da jede Lufteinblasöffnung 69b,die in der Öffnungsplatte 69 ausgebildetist, kreisförmigist, wird des weiteren jeder Luftstrahl konisch und sein Strahlwinkel θ2 (siehe 7B), bestimmt sich beispielsweisevon der Größe des Innendurchmesserseiner jeden Lufteinlassöffnung 69b.Mehrere Lufteinblasöffnungen 69b sind ingleichen Winkelabständenam Umfang um die Kraftstoffeinspritzöffnung 69a herum angeordnet,wie in 7C gezeigt ist,mehrere Luftstrahlen von den Lufteinblasöffnungen 69b sindzu einem Kollisionspunkt HP hin geneigt. Somit kollidieren mehrereLuftstrahlen mit dem Umfangsbereich des konischen Kraftstoffsprühstoßes unddie Stärkenverteilungen derLuftstrahlen relativ zu dem Kraftstoffsprühstoß werden gleich. Folglich können gemäß der Formdes Kraftstoffsprühstoßes Luftstrahlengleichmäßig über diegesamte Breite des Kraftstoffsprühstoßes mit demKraftstoffsprühstoß in Kollisiongebracht werden. Insbesondere füreinen konischen Kraftstoffsprühstoß ist esmöglich,eine gleichmäßige undfeinere Kraftstoffzerstäubungim gesamten Kraftstoffsprühstoß zu erzielen,ohne eine große Änderungder Sprühstoßform, undfolglich ist es möglich,die Zerstäubungdes Kraftstoffes zu fördern.
[0122] In diesem Ausführungsbeispiel ist jede Lufteinblasöffnung 69b inder Näheder Kraftstoffeinspritzöffnung 69a angeordnet.Zur Einstellung der Kraftstoffsprühstoßdurchdringungsdistanz undder Sprühstoßform unterVerwendung der Luftstrahlen ist es notwendig, dass am KollisionspunktHP zwischen dem Kraftstoffsprühstoß und denLuftstrahlen die Energie der Luftstrahlen den Kraftstoffsprühstoß stört und ineinem solchen Ausmaß aufrechterhalten bleibt,dass es eine Einstellung der Kraftstoffzerstäubung und der Sprühstoßdurchdringungsdistanzund der Sprühstoßform zulässt. DieEnergie eines jeden Luftstrahls wird mit der Separierung von jederLufteinblasöffnungen 69b kleiner.Deshalb wird der Kollisionspunkt HP zwischen jedem Luftstrahl unddem Kraftstoffsprühstoß in derNähe derKraftstoffeinspritzöffnungen 69a festgelegt,wenn jede Lufteinblasöffnung 69b inder Näheder Kraftstoffeinspritzöffnung 69a angeordnetist. Als ein Ergebnis wird es möglich, dieZerstäubungdes Kraftstoffes und die Sprühstoßdurchdringungsdistanzund die Sprühstoßform einzustellen.
[0123] Dieses Ausführungsbeispiel ist so konstruiert,dass ein Luftstrahl, der von jeder Lufteinblasöffnung 69b eingeblasenwerden soll, in der Größe gleicheinem Kraftstoffsprühstoß, der vonder Kraftstoffeinspritzöffnung 69a eingespritztwerden soll, ist. Deshalb kommen Luftstrahlen mit der Gesamtheit desKraftstoffsprühstoßes entsprechendder Form des Kraftstoff sprühstoßes in Kollisionund es wird möglich,die Zerstäubungdes Kraftstoffs und die Einstellung der Kraftstoffdurchdringungsdistanzund der Sprühstoßform zubewirken. Somit ist es möglich, denKraftstoff im gesamten Kraftstoffsprühstoß feiner zu zerstäuben, indemein Luftstrahl von ungefährder gleichen Größe wie derKraftstoffsprühstoß dazu gebrachtwird, mit dem Kraftstoffsprühstoß zu kollidieren.
[0124] In diesem Ausführungsbeispiel können die Einspritzöffnungen 69a und 69b relativleicht gebildet werden, indem sie unter Verwendung eines Stempels oderdergleichen ausgestanzt werden, da die Kraftstoffeinspritzöffnung 69a unddie Lufteinblasöffnungen 69b imSchnitt beide kreisförmigsind. Deshalb kann die Öffnungsplatte 69 relativleicht hergestellt werden. Darüberhinaus wird durch ledigliches Änderndes Druckes und der Form (beispielsweise „kegelig") einer jeden Lufteinblasöffnung 69b derStrahlwinkel 82 eines jeden Luftstrahls (siehe 7B) geändert und die Luftstrahlstärkenverteilungwird eingestellt. Des weiteren wird durch ledigliches Ändern des Innendurchmessersder kreisförmigenKraftstoffeinspritzöffnung 69a derSprühstoßwinkel θ1 des Kraftstoffsprühstoßes (siehe 7A) geändert und die Kraftstoffsprühstoßstärkenverteilungwird eingestellt. Folglich kann ein Partikelgrößenniveau zur Zerstäubung willkürlich aufeine relativ einfache Art und Weise festgelegt werden. Zusätzlich istes durch Einstellen des Sprühwinkels θ1 und desSprühstrahls θ2 und durchEinstellen der Richtung des Kraftstoffsprühstoßes und derjenigen des Luftstrahlsmöglich, einegewünschteSprühstoßdurchdringungsdistanz undeine gewünschteSprühstoßform relativeinfach einzustellen.
[0125] 11 isteine konzeptionelle Darstellung eines Zustandes der Kollision mehrererLuftstrahlen mit einem Kraftstoffsprühstoß. In diesem Ausführungsbeispiel,wie es in den 7A bis 7C gezeigt ist, kollidierenmehrere Luftstrahlen, die die gleiche Größe und Stärkenverteilung besitzen, miteinem Kraftstoffsprühstoß, so dasssogar wenn die Stärkenverteilungdes Kraftstoffsprühstoßes selbstnicht gleichmäßig ist,es möglich ist,den Einfluss der Luftstrahlen gleichmäßig auf die Gesamtheit desSprühstoßes auszuüben. Alsein Ergebnis ist es möglich, denKraftstoff geeignet zu zerstäubenund daher ist es möglich,eine geeignete Sprühstoßdurchdringungsdistanz,etc., einzustellen.
[0126] In diesem Ausführungsbeispiel sind das Kraftstoffeinspritzventil 43 unddas Lufteinblasventil 44 einstückig am Zylinderkopf 46 durchdas Montagebauteil 49 passend in der Verbrennungskammer 2 befestigt.Deshalb wird im Vergleich zu dem Fall, in dem die Einspritzventile 43 und 44 unabhängig voneinandermontiert sind, die Positionsgenauigkeit der Lufteinblasöffnungen 79b imVerhältniszu der Kraftstoffeinspritzöffnung 69a höher unddie Montagearbeiten, einschließlichder Bearbeitung fürden Zylinderkopf 46, nimmt ab. Wenn das Kraftstoffeinspritzventil 43 unddas Lufteinblasventil 47 vorher an das Montagebauteil 49 angebautwerden, ist alles, was erforderlich ist, eine einfache Befestigungdes Montagebauteils 49 an dem Zylinderkopf 46,wodurch ferner die Einspritzventile 43 und 44 gleichzeitigam Zylinderkopf 46 montiert werden. Folglich ist es möglich, dieHerstellung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu vereinfachen.
[0127] Als nächstes erfolgt nachfolgendeine Beschreibung überdie Inhalte einer Kraftstoffeinspritzsteuerverarbeitung, die dieECU 30 ausführt,um die Kraftstoffsprühstoßdurchdringungsdistanz,den Sprühstoßpartikeldurchmesserund die Sprühform variabelzu machen. 12 zeigteine zugehörige "Kraftstoffeinspritzsteuerroutine" in Form eines Ablaufdiagramms.Die ECU 30 führtdiese Routine periodisch zu jeder vorbestimmten Zeit während desMotorbetriebs 1 durch.
[0128] Zuerst liest die ECU 30 imSchritt 201 erfasste Signale, die von dem Drosselklappensensor 21, demAnsaugdrucksensor 22, dem Sauerstoffsensor 23,dem Wassertemperatursensor 24 und dem Motordrehzahlsensor 25 bereitgestelltwerden, ein.
[0129] Im Schritt 202 bestimmt die ECU 30 einen Betriebszustanddes Motors 1 auf der Grundlage der erfassten Signale, dieauf diese Weise eingegeben wurden. In diesem Ausführungsbeispielbestimmt die ECU 30 einen Betriebszustand aus den Zuständen "Niedertemperaturstartzustand", "Teillastbetrieb"; und "Volllastbetrieb". Wenn die KühlwassertemperaturTHW und die Motordrehzahl NE relativ niedrig und der DrosselklappenwinkelTA relativ klein ist, stellt die ECU 30 fest, dass sichder Motor in einem "Niedertemperaturstartbetrieb" befindet. Wenn dieKühlwassertemperaturTHW und die Motordrehzahl NE etwas höher sind und es eine leichte Änderungdes Drosselklappenwinkels TA gibt, stellt die ECU 30 fest,dass der Motorbetriebszustand ein "Teillastbetrieb" ist. Wenn die Kühlwassertemperatur THW unddie Motordrehzahl NE etwas hoch sind und der Drosselwinkel TA sichzum vollen Öffnenhin ändert,stellt die ECU 30 fest, dass der Motorbetriebszustand ein "Volllastbetriebszustand" ist.
[0130] Im Schritt 203 bestimmt die ECU 30 einoptimales Verbrennungsmuster entsprechend dem Betriebszustand, dersomit bestimmt wurde. In diesem Ausführungsbeispiel wurden Verbrennungsmuster, diefür verschiedeneBetriebszuständegeeignet sind, im Voraus bestätigtund experimentell verwirklicht. 13 listetBeziehungen zwischen Betriebszuständen und Verbrennungsmusternauf. Wie anhand der Tabelle in 13 gesehenwerden kann, wird dann, wenn der Motorbetrieb ein "Niedertemperaturstartbetrieb" ist, eine "Aufwärmverbrennung" als Verbrennungsmusterbestimmt. Ähnlichwird im Falle eines "Teillastbetriebes" eine "Schichtladungsverbrennung" als Verbrennungsmusterbestimmt. Des weiteren wird im Falle eines "Volllastbetriebes" eine "gleichmäßige Verbrennung" als Verbrennungsmusterbestimmt.
[0131] Im Schritt 204 bestimmt die ECU 30 inAbhängigkeitvon dem somit festgelegten Verbrennungsmuster die "Kraftstoffeinspritzdauer", "Lufteinblasdauer" und "Kraftstoff/Luft-Einspritzzeitdifferenz" in der Einspritzungdurch das Kraftstoffeinspritzventil 43 und des Lufteinblasventil 44.Beispiels weise werden im Falle einer "Aufwärmverbrennung", wie sie in 13 gezeigt ist, "Kraftstoff/Luft-Einspritz/blasperioden" so bestimmt, dasssie "dieselbe Periode" sind, und "eine Kraftstoff/Luft-Einspritz/blas-Timingdifferenz" wird auf das "gleiche Timing" festgelegt. Im Falleeiner "Schichtladungsverbrennung" wie in 13 gezeigt ist, werden die "Kraftstoff/Luft-Einspritz/blasperioden" so festgelegt, dassdie Lufteinblasperiode lang ist".Die "Kraftstoff/Luft-Einspritz/blas-Timingdifferenz" wird so festgelegt,dass die "zeitlicheSteuerung der Lufteinblasung" voreilt.Des weiteren werden im Falle einer "gleichmäßigen Verbrennung" wie in 13 gezeigt, die "Kraftstoff/Luft-Einspritz/blasperioden" so festgelegt, dassdie "Lufteinblasperiode etwaslang ist". Die "Kraftstoff/Luft-Einspritz/blas-Timingdifferenz" wird so festgelegt,dass die "zeitliche Steuerungder Lufteinblasung" etwasvoreilt.
[0132] Im Schritt 205 stellt die ECU 30 aufder Basis der so festgelegten "Kraftstoff/Luft-Einspritz/blasperioden" und der "Kraftstoff/Luft-Einspritz/blas-Timingdifferenz" zeitliche Öffnungs-/Schließsteuerungen desKraftstoffeinspritzventils 43 und des Lufteinblasventils 44 entsprechendeiner Änderungdes Kurbelwinkels her. Im Falle einer "Aufwärmverbrennung", wie sie in den 14A und 14B gezeigt. ist, werden beispielsweiseeine zeitliche Öffnungssteuerungdes Kraftstoffeinspritzventils 43 und des Lufteinblasventils 44 ähnlich indem Bereich von einem Winkel a0 bis zu einem Winkel a3 festgelegt.
[0133] Im Falle einer "Schichtladungsverbrennung", wie sie in den 15A und 15B gezeigt ist, wird eine zeitliche Öffnungssteuerungdes Kraftstoffeinspritzventils 43 in dem Bereich von einemWinkel a2 bis zu einem Winkel a3 festgelegt, während eine zeitliche Öffnungssteuerungdes Lufteinblasventils 44 in dem Bereich von einem Winkela0 festgelegt wird, der dem Winkel a2 des Kraftstoffeinspritzventils 43 um eineWinkeldifferenz von ΔAzu dem a3 voreilt, wie im Falle des Kraftstoffeinspritzventils 43.Des weiteren wird im Fall einer "gleichmäßigen Verbrennung", wie es in den 16A und 16B gezeigt ist, eine zeitliche Öffnungssteuerungdes Kraftstoffeinspritz ventils 43 in den Bereich vom Winkela2 bis zum Winkel a3 festgelegt, während eine zeitliche Öffnungssteuerung desLufteinblasventils 44 in dem Bereich von dem Winkel a1festgelegt wird, der dem Winkel a2 des Kraftstoffeinspritzventils43 um eine Winkeldifferenz von ΔB(ΔB < ΔA) zum Winkela3 voreilt, wie im Falle des Kraftstoffeinspritzventils 43.
[0134] Anschließend gibt die ECU 30 imSchritt 206 ein Kraftstoffeinspritzsignal und ein Lufteinblassignal entsprechendden so festgelegten zeitlichen Öffnungs-/Schließsteuerungenjeweils an das Kraftstoffeinspritzventil 43 und das Lufteinblasventil 44 ab.
[0135] Das Steuern der zeitlichen Steuerungender Öffnung/Schließung desKraftstoffeinspritzventils 43 und des Lufteinblasventils 44 wieoben beschrieben dient zur Steuerung der Kraftstoffsprühstoßdurchdringungsdistanz,des Sprühstoßpartikeldurchmessersund der Sprühstoßform beider Einspritzung von Kraftstoff durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3. Dasheißt,zur Steuerung der Kraftstoffsprühstoßdurchdringungsdistanz,des Sprühstoßpartikeldurchmessersund der Sprühformsetzt die ECU 30 die zeitliche Steuerung der Kraftstoffeinspritzungund die Kraftstoffeinspritzdauer bei der Kraftstoffeinspritzung,die von dem Kraftstoffeinspritzventil 43 durchgeführt wird,auf . konstante Werte fest, die einer Änderung eines Kurbelwinkelsentsprechen, und steuert anschließend sowohl die zeitliche Lufteinblassteuerungals auch die Lufteinblasdauer bei der Einblasung von Luft, die vondem Lufteinblasventil 44 durchgeführt wird, auf der Basis einesBetriebszustandes, der von dem Motor 1 festgestellt wird.Genauer gesagt gleicht die ECU 30 zur Erzielung einer "Aufwärmverbrennung" die zeitliche Steuerungder Lufteinblasung, die von dem Lufteinblasventil 44 durchgeführt wird,an die zeitliche Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die von demKraftstoffeinspritzventil 43 durchgeführt wird, an, und gleicht gleichzeitigdie Dauer der Lufteinblasung, die von dem Lufteinblasventil 44 durchgeführt wird,der Dauer der Kraftstoffeinspritzung, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 43 durchgeführt wird,an. Des weiteren sorgt die ECU 30 zur Erzielung einer "Schichtladungsverbrennung" und einer "gleichmäßigen Verbrennung" dafür, dassdie zeitliche Steuerung der Lufteinblasung, die von dem Lufteinblasventil 44 durchgeführt wird,der zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die von demKraftstoffeinspritzventil 43 durchgeführt wird, voreilt oder etwasvoreilt, und sorgt dafür,dass die Dauer der Lufteinblasung, die von dem Lufteinblasventil 44 durchgeführt wird,längerist als die Dauer der Kraftstoffeinspritzung, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 43 durchgeführt wird,um eine Winkeldifferenz ΔAoder ΔBauf der Basis des Kurbelwinkels.
[0136] Gemäß der oben beschriebenen Kraftstoffeinspritzsteuerung,wie sie in 13 gezeigtist, werden die Kraftstoff/Luft-Einspritzperiodenin der "Aufwärmverbrennung" auf die "gleiche Periode" festgelegt, unddie Einspritz-Timingdifferenz auf das "gleiche Timing". Mit dieser Anordnung werden Sprühstoßcharakteristikaerzielt, so dass die Sprühstoßdurchdringungsdistanzkurz ist, der Sprühstoßpartikeldurchmesserrelativ klein ist und die Sprühstoßform einenrelativ großenSprühstoßwinkelbesitzt. 17 ist einebildliche Darstellung der in Rede stehenden Sprühstoßcharakteristika. In einemNiedertemperaturstartbetrieb des Motors 1 ist es wünschenswert,dass die Sprühstoßdurchdringungsdistanzrelativ kurz eingestellt, der Sprühstoßpartikeldurchmesser zur Förderungder Verdampfung von Kraftstoff relativ klein eingestellt wird unddie Sprühstoßform zumZerstreuen von Kraftstoff durch die gesamte Verbrennungskammer 2 aufeinen großen Sprühwinkelfestgelegt wird, um zu verhindern, dass Kraftstoff an der Oberseitedes Kolbens 6 anhaftet. Somit werden die obigen Sprühstoßcharakteristika für die "Aufwärmverbrennung" für einenNiedertemperaturstartbetrieb des Motors 1 geeignet.
[0137] Andererseits werden in einer "Schichtladungsverbrennung", wie sie in 13 gezeigt ist, die Kraftstoff/Luft-Einspritzperiodenso eingestellt, dass die "Lufteinblasperiodeetwas lang ist",und dass die Einspritz-Timingdifferenz so festgelegt ist, dass das "Lufteinblastimingvoreilt". Mit die serAnordnung werden Sprühcharakteristikaerhalten, so dass die Sprühstoßdurchdringungsdistanzrelativ lang ist, der Sprühstoßpartikeldurchmesserrelativ klein ist und die Sprühstoßform einengeringen Sprühstoßwinkel besitzt. 18 ist eine bildhafte Darstellungder in Rede stehenden Sprühstoßcharakteristika.In einem Teillastbetrieb des Motors 1 ist ein starker Sprühstoß (einelange Durchdringungsdistanz) erforderlich, so dass ein stabilesLuft/Kraftstoff-Gemisch bei jedem Zyklus um die Zündkerzeherum gesammelt werden kann, ohne von einer solchen Störung wieeiner Luftströmungsveränderungin der Verbrennungskammer 2 beeinflusst zu werden. Darüber hinausist es mit der Wärmevon dem Kolben 6 nicht erforderlich, eine solche hohe Zerstäubung wieim Niedertemperaturstartbetrieb zu erzielen, jedoch ist es zum Ermöglichen derHerstellung eines stabilen Luft-Kraftstoff-Gemisches wünschenswert,Sprühstoßpartikelzu bilden, deren Durchmesser kleiner als im vorliegenden Zustandsind. Des weiteren ist es erforderlich, eine Sprühstoßform zu erzielen, die einenrelativ kleinen Sprühstoßwinkelbesitzt, der fürdie Schichtung des Sprühstoßes geeignetist. Folglich sind die obigen Sprühstoßcharakteristika für eine "Schichtladungsverbrennung" für einenTeillastbetrieb des Motors geeignet.
[0138] Andererseits werden in der "gleichmäßigen Verbrennung", wie sie in 13 gezeigt ist, die Kraftstoff/Luft-Einspritzperiodenso festgelegt, dass die "Lufteinblasperiodelang ist", und dassdie Einspritz-Timingdifferenz so festgelegt wird, dass es die "zeitliche Steuerungder Lufteinblasung etwas voreilt".Mit dieser Anordnung werden Sprühcharakteristikaerzielt, so dass die Sprühdurchdringungsdistanz relativim Mittel liegt, der Sprühstoßpartikeldurchmesserrelativ klein ist, und die Sprühstoßform im Sprühstoßwinkelim Mittel liegt. 19 isteine bildhafte Darstellung, die die in Rede stehenden Sprühstoßcharakteristikazeigt. In einem Volllastbetrieb des Motors 1 kann im Gegensatzzu gleichen Bedingungen wie bei denen im Niedertemperaturstartbetrieb Wärme vonder Wandoberflächeder Verbrennungskammer 2 erwartet werden. Deshalb ist eserforderlich, dass die Sprühstoßdurchdringungs distanzlängerist als in einem Niedertemperaturstartbetrieb, und kürzer alsin einem Teillastbetrieb. Darüberhinaus ist es zur Bildung eines stabilen Luft-Kraftstoff-Gemischeserforderlich, dass der Sprühstoßpartikeldurchmesserkleiner als im derzeitigen Zustand wird. Des weiteren ist es erforderlich,dass der Sprühstoßwinkelkleiner gemacht wird als diejenige in einem Niedertemperaturstartbetrieb,und größer alsderjenige in einem Teillastbetrieb. Somit sind die Sprühstoßcharakteristikafür eine "gleichmäßige Verbrennung" auch für einenVolllastbetrieb des Motors 1 geeignet.
[0139] Gemäß der Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtungdieses Ausführungsbeispiels,wie es oben beschrieben wurde, wird Kraftstoff von der Kraftstoffeinspritzöffnung 69a inder Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 in die Verbrennungskammer 2 eingespritzt,um einen Kraftstoffsprühstoß in derVerbrennungskammer 2 zu bilden. Andererseits wird Luftvon den Lufteinblasöffnungen 69b inder Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 in die Verbrennungskammer 2 eingeblasen, umLuftstrahlen in der Verbrennungskammer 2 zu bilden. Beidieser Konstruktion sind die Lufteinblasöffnungen 69b und dieKraftstoffeinspritzöffnung 69a so ausgerichtet,dass die Luftstrahlen, die von den Lufteinblasöffnungen 69b eingeblasenwerden, mit dem Kraftstoffsprühstoß, der vonder Kraftstoffeinspritzöffnung 69a eingespritztwird, kollidieren. Deshalb wird die Form des Kraftstoffsprühstoßes in Folgeder Kollision der Luftstrahlen mit dem Kraftstoffsprühstoß verändert.
[0140] Zur Steuerung der Sprühstoßdurchdringungsdistanz,des Sprühstoßpartikeldurchmessers undder Sprühstoßform (Sprühstoßwinkel)des Kraftstoffsprühstoßes, dervon der Kraftstoffeinspritzöffnung 69a eingespritztwird, steuert die ECU 30 das Kraftstoffeinspritzventil 43 unddas Lufteinblasventil 44 unabhängig voneinander auf der Basiseines Betriebszustandes des Motors 1. Bei dieser Steuerung steuertdie ECU 30 insbesondere sowohl das zeitliche Timing alsauch die Dauer der Lufteinblasung, die durch das Lufteinblasventil 44 durchgeführt wird. Mitdieser Steuerung kann die Kraftstoffsprühstoßdurchdrin gungsdistanz, derSprühstoßpartikeldurchmesserund die Sprühstoßform (Sprühstoßwinkel)in Abhängigkeitvon einem Unterschied der Betriebszustände des Motors der Direkteinspritzbauart 1 verändert werdenund es kann ein Kraftstoffsprühstoß erzieltwerden, der Eigenschaften besitzt, die für den bestimmten Betriebszustandam besten geeignet sind. Als ein Ergebnis ist es möglich, dieVerbrennungseigenschaft von Kraftstoffen jeder Verbrennungskammer 2 desMotors 1 zu verbessern, wodurch es möglich ist, die Abgasemissiondes Motors 1 zu verbessern und die Kraftstoffersparnisund die Ausgangsleistung des Motors zu verbessern.
[0141] Es erfolgt nun eine Beschreibungeines Mechanismus zur Steuerung der Sprühstoßdurchdringungsdistanz. Wiein 14 gezeigt ist, wirddie Sprühstoßdurchdringungsdistanzrelativ kurz, wenn die zeitliche Steuerung der Lufteinblasung derzeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung gleich gesetzt wirdund die Lufteinblasdauer der Kraftstoffeinspritzdauer gleichgesetztwird, indem das Öffnungs-/Schließ-Timingdes Kraftstoffeinspritzventils 43 und des Lufteinblasventils 44 gesteuertwerden. Der Grund hierfürist, dass die Luftstrahlen, die gleichzeitig mit der Bildung einesKraftstoffsprühstoßes gebildetwerden, als Widerstand fürden Kraftstoffsprühstoß wirken.Andererseits ist es dann, wenn es der zeitlichen Steuerung der Lufteinblasung gestattetist, der zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung vorzueilenoder etwas vorzueilen, indem die zeitliche Steuerung des Öffnens/Schließens des Kraftstoffeinspritzventils 43 unddes Lufteinblasventils 44 gesteuert wird, so, dass dieSprühstoßdurchdringungsdistanzrelativ lang wird. Der Grund dafür ist,dass die Luftstrahlen, die vor oder etwas vor einem Kraftstoffsprühstoß gebildetwerden, stark auf den Kraftstoffsprühstoß treffen. Deshalb ist es durch Ändern desGrades der Voreilung der zeitlichen Steuerung der Lufteinblasungim Verhältniszu der zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung möglich, dieSprühstoßdurchdringungsdistanzvariabel zu gestalten.
[0142] Die 20A bis 20C zeigen Steuerungsbeispielefür dieSprühstoßdurchdringungsdistanz,bei der Zuständevon Kraftstoffsprühstößen dargestellt sind,die unter Verwendung der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 gebildetwerden. Genauer gesagt zeigt 20A einenKraftstoffsprühstoß, der ohneLufteinblasung zur Zeit der Kraftstoffeinspritzung gebildet wird. 20B zeigt einen Kraftstoffsprühstoß, der gebildetwird, indem ein Lufteinblasen gestattet wird, das der Kraftstoffeinspritzungum "1,0 ms" voreilt. 20C zeigt einen Kraftstoffsprühstoß, der sogebildet wird, indem eine Lufteinblasung so gestattet wird, dasssie der Kraftstoffeinspritzung um "2,0 ms" voreilt. Anhand der 20A bis 20C wirdgesehen, dass, je weiter die Lufteinblasung hinsichtlich der Kraftstoffeinspritzungvorauseilt, desto längerdie Sprühstoßdurchdringungsdistanzwird.
[0143] Als nächstes erfolgt eine Beschreibungeines Mechanismus zur Steuerung des Sprühstoßpartikeldurchmessers. Wiein den 14 bis 16 gezeigt ist, trifft esin allen den Fällenzu, bei denen das Verhältniszwischen der zeitlichen Steuerung der Lufteinblasung und der zeitlichenSteuerung der Kraftstoffeinspritzung und dem Verhältnis zwischender Lufteinblasdauer und der Kraftstoffeinspritzdauer durch Steuernder zeitlichen Steuerung des Öffnens/Schließens desKraftstoffeinspritzventils 43 und des Lufteinlassventils 44.verändertwerden, so dass der Sprühstoßpartikeldurchmesserrelativ klein wird. Der Grund dafür ist, dass in all den Fällen dieKraftstoffsprühstoßpartikeldurch Kollidieren der Luftstrahlen mit dem Kraftstoffsprühstoß unterteiltwerden.
[0144] Als nächstes erfolgt eine Beschreibungeines Mechanismus zur Steuerung der Sprühstoßform. Wie in den 14 bis 16 gezeigt ist, ist es in all den Fällen, indenen das Verhältniszwischen der zeitlichen Steuerung der Lufteinblasung und der zeitlichenSteuerung der Kraftstoffeinspritzung und das Verhältnis zwischender Lufteinblasdauer und der Kraftstoffeinspritzdauer durch Steuerndes zeitlichen Steuerns der Öffnung/Schließung desKraftstoffeinspritzventils 43a und des Lufteinlassventils 44 soverändertwird, dass sich die Sprühstoßform (Sprühstoßwinkel) ändert. Wiein 13 gezeigt ist, liegt derGrund, warum der Sprühstoßwinkelgroß wird („großer Sprühstoßwinkel") durch die Steuerungder "Aufwärmverbrennung" darin, dass dieKraftstoff/Luft-Einspritzperioden und die zeitlichen Steuerungender Kraftstoffeinspritzung/Lufteinblasung dieselben sind und dassdeshalb die Verteilung an die Umgebung in Folge der Kraftstoff-Luft-Kollisionverbessert wird. Wie in 13 gezeigtist, liegt der Grund, warum der Sprühstoßwinkel klein wird („kleinerSprühstoßwinkel") durch die Steuerungfür die "Schichtladungsverbrennung" darin, dass dadurch, dasses der Lufteinblasung gestattet ist, der Kraftstoffeinspritzungvorzueilen, sich ein Kraftstoffsprühstoß in der Richtung einer Kraftstoffeinspritzungerstreckt, währender durch einen laufenden Luftstrom getragen wird, was dazu führt, dassdie Sprühstoßdurchdringungsdistanzlange wird, währenddas Ausdehnen des Kraftstoffsprühstoß in derBreitenrichtung umgekehrt proportional zur Erhöhung der Länge klein wird, sogar in Folgeder Kollision mit der Luft. Wie in 13 gezeigtist, liegt der Grund, warum der Sprühstoßwinkel mittel wird („mittlererSprühstoßwinkel") durch die Steuerungfür eine "gleichmäßige Verbrennung" darin, dass derGrad der Voreilung der Lufteinblasung kleiner als in der "Schichtladungsverbrennung" ist.
[0145] In Verbindung mit der obigen Kraftstoffeinspritzsteuerungfür eine "Aufwärmverbrennung", eine "Schichtladungsverbrennung" und eine "gleichförmige Verbrennung" erfolgten Beschreibungendes Falls, wo eine Änderungder zeitlichen Steuerungen der Kraftstoff-/Lufteinspritzungen undeine Änderung derKraftstoff-/Lufteinspritzperioden miteinander kombiniert werden.Es wird jedoch in dem Fall, in dem die zeitlichen Steuerungen derKraftstoff-/Lufteinspritzung und der Kraftstoff/Luft-Einspritzperioden unabhängig voneinanderverändertwerden, angenommen, dass die folgenden Funktionen und Auswirkungenerzielt werden.
[0146] Wenn die ECU 30 eine Steuerungdurchführt,damit die zeitliche Steuerung der Einblasung von Luft, die durchdas Lufteinblasventil 44 durchgeführt wird, der zeitlichen Steuerungder Kraftstoffeinspritzung, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 43 durchgeführt wird,voreilt, wird die Kraftstoffsprühdurchdringungsdistanzrelativ lang, währendder Sprühstoßpartikeldurchmesserrelativ klein wird, und es wird ein Kraftstoffsprühstoß erzielt,dessen Eigenschaften füreine Schichtladungsverbrennung geeignet sind. Als ein Ergebnis istes möglich,die Kraftstoffverbrennungsleistung des Motors 1 zu verbessern.
[0147] Wenn die ECU 30 eine Steuerungdurchführt,damit die Lufteinblasdauer durch das Lufteinblasventil 44 gleichder Kraftstoffeinspritzdauer durch das Kraftstoffeinspritzventil 43 wird,wird der Kraftstoffsprühstoßpartikeldurchmesserdurchgehend durch die gesamte Kraftstoffeinspritzperiode relativ klein,wodurch es möglichist, die Kraftstoffverbrennungsleistung des Motors 1 zuverbessern.
[0148] Wenn des weiteren die ECU 30 eineSteuerung durchführt,damit die Lufteinblasdauer durch das Lufteinblasventil 44 länger alsdie Kraftstoffeinspritzdauer durch das Kraftstoffeinspritzventil 43 wird,wird die Kraftstoffsprühstoßdurchdringungsdistanzrelativ lang und der Sprühstoßpartikeldurchmesserwird relativ klein, überden gesamten Bereich des Kraftstoffsprühstoßes, wodurch es möglich ist,die Kraftstoffverbrennungsleistung des Motors 1 zu verbessern.
[0149] In diesem Ausführungsbeispiel kann jede Komponentein den folgenden Beispielen 1, 2 und 3, die spezifische Effekteerzeugen, verwirklicht werden.
[0150] In Abhängigkeit von den. Einstellungeneines Kollisionswinkels θ3zwischen einem Kraftstoffsprühstoß, der vonder Kraftstoffeinspritzöffnung 69a eingespritztwird, und einem Luftstrahl, der von der Lufteinblasöffnung 69b eingeblasenwird, wie in 47 gezeigtist, kann die Sprühstoßdurchdringungsdistanzdes Kraftstoffsprühstoßes (imnachfolgenden wird darauf als "Sprühstoßlänge" Bezug genommen) kürzer oderlängergemacht werden.
[0151] Wenn der Kollisionswinkel θ3 etwasgroß eingestelltist (beispielsweise 75°)kann die Sprühstoßlänge kürzer oderlängergemacht werden, indem die zeitliche Lufteinblassteuerung geeigneteingestellt wird. Wenn sowohl der Kraftstoff als auch die Luft gleichzeitigeingespritzt bzw. eingeblasen werden, nimmt ein Luftwiderstand zwischendem Sprühstoß und einemLuftstrom aufgrund der Umkehrströmungeines Luftstroms, der in Folge der Kollision und aufgrund der Zerstäubung desSprühstoßes erzeugt wird,zu. Wird diese Luftwiderstandszunahmewirkung mit der Kraftstoffsprühstoß-Luftstrahlkollision kombiniert,resultiert daraus, dass die Sprühstoßlänge kürzer wirdals in dem Fall, in dem Luft nicht eingeblasen wird. Wenn umgekehrtLuft vor dem Einspritzen von Kraftstoff eingeblasen wird, trittein Luftstrom auch in der Sprühstoßerstreckungsrichtungzur Zeit der Kollision auf, so dass die Sprühstoßlänge länger wird. Es war jedoch bekannt,dass der Sprühstoßlängenänderungseffektin diesem Fall weniger signifikant ist als in einem Fall, in demder Kollisionswinkel θ3klein eingestellt wird, wie nachfolgend erläutert wird.
[0152] Wenn der Kollisionswinkel θ3 andererseits kleineingestellt wird (beispielsweise 45°), wird es möglich, die Sprühstoßlänge länger zumachen, indem die zeitliche Steuerung der Lufteinblasung geeigneteingestellt wird. Der Grund hierfür ist, dass ein Luftstrahlmit einem Kraftstoffsprühstoß in einer Schubrichtungdes Kraftstoffsprühstoß in Kollision gebrachtwird. Bei der gleichzeitigen Einspritzung bzw. Einblasung sowohlvon Kraftstoff als auch von Luft wird die Sprühstoßlänge länger, und in dem Fall, in demLuft vor dem Kraftstoff eingeblasen wird, wird die Sprühstoßlänge nochlänger,da ein solcher Luftstrom besteht, der länger als zum Zeitpunkt derEinspritzung wird. In diesem Fall wird eine variable Größe der Sprüh stoßlänge länger alsin einem Fall, in dem der Kollisionswinkel θ3 groß eingestellt wird, wie indem Basiskraftstoffsprühstoß, sogarwenn der Kraftstoffdruck reduziert wird (beispielsweise von 12 MPaauf 2 MPa) und ein Verschlechtern der Sprühstoßzerstäubung hervorgerufen durch jeneAbnahme des Kraftstoffdruckes kann durch Lufteinblasung abgestelltwerden. Folglich kann die Sprühstoßlänge in einervariablen Art und Weise gesteuert werden, durch geeignetes Einstellender zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung/Lufteinblasung,während derKraftstoffdruck reduziert bleibt, und dadurch kann sowohl der Kraftstoffsprühstoß als auchder Luftstrahl gesteuert werden. Wenn beispielsweise sowohl Kraftstoffals auch Luft zu einer Zeit eingespritzt bzw. eingeblasen wird,kann die Sprühstoßlänge langgemacht werden (kürzerals in einem Fall der Festlegung des Kraftstoffdruckes auf 12 MPaund eines Weglassens eines Lufteinblasens), und es ist dann, wennLuft vor dem Kraftstoff eingespritzt wird, möglich, die Sprühstoßlänge weiteranzuheben (es wurde bereits sichergestellt, dass der Sprühstoßpartikeldurchmesserkleiner gemacht werden kann als in einem Fall des Festlegens desKraftstoffdruckes auf 12 MPa und des Weglassens eines Lufteinblasens).
[0153] Solche experimentellen Ergebnisse,wie sie in 58 gezeigtsind, wurden in Bezug auf das Verhältnis des Kollisionswinkels θ3 zur Sprühstoßlänge undzum durchschnittlichen Sprühstoßdurchmesser erzielt.In diesem Experiment wurde die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3,die in den 2 und 3 gezeigt ist, verwendetund der Druck des Kraftstoffs (n-Heptan) wurde auf 12 MPa eingestellt,der Luftdruck der eingeblasenen Luft wurde auf 1 MPa eingestellt,die Kraftstoffeinspritzmenge wurde auf 9,18 × 10^–3 (g/ms) eingestellt,die Distanz X von der Kraftstoffeinspritzöffnung 69a zu derLufteinblasöffnung 69b wurdeauf 1 mm festgelegt und das Einblasen der Luft wurde auf 1 ms vorder Kraftstoffeinspritzung festgelegt.
[0154] Wie anhand von 58 gesehen wird, wird bei einem Kollisionswinkel θ3 im Bereichvon 15° bis 75° eine effektiveSprühstoßlänge im Bereichvon 105 bis 82 mm und ein effektiver Durchschnittssprühstoßpartikeldurchmesserim Bereich von 8,5 bis 7 μm erhalten.
[0155] Unter den obigen Bedingungen betrugdie Sprühstoßlänge 75 mmwenn die Lufteinblasung nicht durchgeführt wurde.
[0156] In Anbetracht der obigen Punkte wirdder Kollisionswinkel 83 in diesem Beispiel 1 auf einen vorbestimmtenWert im Bereich von 15° bis75° festgelegt,vorzugsweise von 15° bis45°, wodurcheine effektive Sprühstoßlänge im Bereichvon 105 bis 93 mm und ein effektiver Durchschnittssprühpartikeldurchmesservon 8,5 bis 7,5 μmerzielt wird. Noch bevorzugter wird der Kollisionswinkel θ3 auf einen vorbestimmtenBereich im Bereich von 15° bis30° festgelegt,wodurch eine effektive Sprühstoßlänge im Bereichvon 105 bis 99 mm und ein effektiver Durchschnittssprühstoßpartikeldurchmesserim Bereich von 8,5 bis 8,0 μmerhalten wird. Das heißt,in diesem Beispiel 1 kann die Sprühstoßlänge durch ein restriktivesEinstellen des Kollisionswinkels θ3 größer gemacht werden.
[0157] Durch Festlegen der Distanz X vonder Kraftstoffeinspritzöffnung 69a zuder Lufteinblasöffnung 69b wieoben beschrieben, kann eine höhereSprühstoßzerstäubung undeine größere Sprühstoßlänge beigleichem Luftdruck erzielt werden.
[0158] Solche experimentelle Ergebnisse,wie sie in 59 gezeigtsind, wurden unter Bezugnahme auf das Verhältnis zwischen der DistanzX zur Sprühstoßlänge undzum Durchschnittssprühstoßpartikeldurchmessererhalten. In diesem Experiment wurde die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3,die in den 2 und 3 gezeigt ist, verwendetund der Druck des Kraftstoffs (n-Heptan)wurde auf 12 MPa eingestellt, der Luftdruck wurde auf 1 MPa eingestellt,die Kraftstoffeinspritzmenge wurde auf 9,18 × 10^–3 (g/ms)festgelegt, der Kollisionswinkel θ3 wurde auf 15° festgelegt unddas Einblasen von Luft wurde um 1 ms vor der Kraftstoffeinspritzungfestgelegt.
[0159] Wie anhand von 59 gesehen wird, ist der Effekt derSprühstoßzerstäubung undein Verlängerungseffektder Sprühstoßlänge um sogrößer, je kleinerdie Distanz X ist. Es war bekannt, das nur durch Reduzieren derDistanz X auf die Hälftederselbe Effekt erzielt wird, wie er durch Verdoppeln des Luftdruckeserhalten wird. Somit kann ein hoher Sprühstoßzerstäubungseffekt und ein Verlängerungseffektder Sprühstoßlänge mitweniger Energie erhalten werden, indem die Distanz X so kurz wie möglich gemachtwird. Wie in 59 gesehenwird, ist die Kurve eines Durchschnittssprühstoßpartikeldurchmessers bei einerDistanz von X = 4mm und darum herum etwas gleichmäßiger. Beider Distanz von X im Bereich von 1 bis 4 mm wird eine effektive Sprühstoßlänge im Bereichvon 105 bis 95 mm und ein effektiver Durchschnittssprühstoßpartikeldurchmesservon ungefähr9 μm erhalten.In diesem Beispiel 2 wird deshalb der Abstand X auf einen vorbestimmtenWert im Bereich von 1 bis 4 mm eingestellt. Durch ein solches restriktivesEinstellen ist es möglich,eine höhereSprühstoßzerstäubung zuerzielen und die Sprühstoßlänge ohne Ändern desLuftdruckes zu verlängern.
[0160] Unter obigen Bedingungen betrug dieSprühstoßlänge 75 mm,wenn die Lufteinblasung nicht durchgeführt wurde.
[0161] Durch Einstellen des Drucks des Kraftstoffes,der zu dem Kraftstoffeinspritzventil 43 geleitet wird,auf einen vorbestimmten niedrigen Druck, ist es möglich, dievariable Größe der Sprühstoßlänge zu erhöhen [eineDifferenz der Sprühstoßlänge zwischendem Fall, in dem Luft mit dem Kraftstoffsprühstoß (mit Luft) in Kollision gebrachtwird, und dem Fall, in dem Luft nicht mit dem Kraftstoffsprühstoß (ohneLuft) in Kollision gebracht wird], ohne den Sprühstoßpartikeldurchmesser groß zu verändern.
[0162] Solche experimentellen Ergebnisse,wie sie in 60 gezeigtsind, wurden in Bezug auf das Verhältnis zwischen dem Kraft stoffdruckund der Sprühstoßlänge erhalten.Des weiteren wurden solche experimentellen Ergebnisse, wie sie in 41 gezeigt sind, in Bezugauf das Verhältniszwischen dem Kraftstoffdruck und einem Durchschnittssprühpartikeldurchmessererhalten. In beiden Experimenten wurde die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3,wie sie in den 2 und 3 gezeigt ist, verwendetund der Kraftstoff wurde auf n-Heptan festgelegt, der Luftdruckder eingeblasenen Luft wurde 1 MPa festgelegt, die Kraftstoffeinspritzmengewurde auf 9,18 × 10^–3 (g/ms) eingestellt,der Kollisionswinkel θ3wurde auf 15° eingestelltund das Einblasen der Luft wurde auf 1 ms vor der Kraftstoffeinspritzungeingestellt.
[0163] Als ein Merkmal, das in Bezug aufden Sprühstoßpartikeldurchmesserund die variable Größe der Sprühstoßlänge für die Einspritzungerforderlich ist, ist es wünschenswert,dass der Druck des zu dem Kraftstoffeinspritzventil geführten Kraftstoffesso niedrig wie möglichist vom Standpunkt der Konstruktion des Kraftstoffeinspritzventilsund des Energieverlustes aus gesehen. Eine Sprühstoßzerstäubung durch Lufteinblasen kannmit weniger Energie durchgeführtwerden, jedoch zum Erhöhender variablen Größe der Sprühstoßlänge istes notwendig, eine großeEnergie durch Lufteinblasen bereitzustellen. Wenn die variable Größe der Sprühstoßlänge so eingestelltist, dass sie einem erforderlichen Wert. genügt, kann deshalb der Sprühstoßpartikeldurchmesserkleiner sein als sein erforderlicher Wert und die Gelegenheit zurVerwendung verschwendeter Zerstäubungsenergienimmt zu. In diesem Fall ist es durch Reduzieren des Kraftstoffdruckesund durch Vergrößern desPartikeldurchmessers des Kraftstoffsprühstoßes, ohne dass Luft damit kollidiert,möglich, denKraftstoffdruck zu reduzieren, währenddie erforderlichen Werte des Sprühstoßpartikeldurchmessers undder variablen Längeder Sprühstoßlänge zu reduzieren.Da der Kraftstoffdruck reduziert wird, wird die kinetische Energiedes Kraftstoffsprühstoßes geringerund die Energie des Luftstrahls wird relativ gesehen größer, sodass die variable Größe des Sprühstoßes größer wird.
[0164] Wie anhand der 60 und 61 offensichtlich ist,ist der Sprühstoßzerstäubungseffektdurch Lufteinblasen (mit Luft) so, dass der durchschnittliche Sprühstoßpartikeldurchmesserein Verhältnisnahe –1/2quadrat relativ zum Kraftstoffdruck beträgt. Des weiteren wird erkannt,dass, je niedriger der Kraftstoffdruck ist, desto größer dievariable Größe der Sprühstoßlänge ist.Aus dieser Tatsache wird erkannt, dass es zur Bewerkstelligung,dass sowohl die Sprühstoßzerstäubung alsauch die variable Größe der Sprühstoßlänge durchdie Verwendung eines Lufteinblasens, miteinander kompatibel sind,ein höchsteffizienter Kraftstoffdruck vom Standpunkt des Energieverbrauchsin einem Niederdruckbereich liegt, in dem die variable Größe der Sprühstoßlänge groß wird undsie vorzugsweise in den Bereich kurz vor einer Veränderungdes Sprühstoßpartikeldurchmesserseingestellt wird. Deshalb ist in diesem Beispiel 3 derDruck des zu dem Kraftstoffeinspritzventil 43 geführten Kraftstoffesso auf einen vorbestimmten Wert im Bereich von 1 bis 4 MPa festgelegt,wodurch die variable Größe der Sprühstoßlänge ohneallzu großeVeränderungdes durchschnittlichen Sprühstoßpartikeldurchmessersgroß gemachtwerden kann.
[0165] Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einem zweitenAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf diebeigefügtenZeichnungen beschrieben.
[0166] In den folgenden Ausführungsbeispieleneinschließlichdieses zweiten Ausführungsbeispielswerden die gleichen Bauteile wie in dem vorangegangenen ersten Ausführungsbeispielmit denselben Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel benannt undErläuterungenhiervon werden weggelassen. Nachfolgend werden hauptsächlich unterschiedlichePunkte beschrieben.
[0167] Die Konstruktion einer Öffnungsplatte,wie sie in diesem Ausführungsbeispielverwendet wird, unterscheidet sich von derje nigen im ersten Ausführungsbeispiel.Die 21A bis 21D sind charakteristischeDarstellungen einer Öffnungsplatte. 21A ist eine Draufsichteiner Öffnungsplatte 82, 21B ist eine Schnittansichtentlang einer Linie C1-C1 in 21A, 21C ist eine Schnittansichtentlang einer Linie C2-C2in 21A und 21D ist eine konzeptionelleDarstellung, die ein Positionsverhältnis zwischen einer Kraftstoffeinspritzöffnung 82a und Lufteinblasöffnungen 82b zeigt,wenn die Öffnungsplatte 82,die in 21A gezeigtist, in der Richtung des Pfeils C3 gesehen wird.
[0168] Wie in den 21A bis 21D gezeigtist, sind eine rechtwinklige schlitzförmige Kraftstoffeinspritzöffnung 82a undmehrere (fünfin dem dargestellten Beispiel) Lufteinblasöffnungen 82b in der Öffnungsplatte 82 ausgebildet,wobei die Lufteinblasöffnungen 82b ingleichen Abständenvon beiden Seiten der Kraftstoffeinspritzöffnung 82a und inder Längsrichtungder Kraftstoffeinspritzöffnung 82a angeordnet sind.Die Lufteinblasöffnungen 82b sindin der Nähe derKraftstoffeinspritzöffnung 82a angeordnet.Der Begriff "Nähe" wird für den vorgenanntenAbstand X von der Kraftstoffeinspritzöffnung zu jeder Lufteinblasöffnung verwendet.Wie in den 21C und 21D gezeigt ist, enthält die Kraftstoffeinspritzöffnung 82a eineinnere Oberfläche,die in der Einspritzrichtung divergent kegelig ist (links in derFigur) und ferner eine gekrümmteAusnehmung 82c auf der Seite (rechte Seite in der Figur)gegenüberder Einspritzseite enthält.Die Ausnehmung 82c wird an der Öffnung der Bohrung 66a desRohrs 66 ausgerichtet. Jede Lufteinblasöffnung 82b hat einenkreisförmigen Querschnitt(elliptisch an ihrem offenen Ende) und erstreckt sich durch die Öffnungsplatte 82 schräg relativzu einer Endseite der Öffnungsplatte 82.In diesem Ausführungsbeispielbeträgtdie Breite der Kraftstoffeinspritzöffnung 82a 2 mm, während einInnendurchmesser einer jeden Lufteinblasöffnung 82b auf 1,0 mmfestgesetzt wird. Des weiteren wird der Abstand zwischen angrenzendenLufteinblasöffnungen 82b in jederReihe auf 1,5 mm festgelegt.
[0169] Die 22A bis 22C sind konzeptionelle Darstellungeneines Kraftstoffsprühstoßes undeines Luftstrahls (Luftstrahlen). Wie in 22A gezeigt ist, ist der Kraftstoffsprühstoß flachund besitzt im allgemeinen eine konische Gestalt. Ein Sprühwinkel θ1 an einerVorderseite des Sprühstoßes istgrößer alsein Sprühwinkel θ11 an einerSeite des Sprühstoßes. Die Form(Kegelwinkel) eines jeden der Sprühwinkel θ1 und θ11 wird durch maximale undminimale Breiten der Kraftstoffeinspritzöffnung 82a, die inder Öffnungsplatte 82 ausgebildetist, bestimmt. Wie in 22B gezeigtist, besitzen eine vordere Gestalt und eine Seitengestalt von einemLuftstrahl (freiem Strahl) annähernddie gleiche konische Form. Ein Ausbreitungswinkel (Strahlwinkel) 82 desStrahls wird durch die Größe des Innendurchmesserseiner jeden Lufteinblasöffnung 82b,die in der Öffnungsplatte 82 ausgebildetist, bestimmt. Wie in 22 zu sehenist, besitzen Mehrfachöffnungsstrahlen,die von mehreren Lufteinblasöffnungen 82b eingeblasen werden,eine gezahnte Form, die eine breite Vorderseite und enge seitlicheSeiten besitzt. Ein Kollisionspunkt HP in diesem Kraftstoffsprühstoß wird soeingestellt, dass er in einem Abstand von einer Lufteinblasöffnung 82b angeordnetist, bei dem die Energie eines von der Lufteinblasöffnung 82b eingeblasenen Luftstrahlsden Kraftstoffsprühstoß stört und eineEinstellung der Zerstäubungdes Kraftstoffssprühstoßes undder Sprühstoßdurchdringungsdistanzund der Sprühstoßform gestattet.Die Größe (Außendurchmesser(Breite)) am Kollisionspunkt HP eines von jeder Lufteinblasöffnung 82b eingeblasenenLuftstrahls wird so eingestellt, dass sie annähernd gleich einem AußendurchmesserD1 am Kollisionspunkt HP eines Kraftstoffsprühstoßes ist, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung 82a eingespritztwird. Die "Größe einesLuftstrahls", dieannäherndgleich dem AußendurchmesserD1 des Kraftstoffsprühstoßes wird,wird von einem "Strahlwinkel β", "einem Gasstrahlaußendurchmesserb" und "einem Abstand c" definiert, die inden 8 und 9 und ferner anhand der vorgenanntenGleichung "b = 2·c·tan(β/2)" zu sehen sind. Somitist diese Kraftstoffeinspritzvorrichtung so aufgebaut, dass dervon dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritzte Kraftstoffund die von dem Lufteinblasventil 44 eingeblasene Luftin der Verbrennungskammer 2 miteinander in Kollision gebrachtwerden.
[0170] Die 23A bis 23C erläutern einen Unterschied zwischeneiner Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkeam Kollisionspunkt HP. Wie in 23A gezeigtist, zeigt der Kraftstoffsprühstoß eine Sprühstoßstärke, dieeinen Verteilungsbereich besitzt, der an einer Vorderseite breitund an einer seitlichen Seite eng ist. Wie in 23B gezeigt ist, zeigt ein Luftstrahl(freier Strahl) eine Strahlstärke,die eine Breitenverteilung hat, die sowohl an der Vorderseite als auchan der seitlichen Seite die gleiche Breite besitzt. Die vordereBreite dieser Strahlstärkewird durch Überlappenmehrerer Luftstrahlen erhalten. Somit wird eine Konstruktion sohergestellt, dass die Stärkenverteilungder Luftstrahlen gleichmäßig aufder Stärkenverteilungdes Kraftstoffsprühstoßes überlagertwird.
[0171] Die 24A und 24B sind konzeptionelle Darstellungen,die einen Zustand einer Kollision mehrerer Luftstrahlen mit einemKraftstoffsprühstoß zeigen.Wie in den 22A bis 22C gezeigt ist, kann derEinfluss der Luftstrahlen gleichmäßig auf die Gesamtheit desKraftstoffsprühstoßes ausgeübt werden,da die Luftstrahlen, die die gleiche Größe und Stärkenverteilung besitzen, mitdem Kraftstoffsprühstoß in Kollisiongebracht werden. Somit ist erkennbar, dass der Kraftstoff effektivzerstäubtwerden kann und dass die Sprühstoßdurchdringungsdistanz, etc.,wirksam eingestellt werden kann.
[0172] Insbesondere in diesem Ausführungsbeispieldehnt sich der Kraftstoffsprühstoß in einerflachen konischen Form aus, da die Kraftstoffeinspritzöffnung 82a dieGestalt eines rechtwinkligen Schlitzes besitzt. Daneben sind mehrereLufteinblasöffnungen 82b ingleichen Abständenan beiden Seiten der rechtwinkligen Kraftstoffeinspritzöffnung 82a und inder Längsrichtungder Öffnung 82a angeordnet. Folglichkollidieren Luftstrahlen mit dem Kraftstoffsprühstoß gleichmäßig in der Längsrichtungdes Kraftstoffsprühstoßes undvon beiden Seiten des Sprühstoßes. Folglichist es möglich,eine gleichmäßige undfeinere Kraftstoffzerstäubungohne große Veränderungder Gestalt des Kraftstoffsprühstoßes, dersich in einer flachen konischen Gestalt ausbreitet, zu erzielen.
[0173] Andere Funktionen und Effekte dieseszweiten Ausführungsbeispielssind im wesentlichen dieselben wie diejenigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 3 desersten Ausführungsbeispieles.
[0174] Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einemdritten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf diebeigefügten Zeichnungenbeschrieben.
[0175] In diesem dritten Ausführungsbeispielunterscheiden sich die Anordnung und Richtung der Lufteinblasöffnungen,die in einer Öffnungsplatteausgebildet sind, von denjenigen des vorherigen zweiten Ausführungsbeispiels.Die 25A bis 25D sind charakteristischeDarstellungen einer Öffnungsplatte 83,wobei 25A eine Draufsichtder Öffnungsplatte 83 ist; 25B ist eine Schnittansichtentlang einer Linie E1-E1 in 25A; 25C ist eine Schnittansichteiner Linie E2-E2 aus 25A;und 25D ist konzeptionelleDarstellung, die ein Positionsverhältnis zwischen einer Kraftstoffeinspritzöffnung 83a undeiner Lufteinblasöffnung 83b zeigt, wenndie Öffnungsplatte 83,die in 25 gezeigt ist, inder Richtung des Pfeils E3 betrachtet wird.
[0176] Wie in den 25A bis 25D gezeigtist, besitzt eine Kraftstoffeinspritzöffnung 83a, die inder Öffnungsplatte 83 ausgebildetist, einen rechtwinkligen Schlitz und mehrere (fünf in dem dargestellten Beispiel)Lufteinblasöffnungen,die in gleichen Abständenan beiden Seiten der Kraftstoffeinspritzöffnung 83a und inder Längsrichtungderselben Öffnungangeordnet sind. Die Lufteinblasöffnungen 83b sindin der Nähe derKraftstoffeinspritzöffnung 83a angeordnet.Der Begriff "Nähe" wird durch den vorgenanntenAbstand X von der Kraftstoffeinspritzöffnung zu jeder Gaseinblasöffnung definiert.Wie in den 25A bis 25D gezeigt ist, sind dieForm und Größe der Kraftstoffeinspritzöffnung 83a dieselbenwie diejenigen der Kraftstoffeinspritzöffnung 82a, einschließlich einergekrümmtenAusnehmung 83c. Die Ausnehmung 83c ist an der Öffnung derBohrung 66a des Rohrs 66 ausgerichtet. Jede Lufteinblasöffnung 83b besitzteinen kreisförmigenQuerschnitt (elliptisch an seinem offenen Ende) und erstreckt sich schräg in Bezugauf eine Endseite der Öffnungsplatte durchdie Öffnungsplatte 83 hindurch.In diesem Ausführungsbeispielist der Abstand zwischen jeder der Lufteinblasöffnungen 83b in jederReihe enger festgelegt als der Abstand zwischen den benachbarten Lufteinblasöffnungen 82b inder Öffnungsplatte 82 , diein dem vorherigen Ausführungsbeispielverwendet wird. Wie in 25D gezeigtist, sind die Lufteinblasöffnungen 83b auchin der Richtung des Pfeils etwas geneigt. Die Größe einer jeden Lufteinblasöffnung 83b istin diesem Ausführungsbeispieldieselbe wie diejenige der Einblasöffnungen 82b.
[0177] Die 26A und 26B sind konzeptionelle Darstellungen,von denen jede einen Kraftstoffsprühstoß und einen Luftstrahl (Luftstrahlen)zeigt. Wie in 26A gezeigtist, besitzt ein Kraftstoffsprühstoß eine flache,im allgemeinen konische Gestalt. Ein vorderer Sprühwinkel θ1 des Sprühstoßes istgrößer alsein seitlicher Sprühwinkel θ11 des Sprühstoßes. DieSprühwinkel θ1 und θ11 werdendurch die maximalen und minimalen Breiten der Kraftstoffeinspritzöffnung 83a bestimmt,die in der Öffnungsplatte 83 ausgebildetist. Wie in 26B gezeigtist, besitzen die Mehrfachöffnungsstrahlen,die von mehreren Lufteinblasöffnungen 83b eingeblasenwerden, eine gezahnte Gestalt, die eine breite Vorderseite und engeSeitenflächenbesitzt. Ein Kollisionspunkt HP in diesem Kraftstoffsprühstoß ist soeingestellt, dass er in einem Abstand von einer Lufteinblasöffnung 83b angeordnetist, bei dem die Energie eines von der Lufteinblasöffnung 83b eingeblasenenLuftstrahls den Kraftstoffsprühstoß stört und eineEinstellung der Zer stäubungdes Kraftstoffsprühstoßes undder Sprühstoßdurchdringungsdistanzund der Sprühstoßgestaltgestattet. Die Größe (Außendurchmesser (Breite))am Kollisionspunkt HP eines von jeder Lufteinblasöffnung 83b eingeblasenenLuftstrahls ist so eingestellt, dass sie annähernd gleich einem AußendurchmesserD1 am Kollisionspunkt HP eines Kraftstoffsprühstoßes, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung 83a eingespritztwird, wird. Die "Größe eines Luftstrahls", die annähernd gleichdem AußendurchmesserD1 des Kraftstoffsprühstoßes wird,wird anhand eines "Strahlwinkels β", eines "Gasstrahlaußendurchmessersb" und "eines Abstandes c" definiert, die inden 8 und 9 und ferner anhand der vorgenanntenGleichung "b = 2·c·tan(β/2)" gezeigt sind. Somitist diese Kraftstoffeinspritzvorrichtung so aufgebaut, dass dervon dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritzte Kraftstoffund die von dem Lufteinblasventil 44 eingeblasene Luftin der Verbrennungskammer 2 miteinander in Kollision gebrachtwerden.
[0178] Die 27A und 27B stellen einen Unterschiedzwischen einer Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkeam Kollisionspunkt HP dar. Wie in 27A zusehen ist, zeigt der Kraftstoffsprühstoß eine Sprühstoßstärke, die einen Verteilungsbereich besitzt,der an einer Vorderseite breit und an Seitenflächen eng ist. Wie in 27B zu sehen ist, zeigen Mehrfachöffnungsstrahlenferner eine Strahlstärke, dieeinen Verteilungsbereich zeigt, der an einer Vorderseite breit undan einer Seitenflächeeng ist. Die vordere Breite dieser Strahlstärke wird durch Überlappenmehrerer Luftstrahlen erhalten. Somit wird eine Konstruktion sogestaltet, dass die Stärkenverteilungder Luftstrahlen gleichmäßig dieStärkenverteilungdes Kraftstoffsprühstoßes überlappt.
[0179] Die 28A und 28B sind konzeptionelle Darstellungen,die einen Zustand einer Kollision mehrerer Luftstrahlen mit einemKraftstoffsprühstoß zeigen.Wie in den 26A und 26B gezeigt ist, kann derEinfluss der Luftstrahlen gleichzeitig auf die Gesamtheit des Kraftstoffsprühstoßes ohne Änderung desSprühwinkels θ1 nach derKollision ausgeübt werden,da die Luftstrahlen, die die gleiche Größe und Stärkenverteilung besitzen, miteinem Kraftstoffsprühstoß in Kollisiongebracht werden, bei dem Sprühwinkel θ1 und beider gleichen Größe und Stärkenverteilungwie bei dem Kraftstoffsprühstoß am KollisionspunktHP. Somit wird erkannt, dass Kraftstoff effektiv zerstäubt unddie Sprühstoßdurchdringungsdistanz,etc. wirksam eingestellt werden kann.
[0180] Andere Funktionen und Auswirkungendieses Ausführungsbeispielssind im wesentlichen dieselben wie diejenige der Kraftstoffeinspritzvorrichtungdes zweiten Ausführungsbeispiels.
[0181] Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einemvierten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf diebeigefügten Zeichnungenbeschrieben.
[0182] In diesem Ausführungsbeispiel unterscheidensich die Größe, Anordnungund Form einer jeden Lufteinblasöffnung,die in einer Öffnungsplatteausgebildet sind, von denjenigen, der vorherigen zweiten und drittenAusführungsbeispiele.Die 29A und 29D sind charakteristischeDarstellungen einer Öffnungsplatte 84,wobei 29A eine Draufsichtder Öffnungsplatte 84 istund die 29B eine Schnittansichtentlang einer Linie F1-F1 aus 29A ist; 29C ist eine Schnittansichtentlang einer Linie F2-F2 aus 29A;und 29D ist eine konzeptionelleDarstellung, die ein Positionsverhältnis zwischen einer Kraftstoffeinspritzöffnung 84a undLufteinblasöffnungen 84b zeigt,wenn die Öffnungsplatte 84,die in 29A gezeigtist, in der Richtung des Pfeils F3 betrachtet wird.
[0183] In der Öffnungsplatte 84 ist,wie in den 29A bis 29D gezeigt ist, eine Kraftstoffeinspritzöffnung 84a miteiner rechtwinkligen Schlitzgestalt ausgebildet und auf beiden Seitender Kraftstoffeinspritzöffnung 84a sindmehrere (drei im dargestellten Beispiel) Lufteinblasöffnungen 84b ingleichen Abständenin der Längsrichtungder Kraftstoffeinspritzöffnung 84a ausgebildet.Die Lufteinblasöffnungen 84b sindin der Näheder Kraftstoffeinspritzöffnung 84a ausgebildet.Der Begriff "Nähe" wird durch den vorgenanntenAbstand X von der Kraftstoffeinspritzöffnung zu jeder Gaseinblasöffnung definiert.Wie in den 29C und 29D gezeigt ist, sind dieGestalt und die Größe der Kraftstoffeinspritzöffnung 84a gleichderjenigen der Kraftstoffeinspritzöffnungen 82a und 83a,die zuvor beschrieben wurden, einschließlich einer Ausnehmung 84c,die auf der Seite gekrümmtist (rechts in der Figur), gegenüberder Einspritzseite. Die Ausnehmung 84c ist an der Öffnung derBohrung 66a des Rohrs 66 ausgerichtet. Jede Lufteinblasöffnung 84b hateinen kreisförmigen Querschnitt(elliptisch an seinem offenen Ende) und enthält eine innere Oberfläche, diein Einspritzrichtung auseinandergehend kegelig geformt ist. In diesemAusführungsbeispielist der Raum zwischen der angrenzenden Lufteinblasöffnung 84b injeder Reihe weiter festgesetzt als der Raum zwischen den angrenzendenLufteinblasöffnungen 82b (83b),die zuvor beschrieben wurden. Ein Innendurchmesser einer jeden Lufteinblasöffnung 84b istauf 1,3 mm festgelegt. Des weiteren ist der Raum zwischen den angrenzendenLufteinblasöffnungen 84b injeder Reihe auf 2,0 mm festgelegt.
[0184] Die 30A bis 30D sind konzeptionelle Darstellungeneiner Kraftstoffsprühstoßes undeines Luftstrahls (mehrerer Luftstrahlen). Wie in 30A gezeigt ist, ist der Kraftstoffsprühstoß flachund im allgemeinen konisch geformt. Ein Sprühwinkel θ1 an einer Vorderseite desSprühstoßes istgrößer alsein Sprühwinkel θ11 an einerSeite des Sprühstoßes. Die Form(Kegelwinkel) von jedem der Sprühwinkel θ1 und θ11 wirddurch die maximalen und minimalen Breiten der Kraftstoffeinspritzöffnung 84a,die in der Öffnungsplatte 84 ausgebildetist, bestimmt. Wie in 30B gezeigtist, haben beispielsweise in dem Fall, in dem eine innere Oberflächenformeiner jeden Lufteinblasöffnung 82b nichtdivergent ist, wie in der Öffnungsplatte 82,eine vordere Form und eine seitliche Form eines Luftstrahls (freienStrahls) annähernddie gleichen ko nischen Formen. Andererseits haben, wie in 30C gezeigt ist, in demFall, in dem der Innendurchmesser einer jeden Lufteinblasöffnung 84b vergrößert istund eine innere Oberflächeformdavon divergent ausgebildet wurde, eine vordere Form und eine seitlicheForm eines Luftstrahls (freien Strahls) dieselben konischen Gestaltenmit einem weiten Strahlwinkel θ21.Wie in 30D gezeigtist, sind mehrere Luftstrahlen (Mehrfachöffnungsstrahlen), die von mehrerenLufteinblasöffnungen 84b eingeblasenwerden, in einer gezahnten Form ausgebildet, die eine breite Vorderseiteund enge seitliche Seiten besitzt. Ein Kollisionspunkt HP in diesemKraftstoffsprühstoß wird sofestgelegt, dass er in einem Abstand von einer Lufteinblasöffnung 84b angeordnetist, bei dem die Energie eines Luftstrahls, der von der Lufteinblasöffnung 84b eingeblasenwurde, den Kraftstoffsprühstoß stört und dieEinstellung der Zerstäubungdes Kraftstoffsprühstoßes undder Sprühstoßdurchdringungsdistanz undder Sprühstoßform zulässt. DieGröße (Außendurchmesser(Breite)) am Kollisionspunkt HP eines Luftstrahls, der von jederLufteinblasöffnung 84b eingeblasenwurde, ist so festgelegt, dass er annähernd gleich einem AußendurchmesserD1 am Kollisionspunkt HP eines Kraftstoffsprühstoßes ist, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung 84a eingespritztwird. Die "Größe einesLuftstrahls", dieannäherndgleich dem AußendurchmesserD1 des Kraftstoffsprühstoßes wird,wird durch den "Strahlwinkel θ", den "Gasstrahlaußendurchmesserb" und den "Abstand c" definiert, die inden 8 und 9 und ferner anhand der vorgenanntenGleichung "b = 2·c·tan(β/2)" zu sehen sind. Somitist diese Kraftstoffeinspritzvorrichtung so konstruiert, dass dervon dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritzte Kraftstoffund die von dem Lufteinblasventil 44 eingeblasene Luftin der Verbrennungskammer 2 miteinander in Kollision gebrachtwerden.
[0185] Die 31A bis 31D stellen einen Unterschiedzwischen einer Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkeam Kollisionspunkt HP dar. Wie in 31A zusehen ist, zeigt der Kraftstoffsprühstoß eine Sprühstoßstärke, die einen Verteilungsbereich besitzt,der an einer Vorderseite breit und an einer seitli chen Seite schmalist. 31B zeigt eineStrahlstärkeeines Luftstrahls (freien Strahls) in dem Fall, in dem eine innereOberflächengestalteiner jeden Lufteinblasöffnung 82b nichtdivergent ist wie in der Öffnungsplatte 82.In 31C sind eine Strahlstärke voneinem Luftstrahl (freiem Strahl) gezeigt, in einem Fall, in demder Innendurchmesser einer jeden Lufteinblasöffnung 84b vergrößert istund seine innere Oberflächengestaltdivergent ausgebildet ist. Aus der 31C isterkennbar, dass der Verteilungsbereich der Strahlstärke entsprechendder divergenten Gestalt breiter wird. Wie in 31D zu sehen ist, zeigen mehrere Luftstrahlen(Mehrfachöffnungsstrahlen) eineStrahlstärke,die einen Verteilungsbereich besitzt, der an einer Vorderseite breitund an einer seitlichen Seite schmal ist. Die vordere Breite dieser Strahlstärke wirddurch Überlappenmehrerer Luftstrahlen erhalten. Somit wird eine Auslegung hergestellt,mit der die Stärkenverteilungder Luftstrahlen gleichmäßig undmit einem Spielraum der Stärkenverteilungdes Kraftstoffsprühstoßes überlagertwird.
[0186] Die 32A und 32B sind konzeptionelle Darstellungen,die einen Zustand einer Kollision von mehreren Luftstrahlen miteinem Kraftstoffsprühstoß zeigen.Wie in den 30A und 30D gezeigt ist, kann derEinfluss der Luftstrahlen gleichmäßig auf die Gesamtheit desKraftstoffsprühstoßes ohne Änderungdes Sprühwinkels θ1 des Kraftstoffsprühstoßes nachder Kollision ausgeübtwerden, da mehrere Luftstrahlen, die die gleiche Größe und Stärkenverteilungbesitzen, mit einem Kraftstoffsprühstoß mit einem Sprühwinkel θ1 und dergleichen Größe und Stärkenverteilungwie der Kraftstoffsprühstoß am KollisionspunktHP in Kollision gebracht werden. Da ein Luftstrahl divergent gemachtwird, werden im Übrigender Luftstrahlwinkel θ21größer alsder Strahlwinkel θ2und die Strahlverteilungsstärkewird flach. Folglich könnenLuftstrahlen mit dem Kraftstoffsprühstoß in einem relativen breitenBereich und mit einem Spielraum in Kollision gebracht werden unddie Zerstäubungdes Kraftstoffs kann wirksam durchgeführt werden, sogar wenn sichdie Kraftstoffsprühverteilung ändert. Desweiteren kann durch eine Vergrößerung des Öffnungsdurchmesserszur Vergrößerung derStrahlstärkeeine gleiche Funktion erreicht werden, sogar wenn die Anzahl der Öffnungenim Vergleich zu dem Fall, bei dem der Luftstrahl nicht divergentgemacht wird, abnimmt. Somit wird erkannt, dass der Kraftstoff wirksamzerstäubtwerden kann und dass der Sprühdurchdringungsabstand,etc., wirksam eingestellt werden kann.
[0187] Andere Funktionen und Auswirkungendieses Ausführungsbeispielssind im wesentlichen dieselben wie diejenigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtungender zweiten und dritten Ausführungsbeispiele.
[0188] Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einemfünftenAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahmeauf die beigefügten Zeichnungenbeschrieben.
[0189] Dieses fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidetsich von den vorherigen Ausführungsbeispielenin der Konstruktion der Lufteinblasöffnungen, die in einer Öffnungsplatteausgebildet sind. Die 33A bis 33D sind charakteristischeDarstellungen einer Öffnungsplatte 85,wobei 33A eine Draufsichteiner Öffnungsplatte 85 ist; 33B ist eine Schnittansichtentlang einer Linie D1-Dl aus 33A; 33C ist eine Schnittansichtentlang einer Linie G2-G2 aus 33A;und 33D ist eine konzeptionelleDarstellung, die ein Positionsverhältnis zwischen einer Kraftstoffeinspritzöffnung 85a und einerLufteinblasöffnung 85b zeigt,wenn die Öffnungsplatte 85,die in 33A gezeigtist, in der Richtung des Pfeils G3 betrachtet wird.
[0190] In der Öffnungsplatte 85 ist,wie in den 33A bis 33D gezeigt ist, eine Kraftstoffeinspritzöffnung 85a in einer rechtwinkligen Schlitzgestalt ausgebildetund ein Paar Lufteinblasöffnungen 85b sindauf beiden Seiten davon und parallel zu der Kraftstoffeinspritzöffnung 85a ausgebildet.Die Lufteinblasöffnungen 85b sindin der Näheder Kraftstoffeinspritzöffnung 85a angeordnet.Der Begriff "Nähe" wird durch den vorgenanntenAbstand X von der Kraftstoffeinspritzöffnung zu der Gaseinblasöffnung definiert.Die Lufteinblasöffnungen 85b besitzenjeweils eine rechtwinklige Gestalt mit einem Längsschnitt. Wie in den 33C und 33D gezeigt ist, sind die Form und Größe der Kraftstoffeinspritzöffnung 85a dieselbenwie diejenigen der Kraftstoffeinspritzöffnungen 82a, 83a und 84a.Die Kraftstoffeinspritzöffnung 85a enthält einegekrümmteAusnehmung 85c auf der Seite (rechte Seite in der Figur)gegenüberder Einspritzseite. Die Ausnehmung 85c ist an der Öffnung derBohrung 66a des Rohrs 66 ausgerichtet. Eine maximaleBreite und eine minimale Breite einer jeden Lufteinblasöffnung 85b werdenjeweils auf 6,0 mm und 0,65 mm festgelegt.
[0191] Die 34A und 34B sind konzeptionelle Darstellungeneines Kraftstoffsprühstoßes undeines Luftstrahls. Wie in 34A gezeigtist, ist der Kraftstoffsprühstoß flachund besitzt im allgemeinen eine konische Gestalt. Ein Sprühwinkel θ1 an derVorderseite des Sprühstoßes istgrößer alsein Sprühwinkel 811 aneiner Seite des Sprühstoßes. DieSprühwinkel θ1 und θ11 werdendurch die maximalen und minimalen Breiten der Kraftstoffeinspritzöffnung 85a,die in der Öffnungsplatte 85 ausgebildetist, bestimmt. Wie in 34B.gezeigt ist, besitzt ein Luftstrahl, der von jeder Lufteinblasöffnung 85b eingeblasenwird, eine keilförmigeGestalt, die an einer Vorderseite breit und an einer seitlichenSeite schmal ist. Ein Kollisionspunkt HP in. diesem Kraftstoffsprühstoß wird sofestgelegt, dass er in einem Abstand von einer Lufteinblasöffnung 85b angeordnetist, bei dem die Energie eines Luftstrahls, der von der Lufteinblasöffnung 85b eingeblasenwird, den Kraftstoffsprühstoß stört und eineEinstellung der Zerstäubungdes Kraftstoffsprühstoßes undder Sprühstoßdurchdringungsdistanzund der Sprühstoßform gestattet.Die Größe (Außendurchmesser(Breite)) am Kollisionspunkt HP eines Luftstrahls, der von jederLufteinblasöffnung 85b eingeblasenwird, wird so festgelegt, dass er annähernd gleich einem AußendurchmesserD1 am Kollisionspunkt HP eines Kraftstoffsprühstoßes, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung 85a eingespritzt wird,ist. Die „Größe einesLuftstrahls", dieannäherndgleich dem AußendurchmesserD1 des Kraftstoffsprühstoßes wird,wird durch den "Strahlwinkel β", den „Gasstrahlaußendurchmesserb" und den „Abstandc" definiert, diein den 8 und 9 und ferner anhand der vorgenanntenGleichung "b = 2·c·tan(β/2)" gesehen werden.Somit ist diese Kraftstoffeinspritzvorrichtung so aufgebaut, dassder Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritztwird, und die Luft, die von dem Lufteinblasventil 44 eingeblasenwird, in der Verbrennungskammer 2 miteinander in Kollisiongebracht werden.
[0192] Die 35A und 35B stellen einen Unterschiedzwischen einer Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkeam Kollisionspunkt HP dar. Wie in 35A zusehen ist, zeigt der Kraftstoffsprühstoß eine Sprühstärke, die einen Verteilbereichbesitzt, der an einer Vorderseite breit und an einer seitlichen Seiteschmal ist. Wie in 35B zusehen ist, zeigt jeder Luftstrahl eine Strahlstärke, die einen Verteilungsbereichbesitzt, der an einer Vorderseite breit und an einer seitlichenSeite schmal ist. Somit wird eine Konstruktion so ausgeführt, dassdie Stärkenverteilungder Luftstrahlen gleichmäßig dieStärkenverteilungdes Kraftstoffsprühstoßes überlagert.
[0193] Die 36A und 36B sind konzeptionelle Darstellungen,die einen Zustand einer Kollision von mehreren Luftstrahlen miteinem Kraftstoffsprühstoß zeigen.Wie in den 34A und 34B gezeigt ist, kann derEinfluss der Luftstrahlen gleichmäßig auf der Gesamtheit desKraftstoffsprühstoßes ohne Änderung desSprühwinkels θ1 des Kraftstoffsprühstoßes nach derKollision ausgeübtwerden, da ein Paar Luftstrahlen mit der gleichen Größe und Stärkenverteilungmit einem Kraftstoffsprühstoß im Sprühwinkel θ1 und mit dergleichen Größe und Stärkenverteilungwie beim Kraftstoffsprühstoß am KollisionspunktHP in Kollision gebracht werden. Demgemäß wird erkannt, dass es möglich ist,den Kraftstoff wirksam zu zerstäuben unddie Sprühstoßdurchdringungsdistanz,etc., effektiv einzustellen.
[0194] In diesem Ausführungsbeispiel spreizt sich jederLuftstrahl in eine flache konische Form, da jede Lufteinblasung 85a rechtwinkligist. Insbesondere deshalb könnendie Luftstrahlen gleichmäßig mitder Gesamtheit des Kraftstoffsprühstoßes in Kollisiongebracht werden, der sich flach ausbreitet, und es ist möglich, denKraftstoff gleichmäßig undin feinere Partikeln zu zerstäuben.
[0195] In diesem Ausführungsbeispiel breitet sich darüber hinausder Kraftstoffsprühstoß, der davon eingespritztwird, in einer flachen konischen Form aus, da die Kraftstoffeinspritzöffnung 85a rechtwinkligist. Da ein Paar rechtwinkliger Lufteinblasöffnungen 85b auf beidenSeiten der rechtwinkligen Kraftstoffeinspritzöffnung 85a und paralleldazu angeordnet sind, kommt des weiteren ein Paar Luftstrahlen gleichförmig mitdem Kraftstoffsprühstoß in der Längsrichtungdes Kraftstoffsprühstoßes undvon beiden Seiten des Sprühstoßes in Kollision.Insbesondere deshalb könnendie Gasstrahlen gleichmäßig mitder Gesamtheit des Kraftstoffsprühstoßes in Kollisiongebracht werden, der sich flach ausbreitet und somit kann der Kraftstoffgleichförmigund noch feiner ohne großeVeränderungder Sprühformzerstäubtwerden.
[0196] Andere Funktionen und Auswirkungendieses Ausführungsbeispielssind im wesentlichen dieselben wie diejenigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtungdes ersten Ausführungsbeispiels.
[0197] Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einem sechstenAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf diebeigefügtenZeichnungen beschrieben.
[0198] In diesem Ausführungsbeispiel unterscheidetsich die Konstruktion einer jeden Lufteinblasöffnung, die in einer Öffnungsplatteausgebildet ist, von derjenigen in dem vorherigen fünf ten Ausführungsbeispiel.Die 37A bis 37D sind charakteristische Darstellungeneiner Öffnungsplatte 86,wobei 37A eine Draufsichtder Öffnungsplatte 86 ist; 37B ist eine Schnittansichtentlang einer Linie H1-H1 aus 37A; 37C ist eine Schnittansicht entlangeiner Linie H2-H2 aus 37A;und 37D ist eine konzeptionelleDarstellung, die ein Positionsverhältnis zwischen einer Kraftstoffeinspritzöffnung 86a undeiner Lufteinblasöffnung 86b zeigt,wenn die Öffnungsplatte 86,die in 37A gezeigtist, in der Richtung des Pfades H3 betrachtet wird.
[0199] In der Öffnungsplatte 86 ist,wie in den 37A bis 37D gezeigt ist, eine Kraftstoffeinspritzöffnung 86 miteiner rechtwinkligen Schlitzgestalt ausgebildet, und ein Paar Lufteinblasöffnungen 86b sindauf beiden Seiten der Kraftstoffeinspritzöffnung 86a und parallelhierzu ausgebildet. Die Lufteinspritzöffnungen 86b habeneine rechtwinklige Gestalt im Längsschnittund sind in der Näheder Kraftstoffeinspritzöffnung 86a angeordnet.Der Begriff "Nähe" wird durch den vorgenanntenAbstand X von der Kraftstoffeinspritzöffnung zu jeder Gaseinblasöffnung definiert.Wie in den 37C und 37D gezeigt ist, sind dieForm und Größe der Kraftstoffeinspritzöffnung 86 gleichdenjenigen der Kraftstoffeinspritzöffnungen 82a, 83a, 84a und 85a.Die Kraftstoffeinspritzöffnung 86a enthält einegekrümmteAusnehmung 86c auf der Seite (rechte Seite in der Figur)gegenüberder Einspritzseite. Die Ausnehmung 86c ist an der Bohrung 66a desRohrs 66 ausgerichtet. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine maximaleBreite W1 einer jeden Lufteinblasöffnung 86b schmalerals die maximale Breite W1 einer jeden Lufteinblasöffnung 85b imvorherigen fünftenAusführungsbeispiel. Stattdessen besitzt jede Lufteinblasöffnung 86b in diesemAusführungsbeispieleine Gestalt, die eine innere Oberfläche enthält, die in der Einspritzrichtung divergentkegelig gebildet ist, wie in 37D gezeigt ist.In diesem Ausführungsbeispielist die maximale Breite W1 einer jeden Lufteinblasöffnung 86b auf4,0 mm und eine minimale Breite W2 davon auf 1,3 mm festgelegt.
[0200] Die 38A und 38B sind konzeptionelle Darstellungeneines Kraftstoffsprühstoßes undeines Luftstrahls. Wie in 38A gezeigtist, besitzt der Kraftstoffsprühstoß eine flache,im allgemeinen konische Gestalt. Ein Sprühwinkel θ1 an einer Vorderseite desSprühstoßes istgrößer alsein Sprühwinkel θ11 an einerSeite des Sprühstoßes. DieSprühwinkel θ1 und θ11 werdenanhand der maximalen und minimalen Breite der Kraftstoffeinspritzöffnung 86a,die in der Öffnungsplatte 86 ausgebildetist, bestimmt. Wie in 38B gezeigtist, besitzt ein Luftstrahl, der von jeder Lufteinblasöffnung 86b eingeblasenwird, eine keilförmigeGestalt, die an einer Vorderseite breite und an einer seitlichenSeite schmal ist. Ein Kollisionspunkt HP in diesem Kraftstoffsprühstoß wird so festgelegt,dass er in einem Abstand von einer Lufteinblasöffnung 86b angeordnetist, bei dem die Energie eines Luftstrahls, der von der Lufteinblasöffnung 86b eingeblasenwird, den Kraftstoffsprühstoß stört und eineEinstellung der Zerstäubungdes Kraftstoffsprühstoßes undder Sprühstoßdurchdringungsdistanzund der Sprühstoßform gestattet.Die Größe (Außendurchmesser(Breite)) am Kollisionspunkt HP eines Luftstrahls, der von jederLufteinblasöffnung 86b eingeblasenwird, ist so festgelegt, dass er annähernd gleich einem AußendurchmesserD1 am Kollisionspunkt HP einer Kraftstoffsprühstoßeinspritzung von der Kraftstoffeinspritzöffnung 86a wird.Die "Größe einesLuftstrahls", dieannäherndgleich dem AußendurchmesserD1 des Kraftstoffsprühstoßes wird, wirddurch den "Strahlwinkel β", den „Gasstrahlaußendurchmesserb" und den „Abstandc" definiert, die inden 8 und 9 und ferner anhand der vorgenanntenGleichung "b = 2·c·tan(β/2)" gesehen werden können. Somitist diese Kraftstoffeinspritzvorrichtung so aufgebaut, dass dervon dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritzte Kraftstoffund die von dem Lufteinblasventil 44 eingeblasene Luftin der Verbrennungskammer 2 miteinander in Kollision gebrachtwerden.
[0201] Die 39A und 39B zeigen einen Unterschiedzwischen einer Sprühstoßstärke undeiner Strahlstärkeam Kollisionspunkt HP. Wie in 39A zusehen ist, zeigt der Kraftstoffsprüh stoß eine Sprühstoßstärke, die einen Verteilungsbereichbesitzt, der an einer Vorderseite breit und an einer seitlichenSeite schmal ist. Wie in 39B zusehen ist, zeigt jeder Luftstrahl eine Strahlstärke, die einen Verteilungsbereichbesitzt, der an einer Vorderseite breit und an einer seitlichenSeite schmal ist. Somit erfolgt eine Konstruktion so, dass die Stärkenverteilungeines Luftstrahls gleichmäßig dieStärkenverteilung desKraftstoffsprühstoßes überlagert.
[0202] Die 40A und 40B sind konzeptionelle Darstellungen,die einen Zustand einer Kollision von mehreren Luftstrahlen miteinem Kraftstoffsprühstoß zeigen.Wie in den 38A und 38B gezeigt ist, werdenein Paar Luftstrahlen, die die gleiche Größe und Stärkenverteilung besitzen, miteinem Kraftstoffsprühstoß bei demSprühwinkel θ1 und mitder gleichen Größe und Stärkenverteilungwie der Kraftstoffsprühstoß am KollisionspunktHP in Kollision gebracht, so dass der Einfluss der Luftstrahlengleichmäßig aufdie Gesamtheit des Kraftstoffsprühstoßes ausgeübt werdenkann ohne Änderungdes Sprühwinkels 81 desKraftstoffsprühstoßes nachder Kollision.
[0203] Insbesondere in diesem Ausführungsbeispielbreitet sich ein Luftstrahl, der davon eingeblasen wurde, in einerflachen konischen Form aus, entsprechend der rechtwinkligen Gestalt,da jede Lufteinblasöffnung 86b einerechtwinklige Gestalt besitzt. Da jede Lufteinblasöffnung 86b eineinnere Oberflächebesitzt, die in der Einspritzrichtung divergent kegelig ausgebildetist, wird die Stärkenverteilungin der Ausbreitungsrichtung des Luftstrahls flacher und daher kollidiertjeder Luftstrahl mit dem Kraftstoffsprühstoß gleichmäßiger. Als ein Ergebnis kannder Einfluss eines jeden Luftstrahls auf die Gesamtheit des Kraftstoffsprühstoßes ohne Änderungdes Sprühwinkels θ1 des Kraftstoffsprühstoßes nachder Kollision ausgeübtwerden. Somit wird festgestellt, dass der Kraftstoff geeignet zerstäubt werdenkann und dass die Sprühstoßdurchdringungsdistanz,etc., geeignet eingestellt werden kann.
[0204] Andere Funktionen und Auswirkungendieses Ausführungsbeispielssind im wesentlichen dieselben wie diejenigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtungdes fünftenAusführungsbeispiels.
[0205] Als nächstes wird nachfolgend eineKraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauart gemäß einemsiebten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungenbeschrieben.
[0206] In diesem siebten Ausführungsbeispielunterscheidet sich die Konstruktion einer Öffnungsplatte von jener injeder der vorherigen Ausführungsbeispiele.Die 41A bis 41D sind charakteristische Darstellungeneiner Öffnungsplatte 87,wobei 41A eine Draufsichtder Öffnungsplatte 87 ist; 41B ist eine Schnittansichtentlang einer Linie J1-J1 aus 41A; 41C ist eine Schnittansicht entlangeiner Linie J2-J2aus 41A; und 41D ist eine konzeptionelleDarstellung, die ein Positionsverhältnis zwischen einer Kraftstoffeinspritzöffnung 87a undLufteinblasöffnungen 87b zeigt,wenn die Öffnungsplatte 87,die in 47A gezeigtist, in der Pfeilrichtung J3 betrachtet wird.
[0207] In der Öffnungsplatte 87,die in diesem Ausführungsbeispielverwendet wird, sind, wie in den 41A bis 41D gezeigt ist, mehrereLufteinblasöffnungen 87b ingleichen Abständenauf einer Seite und in der Längsrichtungder Kraftstoffeinspritzöffnung 87a,die eine rechtwinklige Schlitzgestalt besitzt, angeordnet. In diesemPunkt unterscheidet sich die Konstruktion der Öffnungsplatte 87 vonderjenigen der Öffnungsplatte 82,die in dem zweiten Ausführungsbeispielverwendet wird. Genauer gesagt sind in dem zweiten Ausführungsbeispielvon Lufteinblasöffnungen 82b ineiner Reihe auf jeder der beiden Seite der Kraftstoffeinspritzöffnungen 82a angeordnet,währendin diesem sieben Ausführungsbeispieleine Mehrzahl von Lufteinblasöffnungen 87b in einerReihe auf einer Seite der Kraftstoffeinspritzöffnungen 87a angeordnetsind. Andere Konstruktionspunkte der Öffnungsplatte 87 entsprechendenjenigen der Öffnungsplatte 82,die im zweiten Ausführungsbeispielverwendet wird.
[0208] Die 42A und 42B sind konzeptionelle Darstellungeneines Kraftstoffsprühstoßes undeines Luftstrahles (Luftstrahlen). Die Form des Kraftstoffsprühstoßes unddiejenige des Luftstrahls (der Luftstrahlen) in diesem Ausführungsbeispielentsprechen denjenigen, die in den 22A und 22C gezeigt sind.
[0209] Die 43A und 43B veranschaulichen einenUnterschied zwischen einer Sprühstärke undeiner Strahlstärkeam Kollisionspunkt HP. Der Zustand der Sprühstärke und derjenige der Strahlstärken in diesemAusführungsbeispielentsprechen denjenigen, die in den 23A und 23C gezeigt sind.
[0210] Die 44A bis 44C sind konzeptionelle Darstellungen,die einen Zustand einer Kollision von mehreren Luftstrahlen miteinem Kraftstoffsprühstoß zeigen.Ein Kollisionspunkt HP in diesem Kraftstoffsprühstoß wird so festgelegt, dasser in einem Abstand von einer Lufteinblasöffnung 87b angeordnet ist,bei dem die Energie eines Luftstrahls, der von der Lufteinblasöffnung 87b eingeblasenwird, den Kraftstoffsprühstoß stört und eineEinstellung der Zerstäubungdes Kraftstoffsprühstoßes undder Sprühstoßdurchdringungsdistanzund der Sprühstoßform zulässt. DieGröße (Außendurchmesser(Breite)) am Kollisionspunkt HP eines Luftstrahls, der von jeder Lufteinblasöffnung 87b eingeblasenwird, wird so festgelegt, dass er annähernd gleich einem AußendurchmesserD1 am Kollisionspunkt HP eines Kraftstoffsprühstoßes, der. von der Kraftstoffeinspritzöffnung 87a eingespritztwird, wird. Die "Größe eines Luftstrahls", die annähernd gleichdem AußendurchmesserD1 des Kraftstoffsprühstoßes wird,wird durch den „Strahlwinkel β", den „Gasstrahlaußendurchmesserb" und den "Abstand c" definiert, die in den 8 und 9 und ferner anhand der vorgenanntenGleichung "b = 2·c·tan(β/2)" gezeigt werden.Somit kann der Einfluss der Luftstrahlen gleichmäßig auf die Gesamtheit desKraftstoffsprühstoßes ausgeübt werden.Folglich wird erkannt, dass der Kraftstoff wirksam zerstäubt werdenkann und dass die Sprühstoßdurchdringungsdistanz,etc., wirksam eingestellt werden kann.
[0211] In diesem Ausführungsbeispiel kann darüber hinausdie Richtung des Kraftstoffsprühstoßes schräg horizontaldurch Kollision des Kraftstoffsprühstoßes mit den Luftstrahlen geändert werden,wie in 44C gezeigtist, da mehrere Lufteinblasöffnungen 87b ineiner Reihe nur auf einer Seite der Kraftstoffeinspritzöffnung 87a angeordnetsind, um Luftstrahlen zu erzeugen. Somit kann der Kraftstoff in Übereinstimmungmit der Form der Verbrennungskammer 2 zerstäubt werden.
[0212] Andere Funktionen und Auswirkungendieses Ausführungsbeispielssind dieselben wie diejenigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtungdes ersten Ausführungsbeispiels.
[0213] Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einemachten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahmeauf die beigefügten Zeichnungenbeschrieben.
[0214] Die Konstruktion einer Lufteinspritzöffnung, diein einer Öffnungsplattein diesem Ausführungsbeispielausgebildet ist, unterscheidet sich von derjenigen in dem vorherigensiebten Ausführungsbeispiel.Die 45A bis 45D sind charakteristische Darstellungeneiner Öffnungsplatte 88,wobei 55A eine Draufsichtder Öffnungsplatte 88 ist; 45B ist eine Schnittansichtentlang der Linie K1-K1 aus 45A; 45C ist eine Schnittansicht entlangeiner Linie K2-K2 aus 45A;und 45D ist eine konzeptionelleDarstellung, die ein Positionsverhältnis zwischen einer Kraftstoffeinspritzöffnung 88a undeiner Lufteinblasöffnung 88b zeigt,wenn die Öffnungsplatte 88,die in 45A gezeigtist, in der Richtung des Pfeils K3 betrachtet wird.
[0215] In der Öffnungsplatte 88 ist,wie in den 45A bis 45D gezeigt ist, eine rechtwinkligeLufteinblasöffnung 88b aufeiner Seite einer Kraftstoffeinspritzöffnung 88a ausgebildet,die eine rechtwinklige Schlitzgestalt besitzt, wobei die Lufteinblasöffnung 88b inder Längsrichtungund parallel zu der Kraftstoffeinspritzöffnung 88a angeordnetist. In diesem Punkt unterscheidet sich die Konstruktion der Öffnungsplatte 88 indiesem achten Ausführungsbeispielvon derjenigen der Öffnungsplatte 85,die in dem fünftenAusführungsbeispielverwendet wird. Genauer gesagt sind in dem fünften Ausführungsbeispiel ein Paar Lufteinblasöffnungen 85b aufbeiden Seiten und parallel zu der Kraftstoffeinspritzöffnung 85a angeordnet,währendin diesem achten Ausführungsbeispieldie Lufteinblasöffnung 88b nurauf einer Seite und parallel zu der Kraftstoffeinspritzöffnung 88a angeordnetist. Andere Konstruktionspunkte der Öffnungsplatte 88 entsprechendenjenigen der Öffnungsplatte 85,die im fünftenAusführungsbeispielverwendet wird.
[0216] Die 46A und 46B sind konzeptionelle Darstellungeneines Kraftstoffsprühstoßes undeines Luftstrahls. Die Form des Kraftstoffsprühstoßes und des Luftstrahls indiesem Ausführungsbeispielentsprechen denjenigen, die in den 34A und 34B gezeigt sind.
[0217] Die 47A und 47B stellen einen Unterschiedzwischen einer Sprühstärke undeiner Strahlstärkeam Kollisionspunkte HP dar. Der Zustand der Sprühstärke und derjenigen der Strahlstärke in diesemAusführungsbeispielentsprechen denjenigen, die in den 35A und 35B gezeigt sind.
[0218] Die 48A bis 48C sind konzeptionelle Darstellungen,die einen Zustand einer Kollision von mehreren Luftstrahlen miteinem Kraftstoffsprühstoß zeigen.Wie in den 46A und 46B gezeigt ist, kann derEinfluss des Luftstrahls gleichmäßig aufdie Gesamtheit des Kraftstoffsprühstoßes ausgeübt werden,da die Luftstrahlen mit dem Kraftstoffsprühstoß in der gleichen Größe und Stärkenverteilungwie der Kraftstoffsprühstoß am KollisionspunktHP in Kollision gebracht werden. Folglich wird erkannt, dass der Kraftstoffwirksam zerstäubtwerden kann und dass die Sprühstoßdurchdringungsdistanz,etc., wirksam eingestellt werden kann.
[0219] In diesem Ausführungsbeispiel kann darüber hinausdie Richtung des Kraftstoffsprühstoßes schräg horizontaldurch Kollision mit dem Luftstrahl geändert werden, wie in 48C gezeigt ist, da eine Lufteinblasöffnung 88b nurauf einer Seite und parallel zu der Kraftstoffeinspritzöffnung 88a angeordnet ist.Somit kann der Kraftstoff in Übereinstimmungmit der Gestalt der Verbrennungskammer 2 zerstäubt werden.
[0220] Andere Funktionen und Auswirkungendieses Ausführungsbeispielssind im wesentlichen dieselben wie diejenigen der Kraftstoffeinspritzvorrichtungdes vorherigen siebten Ausführungsbeispiels.
[0221] Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einem neuntenAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungendetailliert beschrieben.
[0222] Die Konstruktion dieses Ausführungsbeispielsunterscheidet sich von derjenigen der vorherigen Ausführungsbeispieledadurch, dass ein Kraftstoffeinspritzventil mit der Funktion einesLufteinblasventils integriert ausgestattet ist. 49 ist eine Schnittansicht eines Kraftstoffeinspritzventils 91,das mit einem Lufteinblasventil kombiniert ist. Das kombinierteKraftstoffeinspritzventil 91, das in diesem Ausführungsbeispielverwendet wird, ist einstückigmit einem zylindrischen Abschnitt 55a an einem vorderen Endeseines unteren Körpers 44 versehen.Eine Öffnungsplatte 85 istan einem vorderen Ende des zylindrischen Abschnitts 55a befestigt.Druckluft wird durch eine Luftleitung (nicht gezeigt) zu einem Luftkanal 92 geleitet.Ein Elektromagnet 93 ist an einem Basisendabschnitt desunteren Körpers 55 vorgesehen.Ein Ventilkörper94 zum Öffnenund Schließen desLuftkanals 92 ist in dem unteren Körper 55 vorgesehen.Wenn der Ventilkörper 94 inFolge einer Erregung oder Enterregung des Elektromagneten 93 betätigt wird, öffnet oderschließtsich der Kanal 92 und Druckluft wird in den zylindrischenAbschnitt 55a geleitet und aus einer Lufteinblasöffnung 95b,die in der Öffnungsplatte 85 ausgebildetist, ausgeblasen, um einen Luftstrahl zu bilden. Des weiteren wird Kraftstoffaus einer Kraftstoffeinspritzöffnung 85a,die in der Öffnungsplatte 85 ausgebildetist, durch eine Bohrung 66a eines Rohrs 66, daseinstückigan der Mitte des zylindrischen Abschnitts 55a vorgesehen ist,eingespritzt, wodurch ein Kraftstoffsprühstoß erfolgt wird.
[0223] Somit wird in diesem Ausführungsbeispiel dasKraftstoffeinspritzventil 91, das mit dem Lufteinblasventilkombiniert ist, verwendet, so dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtungkompakter als in den vorherigen Ausführungsbeispielen konstruiertwerden kann, bei denen das Kraftstoffeinspritzventil 43 unddas Lufteinblasventil 44 separat vorgesehen sind. AndereFunktionen und Auswirkungen dieses Ausführungsbeispiels sind im wesentlichendieselben wie diejenigen der vorherigen Ausführungsbeispiele.
[0224] Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einem zehntenAusführungsbeispielunter Bezugnahme auf die beigefügtenZeichnungen detailliert beschrieben.
[0225] Die Konstruktion dieses Ausführungsbeispielsunterscheidet sich von derjenigen der vorherigen Ausführungsbeispieledarin, dass ein Kraftstoffeinspritzventil mit der Lufteinblasfunktioneines Lufteinblasventils ausgestattet ist. 50 ist eine Schnittansicht eines Kraftstoffeinspritzventils 95.In dem Kraftstoffeinspritzventil 95, das in diesem zehnten Ausführungsbeispielverwendet wird, ist ein unterer Körper einstü ckig mit einem Gehäuse 51 ausgebildet.Eine Öffnungsplatte 85 istdirekt an einem vorderen Ende des Gehäuses 51 befestigt.Im vorderen Endabschnitt des Gehäuses 51 isteine Kraftstoffleitung 96 ausgebildet, die eine Verbindungzwischen einer Kraftstoffeinspritzöffnung 85a, die inder Öffnungsplatte 85 ausgebildetist, und einer Ventilbohrung 56b, die in einem Düsenkörper 56 ausgebildet ist,bereitstellt. Ferner sind im vorderen Endabschnitt des Gehäuses 51 Luftkanäle 97 umden Kraftstoffkanal 96 herum ausgebildet. Druckluft wird an jedem derLuftkanäle 97 durchein Luftsteuerventil (nicht gezeigt) zugeführt, dass separat vorgesehenist. Wenn das Luftsteuerventil gesteuert wird, wird Druckluft ausden Lufteinblasöffnungen 85b inder Öffnungsplatte 85 durchdie Luftkanäle 97 geblasen,um Luftstrahlen zu erzeugen. Wenn sich ein Ventilabschnitt 58a inBezug auf einen Ventilsitz 56a öffnet oder schließt, wirddes weiteren Kraftstoff durch den Kraftstoffkanal 96 unddes weiteren durch eine Kraftstoffeinspritzöffnung 95a, die inder Öffnungsplatte 85 ausgebildetist, eingespritzt, um einen Kraftstoffsprühstoß zu erzeugen.
[0226] Somit kann die Konstruktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtung,die um den Motor herum angeordnet ist, im Vergleich zu den vorherigenAusführungsbeispielen,bei denen das Kraftstoffeinspritzventil 43 und das Lufteinblasventil 44 separatvorgesehen sind, kompakt gemacht werden, da in diesem Ausführungsbeispieldas Kraftstoffeinspritzventil 95 mit der Funktion einesLufteinblasventils ausgestattet ist. Andere Funktionen und Auswirkungendieses Ausführungsbeispielssind dieselben wie diejenigen der vorherigen Ausführungsbeispiele.
[0227] Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einemelften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliertbeschrieben.
[0228] Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungdieses Ausführungsbeispielsist mit einem Kraftstoffeinspritzventil zur Erzeugung eines Kraftstoffsprühstoßes undmehrerer Lufteinspritzventile zur Erzeugung mehrerer Luftstrahlenunabhängigvoneinander versehen. In diesem Punkt unterscheidet sich die Konstruktiondes Kraftstoffeinspritzventils dieses Ausführungsbeispiels von denjenigender vorherigen Ausführungsbeispiele.
[0229] 51 isteine Schnittansicht, die eine schematische Konstruktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtungzeigt. Ein Kraftstoffeinspritzventil 43 und zwei Lufteinblasventile 44 besitzenim wesentlichen die gleiche Konstruktion. Eine detaillierte Konstruktion derEinspritzventile 43 und 44 ist gleich wie diejenige desKraftstoffeinspritzventils 43, das in 2 gezeigt ist. In diesem Ausführungsbeispielkann eine Kraftstoffeinspritzöffnung 101,die entsprechend dem Kraftstoffeinspritzventil 43 vorgesehenist und sich in eine Verbrennungskammer 2 hin öffnet, beispielsweisekreisförmigoder mit einer rechtwinkligen Schlitzgestalt versehen sein. Andererseitskönnendie Lufteinblasöffnungen 102,die entsprechend den Lufteinblasventilen 44 vorgesehensind und sich in die Verbrennungskammer 2 hin öffnen, eineReihe mehrerer Lufteinblasöffnungenmit einer kreisförmigenGestalt oder mit rechtwinkligen Lufteinblasöffnungen aufweisen. Fernerist eine Konstruktion in diesem Ausführungsbeispiel so, dass Luftstrahlenmit einem Kraftstoffsprühstoß der gleichenGröße und Stärkeverteilungwie der Kraftstoffsprühstoß am Kollisionspunkt HPin Kollision gebracht werden. Somit ist diese Kraftstoffeinspritzvorrichtungso konstruiert, dass der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritztwird, und die Luft, die von dem Lufteinblasventil 44 eingeblasenwird, in der Verbrennungskammer 2 miteinander in Kollisiongebracht werden.
[0230] Deshalb können auch in der Kraftstoffeinspritzvorrichtungdieses Ausführungsbeispielsdie gleichen Funktionen und Auswirkungen erhalten werden, wie diejenigender Kraftstoffeinspritzvorrichtungen der vorherigen Ausführungsbeispiele.
[0231] Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einem zwölften Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungendetailliert beschrieben.
[0232] Die Kraftstoffeinspritzvorrichtungdieses Ausführungsbeispielsentspricht einer Abwandlung des neunten Ausführungsbeispiels. 52 ist eine Schnittansicht,die eine schematische Konstruktion dieser Kraftstoffeinspritzvorrichtungzeigt. Wie anhand eines Vergleichs mit 49 zu sehen ist, ist ein Kraftstoffeinspritzventil 98 derIntegralbauart, das in diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird,so aufgebaut, dass ein Luftstrahl nur von einer Seite mit einemKraftstoffsprühstoß in Kollisiongebracht wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 98 der Integralbauarthat im wesentlichen dieselbe Konstruktion wie diejenige des Kraftstoffeinspritzventils 91 derIntegralbauart, das im neunten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Deshalbwird eine Erläuterungeiner detaillierte Konstruktion des Einspritzventils 98 hierweggelassen. In diesem Ausführungsbeispielist eine Kraftstoffeinspritzöffnung 85a rechtwinkliggeschlitzt und eine Lufteinblasöffnung 85b istrechtwinklig. Ein Luftstrahl wird aus der Luftausblasöffnung 85b,die auf einer Seite der Kraftstoffeinspritzöffnung 85a angeordnet ist,erzeugt. Des weiteren ist die Konstruktion so, dass der Luftstrahlmit einem Kraftstoffsprühstoß der gleichenGröße und Stärkeverteilungwie der Kraftstoffsprühstoß am KollisionspunktHP in Kollision gebracht wird. Somit ist diese Kraftstoffeinspritzvorrichtungso aufgebaut, dass der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 98 derintegralen Bauart eingespritzt wird, und die Luft, die von der Lufteinblasöffnung 85b eingeblasenwird, miteinander in der Verbrennungskammer 2 in Kollisiongebracht werden.
[0233] Demgemäß können auch in der Kraftstoffeinspritzvorrichtungdieses Ausführungsbeispielsdieselben Funktionen und Auswirkungen erzielt werden, wie diejenigender Kraftstoffeinspritz vorrichtungen der vorherigen Ausführungsbeispiele.Zusätzlich kanndie Richtung eines Kraftstoffsprühstoßes schräg horizontaldurch Kollision mit dem Luftstrahl geändert werden, da in diesemAusführungsbeispiel dieLufteinblasöffnung 85b nurauf einer Seite der Kraftstoffeinspritzöffnung 85a angeordnetist, um einen Luftstrahl zubilden. Folglich kann der Kraftstoffin Übereinstimmungmit der Form der Verbrennungskammer 2 zerstäubt werden.
[0234] Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einemdreizehnten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme aufdie beigefügten Zeichnungendetailliert beschrieben.
[0235] In der Kraftstoffeinspritzvorrichtungdieses Ausführungsbeispielsist es beabsichtigt, die Funktion der Kraftstoffeinspritzvorrichtungdes vorherigen zwölftenAusführungsbeispielsnicht durch die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 98 der integralenBauart zu erzielen, sondern durch ein Kraftstoffeinspritzventil 43 undein Lufteinblasventil 44, die separat vorgesehen sind. 53 ist eine Schnittansicht,die eine schematische Konstruktion dieser Kraftstoffeinspritzvorrichtungzeigt. In diesem Ausführungsbeispiel,wie es im Vergleich zu der 52 gesehenwird, sind ein Kraftstoffeinspritzventil 43 und wenigstensein Lufteinblasventil 44 in dem Zylinderkopf 46 befestigt.In diesem Ausführungsbeispielkann eine Kraftstoffeinspritzöffnung 101,die entsprechend dem Kraftstoffeinspritzventil 43 vorgesehenist und sich in eine Verbrennungskammer 2 öffnet, beispielsweisekreisförmigoder rechtwinklig geschlitzt sein. Andererseits kann eine Lufteinblasöffnung 102,die entsprechend dem Lufteinblasventil (der Lufteinblasventile) 44 vorgesehenist, eine Reihe mehrere kreisförmigerLufteinblasöffnungenaufweist oder eine rechtwinklige Lufteinblasöffnung sein. Das Lufteinblasventil(die Lufteinblasventile) 44 ist so angeordnet, dass ein Luftstrahl(Luftstrahlen) nur von einer Seite mit einem Kraftstoffsprühstoß, der vonei nem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritzt wird, inKollision gebracht wird. Das heißt, eine Konstruktion ist soausgelegt, dass eine Strahlachse AL eines Luftstrahls von der Lufteinblasöffnung 102 einenKollisionspunkt HP bei einem maximalen Durchmesser des Kraftstoffsprühstoßes, dervon dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritzt wird,schneidet. Somit ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtung dieses Ausführungsbeispielsso konstruiert, dass der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritztwird, und die Luft, die von dem Lufteinblasventil 44 eingeblasenwird, in der Verbrennungskammer 2 miteinander in Kollision gebrachtwerden.
[0236] Dementsprechend können auch in der Kraftstoffeinspritzvorrichtungdieses Ausführungsbeispielesdieselben Funktionen und Auswirkungen wie in den Kraftstoffeinspritzvorrichtungender vorherigen Ausführungsbeispieleerzielt werden. In diesem Ausführungsbeispielkann die Richtung des Kraftstoffsprühstoßes schräg horizontal durch Kollisionmit dem Luftstrahl geändertwerden, wie in 53 gezeigtist, da das Lufteinblasventil 44 nur auf einer Seite desKraftstoffeinblasventils 43 angeordnet ist, um einen Luftstrahlzu erzeugen. Somit kann der Kraftstoff in Übereinstimmung mit der Formder Verbrennungskammer 2 zerstäubt werden.
[0237] Als nächstes wird eine Kraftstoffeinspritzvorrichtungder Direkteinspritzbauart gemäß einemvierzehnten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungendetailliert beschrieben.
[0238] Die 54 bis 56 sind Schnittansichten,die eine schematische Konstruktion einer Kraftstoffeinspritzvorrichtunggemäß diesemvierzehnten Ausführungsbeispielzeigen. In der Kraftstoffeinspritzvorrichtung dieses Ausführungsbeispielssind wenigstens erste und zweite Lufteinblasventile 44A und 44B für ein Kraftstoffeinspritzventil 43,das eine Kraftstoffeinspritzöffnung 101 enthält, vorgesehen.Lufteinblasöffnungen 102 sindentsprechend den Lufteinblasventilen 44A und 44B vorgesehenund die Lufteinblasventile 44A und 44B werdenim Gebrauch von einem zum anderen geschaltet, zum selektiven Schaltender Einspritzung der Luft von einer zur anderen Lufteinblasöffnung 102.
[0239] In diesem Ausführungsbeispiel sind die erstenund zweiten Lufteinblasventile 44A und 44B ineiner solchen Art und Weise angeordnet, dass Luftstrahlen nur voneiner Seite eines Kraftstoffsprühstoßes mitdem Kraftstoffsprühstoß, der durchdas eine Kraftstoffeinspritzventil 43 erzeugt wird, inKollision gebracht werden. Das heißt, eine Konstruktion ist so ausgelegt,dass ein Luftstrahl, der von der Lufteinblasöffnung 102 des erstenLufteinblasventils 44A eingeblasen wird, mit dem Kraftstoffsprühstoß der gleichenGröße und Stärkeverteilungwie der Kraftstoffsprühstoß am KollisionspunktHP in Kollision gebracht wird. Auf ähnliche Weise ist eine Konstruktion soausgelegt, dass ein Luftstrahl, der von der Lufteinblasöffnung 102 deszweiten Lufteinblasventils 44B eingeblasen wird, mit demKraftstoffsprühstoß der gleichenGröße und Stärkeverteilungwie der Kraftstoffsprühstoß an einemKollisionspunkt HP in Kollision gebracht wird. Somit ist die Kraftstoffeinspritzvorrichtungdieses Ausführungsbeispielsso konstruiert, dass der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritztwird, und die Lufteinblasung von jedem der Lufteinblasventile 44A und 44B inder Verbrennungskammer 2 miteinander in Kollision gebrachtwerden.
[0240] Deshalb wird das Einblasen von Luftvon den Lufteinblasöffnungen 102 selektivgeschaltet, gemäß der Kraftstoffeinspritzvorrichtungdieses Ausführungsbeispiels,indem im Gebrauch von dem einen Lufteinblasventil 44A zudem anderen Lufteinblasventil 44B umgeschaltet wird. Mitdiesem Schaltvorgang wird die Form der Kollision eines Luftstrahlsmit dem Kraftstoffsprühstoß geändert und.folglich wird die Form des Kraftstoffsprühstoßes geändert. Das heißt, wiein 55 gezeigt ist,es ist möglich,die Kollision in einem relativ engen Bereich auftreten zu lassen,in einem Fall der Verwendung von ausschließ lich dem ersten Lufteinblasventil 44A selektiv für das Kraftstoffeinspritzventil 43 undwenn ein Luftstrahl mit einem Kraftstoffsprühstoß, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 43 eingespritztwird, in Kollision gebracht wird. Andererseits ist es, wie in 56 gezeigt ist, möglich, dieKollision in einem relativ breiten Bereich auftreten zu lassen,in einem Fall der Verwendung von nur dem zweiten Lufteinblasventil 44B, selektivfür dasKraftstoffeinspritzventil 43, und wenn ein Luftstrahl mitdem Kraftstoffsprühstoß in Kollision gebrachtwird. Somit kann der Kollisionsbereich zwischen dem Kraftstoffsprühstoß und demLuftstrahl zwischen zwei Bereichen umgeschaltet werden. Als einErgebnis kann die Sprühstoßdurchdringungsdistanzund die Sprühstoßform wahlweiseumgeschaltet werden und folglich ist es möglich, dass Zerstäuben desKraftstoffs in Abhängigkeitvon den Betriebszuständendes Motors 1 einzustellen.
[0241] Die vorliegende Erfindung ist nichtauf die obigen Ausführungsbeispielebeschränkt,sondern es kann ein Teil ihrer Konstruktion geeignet geändert werden,beispielsweise wie folgt, ohne den Schutzbereich der Erfindung zuverlassen.
[0242] Obwohl in den obigen AusführungsbeispielenLuft als das Gas, das mit dem Kraftstoff kollidiert, verwendet wird,kann auch ein anderes spezifisches Gas verwendet werden.

权利要求:
Claims (30)
[1] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauart,die ein Kraftstoffeinspritzventil (43) besitzt, zum Einspritzenvon Kraftstoff in eine Verbrennungskammer (2) in einemVerbrennungsmotor (1), der ein Ansaugventil (14)und ein Auslassventil (15) enthält, und die ein Gaseinblasventil(44) besitzt, zum Einblasen von Gas in die Verbrennungskammer(2), wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartfolgende Bauteile aufweist: das eine Kraftstoffeinspritzventil(43) mit einer oder mehrerer Kraftstoffeinspritzöffnungen(69a), die entsprechend dem Kraftstoffeinspritzventil (43)vorgesehen sind und sich in die Verbrennungskammer (2) öffnen; und wenigstensdas eine Gaseinblasventil (44) mit einer oder mehrere Gaseinblasöffnungen(69b), die entsprechend des Gaseinblasventils (44)vorgesehen sind und sich in die Verbrennungskammer (2) öffnen, wobeidie Form, Größe, Richtungund Anordnung der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) spezifiziertist, wobei die Anzahl, Form, Größe, Richtung und Anordnungin Bezug zur Kraftstoffeinspritzöffnung(69a) der Gaseinblasöffnung(69b) spezifiziert ist, wobei Kraftstoff, der vondem Kraftstoffeinspritzventil (43) durch die Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)in die Verbrennungskammer (2) eingespritzt wird, und Gas, dasvon dem Gaseinblasventil (44) durch die Gaseinblasöffnung (69b)in die Verbrennungskammer (2) eingeblasen wird, miteinanderin Kollision gebracht werden.
[2] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß Anspruch1, wobei die Gaseinblasöffnung(69b) in der Näheder Kraftstoffeinspritzöffnung(69a) angeordnet ist.
[3] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß Anspruch2, wobei die Näheals ein Abstand (X) zwischen einem Mittelpunkt der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)und ei nem Mittelpunkt der Gaseinblasöffnung (69b) definiertist, dargestellt durch die folgende Gleichung: X ≤ 0,03·d·P_a^0,5·ρ_a^0,35·ρ₀^–0,85 wobei „d" für den Durchmesserder Gaseinblasöffnung(69b) steht, "P_a" für einenAbsolutdruck des eingeblasenen Gases steht, "ρ_a" für eine Gasdichteunter dem Absolutdruck des eingeblasenen Gases steht, und "ρ₀" für eine Gasdichteeiner Einspritzstelle steht.
[4] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß Anspruch3, wobei der Abstand (X) auf einen vorbestimmten Wert in einem Bereich von1 bis 4 mm eingestellt ist.
[5] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Anspruch 1 bis 4, wobei ein Kollisionswinkel (θ3) zwischendem Kraftstoff, der aus der Kraftstoffeinspritzvorrichtung (69a)eingespritzt wird, und dem Gas, das aus der Gaseinblasöffnung (69b)eingeblasen wird, auf einen vorbestimmten Wert in einem Bereichvon 15° bis75° eingestelltwird.
[6] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 5, wobei ein Druck des Kraftstoffs, der dem Kraftstoffeinspritzventil(43) zugeführtwird, auf einen vorbestimmten Wert in einem Bereich von 1 bis 4MPa eingestellt ist.
[7] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 6, wobei die Größe des Gasstrahls,der aus der Gaseinblasöffnung(69b) eingeblasen wird, so eingestellt wird, dass er annähernd gleichder Größe eines Kraftstoffsprühstoßes wird,der aus der Kraftstoffeinspritzöffnung(69a) eingespritzt wird.
[8] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 7, wobei die Gaseinblasöffnung(69b) rechtwinklig ist.
[9] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 8, wobei die Gaseinblasöffnung(69b) eine innere Oberfläche enthält, die in der Einspritzrichtungdivergent kegelig ausgebildet ist.
[10] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 7, wobei die Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) kreisförmig ist undwobei eine Mehrzahl an Gaseinblasöffnungen (69b) ingleichen Winkelabständenauf einem Umfang um die Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) herum ausgebildetsind.
[11] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 7, wobei die Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) rechtwinklig istund wobei eine Mehrzahl von Gaseinblasöffnungen (69b) ingleichen Abständenauf beiden Seiten und Längsrichtungder Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)angeordnet sind.
[12] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 7, wobei die Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) rechtwinklig ist,und wobei ein Paar Gaseinblasöffnungen(69b) auf beiden Seiten und parallel zu der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)angeordnet sind.
[13] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 7, wobei die Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) rechtwinklig ist,und wobei eine Mehrzahl von Gaseinblasöffnungen (69b) ingleichen Abständenauf einer Seite und in Längsrichtungder Kraftstoffeinspritzöffnung(69a) angeordnet sind.
[14] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 7, wobei die Kraftstoffein spritzöffnung (69a) rechtwinklig ist,und wobei eine Gaseinblasöffnung(69b) auf einer Seite und parallel zu der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)angeordnet ist.
[15] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direktenspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 14, wobei das Kraftstoffeinspritzventil (43) unddas Gaseinblasventil (44) miteinander durch ein Montagebauteil(49) entsprechend der Verbrennungskammer (2) einstückig zusammengebautsind.
[16] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 15, wobei die Mehrzahl der Gaseinblasventile (44A, 44B)vorgesehen sind, von denen eine oder mehrere Gaseinblasöffnungen(49B) entsprechend den Gaseinblasventilen (44A, 44B)vorgesehen sind, und wobei die Gaseinblasventile (44A, 44B)in der Verwendung von einem zum anderen umgeschaltet werden, umwahlweise das Einblasen von Gas aus den Gaseinblasöffnungen(69b) umzuschalten.
[17] Kraftstoffeinspritzvorrichtung der Direkteinspritzbauartgemäß einemder Ansprüche1 bis 16, wobei die Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) und die Mehrzahlder Gaseinblasöffnungen(69b) in einer Öffnungsplatte(69) ausgebildet sind.
[18] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor(1) gekennzeichnet durch folgende Bauteile: ein Kraftstoffeinspritzventil(43), das eine Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) enthält, diein eine Verbrennungskammer (2) geöffnet ist, und die zum Einspritzenvon unter Druck stehendem Kraftstoff in die Verbrennungskammer (2)aus der Kraftstoffeinspritzöffnung(69a) dient; ein Gaseinblasventil (44), daseine Gaseinblasöffnung(69b) enthält,die in die Verbrennungskammer (2) geöffnet ist, und die zum Einblasenvon Druckgas in die Verbrennungskammer (2) aus der Gaseinblasöffnung (69b)dient, wobei die Richtung der Gaseinblasöffnung (69b) und diejenigeder Kraftstoffeinspritzöffnung(69a) so festgelegt sind, dass das Gas, das von der Gaseinblasöffnung (69b)einge blasen wird, mit einem Kraftstoffsprühstoß, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)eingespritzt wird, in Kollision gelangt, verschiedene Sensoren(21 bis 25) zur Erfassung eines Betriebszustandesdes Verbrennungsmotors (1); und eine elektrische Steuereinheit(30) zur Steuerung des Kraftstoffeinspritzventils (43)und des Gaseinblasventils (44), jeweils unabhängig voneinander, wobeidie elektronische Steuereinheit (30) zur Steuerung einerDurchdringungsdistanz des Kraftstoffsprühstoßes, der aus der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)eingespritzt wurde, auf der Basis des erfassten Betriebszustandesdas Kraftstoffeinspritzventil (43) steuert und die zeitlicheSteuerung und/oder die Dauer des Gaseinblasens, das von dem Gaseinblasventil (44)ausgeführtwird, steuert.
[19] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch18, wobei ein Abstand (X) zwischen einem Mittelpunkt der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)und einem Mittelpunkt einer Gaseinblasöffnung (69b) auf einenvorbestimmten Wert in einem Bereich von 1 bis 4 mm eingestellt wird.
[20] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch18 oder 19, wobei ein Kollisionswinkel (83) zwischen demKraftstoff, der von der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) eingespritztwird, und dem Gas, das aus der Gaseinblasöffnung (69b) eingeblasen wird,auf einen vorbestimmten Wert in einem Bereich von 15° bis 75° eingestelltist.
[21] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einemder Ansprüche18 bis 20, wobei der Druck des Kraftstoffs, der zu dem Kraftstoffeinspritzventil(43) geführtwird, auf einen vorbestimmten Wert in einem Bereich von 1 bis 4MPa eingestellt ist.
[22] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für einen Verbrennungsmotor(1), gekennzeichnet durch folgende Bauteile: ein Kraftstoffeinspritzventil(43), das eine Kraftstoffeinspritzöffnung (69a) enthält, diein eine Verbrennungskammer (2) geöffnet ist, und die zum Einspritzenvon unter Druck stehendem Kraftstoff aus der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)in die Verbrennungskammer (2) dient; ein Gaseinblasventil(44), das eine Gaseinblasöffnung (69b) enthält, diein die Verbrennungskammer (2) geöffnet ist, und die zum Einblasenvon Druckgas in die Verbrennungskammer (2) aus der Gaseinblasöffnung (69b)dient, wobei die Richtung der Gaseinblasöffnung (69b) und diejenigeder Kraftstoffeinspritzöffnung(69a) so eingestellt sind, dass das Gas, das von der Gaseinblasöffnung (69b)eingeblasen wird, mit einem Kraftstoffsprühstoß, der aus der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)eingespritzt wird, in Kollision gelangt, verschiedene Sensoren(21 bis 25) zur Erfassung eines Betriebszustandesdes Verbrennungsmotors (1); und eine elektronischeSteuereinheit (30) zum jeweils unabhängigen Steuern des Kraftstoffeinspritzventils (43)und des Gaseinblasventils (44), wobei die elektronischeSteuereinheit (30) zur Steuerung des Partikeldurchmesserseines Kraftstoffsprühstoßes, deraus der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)eingespritzt wird, auf der Basis des erfassten Betriebszustandesdas Kraftstoffeinspritzventil (43) steuert und die zeitlicheSteuerung und/oder die Dauer des Gaseinblasens, das von dem Gaseinblasventil (44)durchgeführtwird, steuert.
[23] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß Anspruch22, wobei ein Abstand (X) zwischen einem Mittelpunkt der Kraftstoffeinspritzöffnung (69a)und einem Mittelpunkt der Gaseinblasöffnungen (69b) auf einenvorbestimmten Wert in einem Bereich von 1 bis 4 mm eingestellt ist.
[24] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einemder Ansprüche18 bis 23, wobei zur Steuerung der Form des Kraftstoffsprühstoßes, deraus der Kraftstoffeinspritzöffnung(69a) eingespritzt wird, die elektronische Steuereinheit(30) auf der Basis des erfassten Betriebszustandes dasKraftstoffeinspritzventil (43) steuert und die zeitlicheSteuerung und/oder die Dauer der Gaseinblasung, die von dem Gaseinblasventil(44) durchgeführtwird, steuert.
[25] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einemder Ansprüche18 bis 24, wobei die elektronische Steuereinheit (30) diezeitliche Steuerung des Gaseinblasens, das durch das Gaseinblasventil(44) durchgeführtwird, der zeitlichen Steuerung der Kraftstoffeinspritzung, die durchdas Kraftstoffeinspritzventil (43) durchgeführt wird,angleicht.
[26] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einemder Ansprüche18 bis 24, wobei die elektronische Steuereinheit (30) bewirkt,dass die zeitliche Steuerung des Einblasens von Gas, das durch das Gaseinblasventil(44) ausgeführtwird, der zeitlichen Steuerung des Einspritzens von Kraftstoff,das durch das Kraftstoffeinspritzventil (43) durchgeführt wird, voreilt.
[27] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einemder Ansprüche18 bis 24, wobei die elektronische Steuereinheit (30) dieZeitdauer des Einblasens von Gas, das durch das Gaseinblasventil(44) ausgeführtwird, der Zeitdauer des Einspritzens von Kraftstoff, das durch dasKraftstoff-einspritzventil (43) ausgeführt wird, angleicht.
[28] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einemder Ansprüche18 bis 24, wobei die elektronische Steuereinheit (30) dieSteuerung so durchführt, dassdie Zeitdauer des Einblasens von Gas, das durch das Gaseinblasventil(44) ausgeführtwird, längerals die Zeitdauer des Einspritzens von Kraftstoff, das durch dasKraftstoffeinspritzventil (43) ausgeführt wird, wird.
[29] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einemder Ansprüche1 bis 28, wobei die elektronische Steuereinheit (30) einezentrale Verarbeitungseinheit (31), einen Nur-Lese- Speicher (32),einen freien Zugriffsspeicher (33) und einen SicherungsspeicherRAM (34) enthält.
[30] Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung gemäß einemder Ansprüche1 bis 29, wobei die verschiedenen Sensoren einen Drosselklappensensor(21) zur Erfassung eines Öffnungsgrades einer Drosselklappe(8), einen Ansaugdrucksensor (22) zur Erfassung einesAnsaugdruckes in einem Ansaugkanal (4), einen Sauerstoffsensor(23) zur Erfassung einer Sauerstoffkonzentration im Abgas,das aus der Verbrennungskammer (2) in einen Abgaskanal(5) ausgelassen wird, einen Wassertemperatursensor (24)zur Erfassung einer Temperatur des Kühlwassers in dem Verbrennungsmotor(1), und einen Motordrehzahlsensor (25) zur Erfassungeiner Drehzahl des Verbrennungsmotors (1), enthalten.

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公开号 | 公开日

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US7278393B2|2007-10-09|

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US20040154584A1|2004-08-12|

引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2004-08-26| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|

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2013-11-14| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20130801 |

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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