DE102004007408B4

DE102004007408B4 - Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102004007408B4
Application number: DE102004007408A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Kawasaki Yamamoto; Dai Kawasaki Tanaka; Tetsuo Kawasaki Kataoka; Akihito Kawasaki Miyamoto; Takahiro Kawasaki Sato
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2024-02-17
Also published as: JP2004245202A; JP4120799B2; DE102004007408A1

Abstract

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einer Verbrennungskammer (4), die zwischen einer Oberseite eines Kolbens (2) und einer Unterseite eines Zylinderkopfes (3) ausgebildet ist und mit einer Zündkerze (5), die in dem Zylinderkopf (3) des Verbrennungsmotors so angeordnet ist, dass sie in einer Draufsicht einer Mitte der Verbrennungskammer (4) gegenüberliegt, und einem Kraftstoffeinspritzventil (8), das in dem Zylinderkopf (3) einer Seite der Verbrennungskammer (4) so gegenüberliegend angeordnet ist, dass es einen Kraftstoffstrahl erzeugt, der eine Achsenlinie L2 der Zündkerze (5) in einem gegebenen Winkel schneidet, um dadurch Kraftstoff direkt aus dem Kraftstoffeinspritzventil (8) in die Verbrennungskammer (4) in einem Einlasshub des Verbrennungsmotors einzuspritzen, um eine gleichmäßige Verbrennung zu implementieren, dadurch gekennzeichnet, dass:
das Kraftstoffeinspritzventil (8) mehrere Einspritzöffnungen (8a, 11, 12, 13, 14, 16a und 17a) aufweist, die getrennt voneinander angeordnet sind, wobei die mehreren Einspritzöffnungen (8a, 12, 13, 14, 16a und 17a) des Kraftstoffeinspritzventils (8) in der. Farm eines...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen funkengezündeten Verbrennungsmotor mit Zylindereinspritzung, welcher Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt.
In einem Verbrennungsmotor mit Zylindereinspritzung, welcher Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt (hierin nachstehend einfach als ein Motor bezeichnet) beeinflußt eine Strahlform des Kraftstoffs einen Verbrennungszustand in dem Zylinder in einem großen Umfang. Daher wurden bereits viele Vorschläge für die Formung eines zweckmäßigen Kraftstoffstrahls gemacht. Beispielsweise gibt es eine Wirbeleinspritzeinrichtung, welche als ein Kraftstoffeinspritzventil einen Kraftstoffstrahl in der konischen Form verteilt.
Die Wirbeleinspritzeinrichtung ist in einer Position angeordnet, welche eine im wesentlichen in der Mitte einer Verbrennungskammer liegende Zündkerze ausspart, so daß sie sich zu einer Seite neigt, wo ein von einer Achsenlinie des Kraftstoffstrahls und der der Zündkerze gebildeter Achsenkreuzungswinkel kleiner wird. Demzufolge erweitert sich bei der Wirbeleinspritzeinrichtung der Kraftstoffstrahl nach unten entlang seiner Diffusion, und die Luftstrecke zwischen dem Spitzenende des Kraftstoffstrahls und einer Oberseite eines Kolbens kann sich verkleinern.
Aus diesem Grunde hat die Wirbeleinspritzeinrichtung ein Problem, daß in Fällen, in welchen eine Einlaßhubeinspritzung, insbesondere eine frühe Einspritzung, in welcher Kraftstoff in der Nähe des oberen Totpunktes zur Mischungsbe schleunigung, Verhinderung der Kollision des Strahls mit einer Zylinderwand und dergleichen eingespritzt wird, implementiert ist, der Strahl wahrscheinlich mit der Oberseite des Kolbens kollidiert, und der Kraftstoff auf der Oberseite des Kolbens als eine flüssige Phase verbleibt, welche den Wärmewirkungsgrad verringert und HC, Ruß, Rauch und dergleichen (hierin nachstehend als Emissionen bezeichnet) steigert. Wenn der Strahlwinkel der Wirbeleinspritzeinrichtung klein gemacht wird, um diesem Problem entgegenzuwirken, wird eine Kontaktfläche des Kraftstoffstrahls und der Luft verkleinert, und das Gemisch somit verschlechtert, und dadurch ein weiteres Problem erzeugt, daß eine Reduzierung im Wärmewirkungsgrad über die gesamte Verbrennungskammer auftritt und die Verschlechterung der Emissionen auftritt.
Im Hinblick auf die Schwierigkeit für das Gemisch aus Luft und dem mittigen Abschnitt eines konisch geformten Strahls in der Wirbeleinspritzeinrichtung wurde ein Kraftstoffeinspritzventil mit einer Düsenstruktur, die zur Ausbildung eines Kraftstoffstrahls in der Form eines umgekehrten V im Querschnitt für das gleichmäßige Gemisch ausgelegt ist, bereits vorgeschlagen (siehe z. B. Japanische Patentschrift Nr. 3343672 B2 ).
Bei der in der vorstehenden Patentschrift offenbarten Technologie ist jedoch der Kraftstoffstrahl nicht nur in der Luftstrecke zwischen dem Strahl und einem Kolben in einer unteren Seite sondern auch im Abstand zwischen dem Strahl und einer Zündkerze in einer oberen Seite begrenzt. Daher kollidiert bei der vorliegenden Technologie, wenn das Kraftstoffeinspritzventil in einem Winkel näher an der Horizontale zur Sicherstellung der Luftstrecke angeordnet ist, der Kraftstoffstrahl mit der Zündkerze, was ein Problem dahingehend erzeugt, daß ein Schwelen in der Zündkerze auftritt.
Demzufolge kann man zum Vermeiden von derartigem Schwelen der Zündkerze, eine Idee haben, den Kraftstoff nach unten gerichtet einzuspritzen.
Wenn der Kraftstoff nach unten gerichtet eingespritzt wird, kollidiert jedoch der Kraftstoffstrahl mit der Oberseite des Kolbens wie es der Fall bei der Wirbeleinspritzeinrichtung ist, so daß die Probleme, wie z. B. eine Reduzierung im Wärmewirkungsgrad und eine Zunahme in den Emissionen ungelöst bleiben.
Die DE 101 24 750 A1 und DE 100 26 324 A1 treffen ebenfalls Brennstoffeinspritzsysteme für Brennkraftmaschinen, die mindestens ein Brennstoffeinspritzventil aufweisen, das Brennstoffe in einen Brennraum einspritzt, wobei sich eine Zündkerze in den Brennraum hinein erstreckt und das Brennstoffeinspritzventil in dem Brennraum im Bereich eines Gaseinlassventils zur Zylinderwand hin angeordnet ist. Die EP 1 371 843 A1 trifft einen direkt einspritzenden Ottomotor, wobei sich das Einspritzventil in dem oberen Umgebungsbereich des Brennraums befindet. Das Einspritzventil weist individuelle Öffnungen auf, die den Kraftstoff in des Brennraum so einspritzen, dass die Kraftstoffstrahlen nicht parallel zueinander sondern geringfügig auseinander geformt sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, in welcher ein Kraftstoffstrahl daran gehindert wird, mit einer Zündkerze zu kollidieren, und gleichzeitig die Luftstrecke zwischen dem Kraftstoffstrahl und einer Oberseite eines Kolbens sichergestellt wird, um ein Kollidieren des Kraftstoffstrahls mit der Oberseite des Kolbens abzuwenden, um dadurch in der Lage zu sein, eine Verbesserung des Wärmewirkungsgrades und eine Reduzierung in den Emissionen zu erreichen.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand gemäß der Ansprüche gelöst.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einer Verbrennungskammer bereit, die zwischen einer Oberseite eines Kolbens und einer Unterseite eines Zylinderkopfes ausgebildet ist und mit einer Zündkerze, die in dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors so angeordnet ist, dass sie in einer Draufsicht einer Mitte der Verbrennungskammer gegenüberliegt, und einem Kraftstoffeinspritzventil, das in dem Zylinderkopf einer Seite der Verbrennungskammer so gegenüberliegend angeordnet ist, dass es einen Kraftstoffstrahl erzeugt, der eine Achsenlinie der Zündkerze in einem gegebenen Winkel schneidet, um dadurch Kraftstoff direkt aus dem Kraftstoffeinspritzventil in die Verbrennungskammer in einem Einlasshub des Verbrennungsmotors einzuspritzen, um eine gleichmäßige Verbrennung zu implementieren.
Dabei weist das Kraftstoffeinspritzventil mehrere Einspritzöffnungen auf, die getrennt voneinander angeordnet sind, wobei die mehreren Einspritzöffnungen des Kraftstoffeinspritzventils in der Form eines Λ, dessen Spitzenabschnitt abgetrennt ist, eines umgekehrten getrennten V oder eines umgekehrten U, dessen gekrümmter Anteil aufgeteilt ist, angeordnet sind, zum Formen eines Hauptstroms des Kraftstoffstrahls, der erste und zweite Flügel aufweist, die flach und unzusammenhängend unter der Zündkerze mit einem Raum dazwischen in einer Kraftstoffeinspritzrichtung geformt sind.
Es wird der Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil so eingespritzt, daß der Kraftstoffstrahl eine Achsenlinie der Zündkerze in einem gegebenen Winkel im Profil schneidet und sich gleichzeitig zu der Zündkerze hin ausbreitet, die im wesentlichen in der Mitte der Verbrennungskammer in der Draufsicht angeordnet ist. Der Kraftstoffstrahl in diesem Moment enthält die ersten und zweiten Flügel, die nicht zusammenhängen und den Einspritzöffnungen des Kraftstoffeinspritzventils entsprechen. Ein Bereich, in welchem kein Kraftstoff vorhanden ist, oder ein Bereich, in welchem Kraftstoff kaum vorhanden ist, der zwischen den ersten und zweiten Flügeln ausgebildet ist, liegt der Zündkerze gegenüber.
Es ist daher möglich, den Kraftstoff in einem kleineren Winkel zur Horizontalen einzuspritzen, während gleichzeitig die Zündkerze vor Verschwelung aufgrund einer Kollision des Kraftstoffstrahls mit der Zündkerze bewahrt wird. Dieses ermöglicht die Sicherstellung einer Luftstrecke zwischen dem Kraftstoffstrahl und der Oberseite des Kolbens, was die Kollision des Kraftstoffstrahls mit der Oberseite des Kolbens vermeidet. Ferner ermöglicht die flache Form der ersten und zweiten Flügel des Kraftstoffstrahls eine ausgezeichnete Vermischung des Kraftstoffstrahls und der Ansaugluft mit einer Kontaktfläche. Somit ist es möglich, eine Verbesserung des Wärmewirkungsgrades und eine Reduzierung in den Emissionen zu erreichen.
Es ist erwünscht, daß das Kraftstoffeinspritzventil mehrere den ersten und zweiten Flügeln entsprechende Einspritzöffnungen aufweist, welche getrennt voneinander angeordnet sind, um einen Hauptstrom des Kraftstoffstrahls zu formen, welcher die ersten und zweiten Flügel aufweist, die unter der Zündkerze nicht zusammenhängend und flach geformt sind, wobei die ersten und zweiten Flügel mit einem Abstand dazwischen in einer Richtung entlang der Kraftstoffeinspritzung geformt und in ihren jeweiligen unteren Enden verbreitert sind.
In diesem Falle ist es zu bevorzugen, die Einspritzöffnungen des Kraftstoffeinspritzventils in der Form eines Λ auszubilden, dessen Spitzenabschnitt getrennt ist, eines umgekehrten getrennten V oder eines umgekehrten U, dessen gekrümmter Abschnitt geteilt ist.
Diese Anordnung vergrößert ferner die Kontaktfläche des Kraftstoffstrahls und der Ansaugluft.
Es ist dann möglich, den Kraftstoffstrahl und die Ansaugluft mit einer größeren Kontaktfläche ausreichend zu mischen, während verhindert wird, daß der Kraftstoffstrahl mit der Zündkerze kollidiert, und die Kollision des Kraftstoffstrahls mit der Oberseite des Kolbens abgewendet wird.
Zusätzlich ist es zu bevorzugen, daß das Kraftstoffeinspritzventil mehrere Einspritzöffnungen aufweist, die in mehreren jeweiligen Flügeln entsprechenden Gruppen angeordnet sind.
Damit wird ein Durchmesser jeder Einspritzöffnung oder Breite eines Schlitzes reduziert, was die Zerstäubung des Kraftstoffstrahls ermöglicht, und dadurch eine weitere Verbesserung des Wärmewirkungsgrades und eine weitere Emissionsreduzierung erreicht.
Ferner ist es erwünscht, einen Montagewinkel oder Kraftstoffeinspritzwinkel des Kraftstoffeinspritzventils so anzupassen, daß obere Enden der ersten und zweiten Flügel gerade unterhalb der Zündkerze durchtreten.
Dieses ermöglicht es, zuverlässiger die Kollision des Kraftstoffstrahls mit der Zündkerze abzuwenden.
Es ist zu bevorzugen, daß ein Paar von Einlaßöffnungen, die durch entsprechende Einlaßventile geöffnet/geschlossen werden und der Verbrennungskammer gegenüberliegen, in dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors offen ausgebildet sind, und daß das Kraftstoffeinspritzventil zwischen den Einlaßöffnungen angeordnet ist.
Alternativ ist es auch erwünscht, daß ein Paar von Einlaßöffnungen, die durch entsprechende Einlaßventile geöffnet/geschlossen werden und der einen Seite der Verbrennungskammer gegenüberliegen, in dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors offen ausgebildet sind, und daß gleichzeitig ein Paar von Auslaßöffnungen, die durch entsprechende Auslaßventile geöffnet/geschlossen werden und der anderen Seite der Verbrennungskammer gegenüberliegen, in dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors offen ausgebildet sind, und daß das Kraftstoffeinspritzventil zwischen den Einlaßöffnungen angeordnet ist.
Wenn ein Paar von Einlaßventilen nebeneinander liegt, fließt Ansaugluft, die durch die Einlaßöffnungen hindurch geströmt ist, in die Verbrennungskammer, während sie mit den Schirmabschnitten der Einlaßventile kollidiert. In diesem Moment unterscheidet sich ein Erzeugungszustand einer Ansaugluftströmung in der Verbrennungskammer in einer Richtung, in welcher das Paar der Einlaßöffnungen nebeneinander liegt, von der in einer Richtung orthogonal zu dieser Nebeneinanderlage-Richtung. Insbesondere wird in der zu der Nebeneinanderlage-Richtung orthogonalen Richtung die Ansaugluft in eine Einlaßseite und eine Auslaßseite durch die Schirmabschnitte der Einlaßventile aufgeteilt, während in der Nebeneinanderlage-Richtung der Einlaßöffnungen die von den benachbarten Einlaßöffnungen ausgeblasenen Luftströmungen in einem Zwischenbereich zwischen den Einlaßöffnungen kollidieren, und dadurch eine Abwärtsluftströmung in der Richtung orthogonal zu der Nebeneinanderlage-Richtung erzeugen.
Dieses erzeugt in der Verbrennungskammer zwei relativ starke Ansaugluftströmungen, welche die Einlaßseite und die Auslaßseite hauptsächlich in der Richtung orthogonal zu der Nebeneinanderlage-Richtung der Einlaßöffnungen anströmen. Die Ansaugluftströmungen laufen an den Zylinderwänden der Einlaßseite und der Auslaßseite nach unten, um auf die Oberseite des Kolbens zu fließen. Der Kraftstoffstrahl, welcher von dem zwischen den Einlaßöffnungen angeordneten Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, ist innerhalb der Ansaugluftströmungen eingeschlossen.
Demzufolge wird der Kraftstoffstrahl davon abgehalten, nicht nur mit der Oberseite des Kolbens sondern auch mit der darüber angeordneten Zündkerze und der Zylinderwand an der Seite in Kontakt zu kommen, was es möglich macht, eine weitere Verbesserung des Wärmewirkungsgrades und eine weitere Reduzierung in den Emissionen zu erreichen.
Es ist bei dem Einlaßhub des Verbrennungsmotors erwünscht, daß die von der Ansaugluft, die aus dem Paar der Einlaßöffnungen in die Verbrennungskammer strömt, erzeugten Ansaugluftströmungen den einlaßseitigen Teilstrom, der an der Zylinderwand der Einlaßkanalseite nach unten verläuft, und den auslaßseitigen Teilstrom, der an der Zylinderwand der Auslaßkanalseite nach unten strömt, enthalten, und daß der von dem Kraftstoffeinspritzventil zur Ausbildung entlang dem auslaßseitigen Teilstrahl ausgebildete eingespritzte Kraftstoffstrahl diffundiert und dann gleichmäßig verteilt und mit der Ansaugluft mittels der einlaßseitigen und auslaßseitigen Teilströme in der Verbrennungskammer gemischt wird.
Insbesondere kollidieren die einlaßseitigen und auslaßseitigen Teilströme, die aus den Einlaß- und Auslaßseiten strömten und auf die Oberseite des Kolbens geflossen sind, miteinander auf der Oberseite und bilden einen Aufwärtsluft strom, um dann einen Wirbel zu erzeugen, um dadurch die Vergleichmäßigung des Gemisches des Kraftstoffstrahls und der Ansaugluft aufgrund einer Rührwirkung der einlaßseitigen und auslaßseitigen Teilstrahlen zu fördern. Dadurch ist es möglich, eine weitere Verbesserung des Wärmewirkungsgrades und eine weitere Reduzierung in den Emissionen zu erreichen.
Die Erfindung wird im Detail in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
1A eine Querschnittsansicht, welche einen Aufbau eines Kopfabschnittes eines Motors gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
1B eine Längsschnittansicht, welche einen Aufbau eines Kopfabschnittes eines Motors gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
2 eine Querschnittsansicht, die 1A entspricht, welche eine Düsenstruktur eines Kraftstoffeinspritzventils darstellt;
3 eine Ansicht, welche die Düsenstruktur des Kraftstoffeinspritzventils darstellt, welcher in eine Richtung eines Pfeils A von 2 weist;
4 eine Ansicht, welche eine Querschnittsform eines Kraftstoffstrahls darstellt, der in die Richtung eines Pfeils A von 2 weist;
5A eine Querschnittsansicht des Kopfabschnittes des Motors, die den eingespritzten Kraftstoffstrahl zeigt;
5B eine Längsschnittsansicht des Kopfabschnittes des Motors, die den eingespritzten Kraftstoffstrahl zeigt;
6A eine Querschnittsansicht des Kopfabschnittes des Motors, welche den Kraftstoffstrahl in einem frühen Stadium der Diffusion zeigt;
6B eine Längsschnittsansicht des Kopfabschnittes des Motors, welche den Kraftstoffstrahl in einem frühen Stadium der Diffusion zeigt;
7A eine Querschnittsansicht des Kopfabschnittes des Motors, welche den Kraftstoffstrahl in einem Endstadium der Diffusion zeigt;
7B eine Längsschnittsansicht des Kopfabschnittes des Motors, welche den Kraftstoffstrahl in einem Endstadium der Diffusion zeigt;
8 eine Längsschnittsansicht, die in eine Richtung des Pfeils B von 5A weist;
9 eine Längsschnittsansicht, die in eine Richtung des Pfeils C von 6A weist;
10 eine Längsschnittsansicht, die in eine Richtung des Pfeils D von 7A weist;
11 eine Ansicht, die eine Düsenstruktur einer Kraftstoffeinspritzdüse gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
12 eine Ansicht, die eine Querschnittsform eines Kraftstoffstrahls darstellt;
13 eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel darstellt, in welcher Einspritzöffnungen in der Form eines umgekehrten V angeordnet sind;
14 eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel darstellt, in welcher Einspritzöffnungen in der Form eines umgekehrten U angeordnet sind;
15 eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel darstellt, in welcher zwei Paare schlitzförmiger Einspritzöffnungen nebeneinander angeordnet sind;
16 eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel darstellt, in welcher zwei Gruppen von Einspritzöffnungen nebeneinander angeordnet sind; und
17 eine Ansicht, die ein weiteres Beispiel darstellt, in welcher zwei Gruppen von Einspritzöffnungen nebeneinander angeordnet sind
Zuerst wird eine erste Ausführungsform beschrieben.
In dieser Ausführungsform ist ein Motor als ein Reihen-Vierzylinder-Benzinmotor mit vier Ventilen pro Zylinder aufgebaut. 1A und 1B sind Schnittansichten, welche eine Struktur eines Zylinderkopfabschnittes darstellen, der in einem gegebenen Zylinder des Motors angeordnet ist. 1A ist eine Querschnittsansicht davon, während 1B eine Längsschnittansicht ist. Hierin nachstehend wird die Struktur des Kopfabschnittes des gegebenen Zylinders unter Bezugnahme auf die 1A und 1B beschrieben. Außerdem besitzen die anderen Zylinder genau dieselbe Struktur wie dieser gegebene Zylinder.
Ein Kolben 2 ist verschiebbar in einen Zylinder 1a eines Zylinderblocks 1 eingebaut. Eine Verbrennungskammer 4 ist in dem Zylinder 1a insbesondere zwischen einer Oberseite des Kolbens 2 und einer Unterseite eines Zylinderkopfes 3 ausgebildet. Obwohl der in dieser Ausführungsform verwendete Kolben 2 eine flache Oberseite besitzt, ist die Form der Oberseite nicht auf flach beschränkt, sondern die Oberseite kann mit einer leichten Eindellung ausgebildet sein.
In dem Zylinderkopf 3 ist eine Zündkerze 5 so angeordnet, daß sie im wesentlichen einer Mitte der Verbrennungskammer 4 gegenüberliegt. Mit der Zündkerze 5 als der Mittelpunkt ist ein Ende von jedem Paar der Einlaßöffnungen 6, 6 (nur eine von dem Paar ist dargestellt) auf der linken Seite der Zündkerze 5 in die 5B wie betrachtet weisend, und ein Ende von jedem Paar von Auslaßöffnungen 7, 7 (nur eine von dem Paar ist dargestellt) auf der rechten Seite in dieselbe Zeichnung weisend geöffnet. Ein Einlaßventil 6a ist in jeder Einlaßöffnung 6 angeordnet, und ein Auslaßventil 7a in jeder Auslaßöffnung 7. Die Einlaß- und Auslaßventile 6a und 7a werden synchron zur Drehung einer Kurbelwelle durch einen nicht dargestellten Nockenmechanismus so betätigt, daß sie die entsprechenden Kanäle öffnen/schließen.
Die Einlaßöffnung 6 und die Auslaßöffnung 7 besitzen jeweils dieselbe Form wie in einem üblichen Motor. Obwohl es nicht dargestellt ist, ist das andere Ende der Einlaßöffnung 6 in einer Seitenoberfläche des Zylinderkopfes 3 geöffnet, um mit einem Einlaßkanal mit einem Drosselklappenventil oder dergleichen in Verbindung zu stehen, während das andere Ende der Auslaßöffnung 7 in der anderen Seitenoberfläche des Zylinderkopfes 3 zur Verbindung mit einem Auslaßkanal mit einem Katalysator und einem Schalldämpfer verbunden ist. Somit wird die Ansaugluft aus dem Einlaßkanal in der Strömungsrate mittels eines Drosselklappenventils angepaßt und dann von der Einlaßöffnung 6 in die Verbrennungskammer 4 als Reaktion auf die Öffnung des Einlaßventils 6a eingeführt, und das in der Verbrennungskammer 4 verbrannte Abgas wird von der Auslaßöffnung 7 in den Auslaßkanal als Reaktion auf die Öffnung des Auslaßventils zur Abgabe nach außen über den Katalysator und den Schalldämpfer geführt.
Ein Kraftstoffeinspritzventil 8 ist zwischen dem Zylinderkopf und beiden Einlaßöffnungen 6, 6 so angeordnet, daß es an einer Außenumfangsseite der Verbrennungskammer 4 angeordnet ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 8 wird in einer Lage gehalten, in welcher seine Spitzenendseite in einem bestimm ten Grad nach unten geneigt statt horizontal angeordnet ist, und sein Spitzenende in der Draufsicht von 1A auf die Zündkerze 5 gerichtet ist. Daher wird der Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 8 so eingespritzt, daß ein Kraftstoffstrahl F eine Achsenlinie L2 der Zündkerze 5 (oder Achsenlinie des Zylinders 1a) in einen gegebenen Winkel im Profil schneidet und zu der Achsenlinie L1 der Zündkerze 5 in der Draufsicht sich hin bewegt.
2 ist eine 1A entsprechende Querschnittsansicht, welche eine Düsenstruktur des Kraftstoffeinspritzventils 8 darstellt. 3 ist eine in eine Richtung des Pfeils A von 2 weisende Ansicht, die die Düsenstruktur darstellt, und 4 ist eine eine Schnittform des Kraftstoffstrahls F darstellende. Ansicht, welche in die Richtung des Pfeils A von 2 weist.
Ein Paar schlitzartiger Einspritzöffnungen 8a ist in dem Spitzenende des Kraftstoffeinspritventils 8 (Mehrfachschlitztyp) ausgebildet, und, wie es in 3 dargestellt ist, sind die Einspritzöffnungen 8a in der Form eines großen Λ (Lambda) angeordnet, dessen Spitzenabschnitt unterbrochen ist. Mit dieser Düsenstruktur bildet gemäß Darstellung in 4 der Kraftstoff, welcher von beiden Einspritzöffnungen 8a eingespritzt wird, den Kraftstoffstrahl F in der Form im wesentlichen eines Λ aus, dessen Spitzenabschnitt im Schnitt entlang einer Richtung orthogonal zu einer Einspritzrichtung unterbrochen ist. Der Kraftstoffstrahl F weist einen ersten Flügel F1 und einen zweiten Flügel F2 auf, welche jeweils flach ausgebildet sind. Es gibt einen Kraftstoffverarmungsbereich E, in welchem kaum Kraftstoff vorhanden ist, an einer Stelle, an welcher der erste Flügel F1 und der zweite Flügel F2 nicht zusammenhängen (einer Stelle, an der die Flügel in einer horizontal in die 4 weisenden Richtung getrennt sind).
Jeder von den Flügeln F1 und F2 des Kraftstoffstrahls F verbreitert sich allmählich und diffundiert. Wie es in 13 dargestellt ist, sind ein Montagewinkel des Kraftstoffeinspritzventils 8, die Form der Einspritzöffnungen 8a und dergleichen so ausgelegt, daß ein Firstlinienwinkel θ1 eines unteren Endes des Kraftstoffstrahls F auf der Basis einer Ebene (z. B. der Unterseite des Zylinderkopfes 3) in dem Bereich von beispielsweise 30° bis 45° liegt, und ebenso ein Firstlinienwinkel θ2 des oberen Endes des Kraftstoffstrahls F auf der Basis einer Ebene in dem Bereich von beispielsweise 20° bis –15° liegt (Minus bedeutet, daß der Kraftstoffstrahl F höher als auf eine Ebene diffundiert wird). Ferner sind in einer 1A entsprechenden Schnittdraufsicht der Montagewinkel des Kraftstoffeinspritzventils 8, die Form der Einspritzöffnungen 8a und dergleichen so festgelegt, daß ein Diffusionswinkel φ des Kraftstoffstrahls F in dem Bereich von beispielsweise 50° bis 80° liegt, und in gleicher Weise ein Raumwinkel φ0 zwischen dem Flügel F1 und dem Flügel F2 in dem Bereich von beispielsweise 5° bis 20° liegt.
Hierin ist der Firstlinienwinkel θ1 als ein Wert festgelegt, welcher die Kollision des Kraftstoffstrahls F mit der Oberseite des Kolbens verhindert. Der Firstlinienwinkel θ1 ist also so festgelegt, daß eine gewisse Luftstrecke zwischen dem unteren Ende des Kraftstoffstrahls F und der Oberseite des Kolbens während einer gegebenen Kraftstoffeinspritzperiode (nämlich einer Kolbenposition) sichergestellt ist. Der Firstlinienwinkel θ2 ist so festgelegt, daß das obere Ende des Hauptstroms des Kraftstoffstrahls F unmittelbar unter der Zündkerze 5 durchtritt.
In diesem Falle ist der Unterschied zwischen den zwei Firstlinienwinkeln (θ1 – θ2) der Diffusionswinkel θ0 in einer vertikalen Richtung des Kraftstoffstrahls F. Der Diffusionswinkel θ0 ist enger als beispielsweise der einer Wirbeleinspritzeinrichtung und dergleichen, welche für einen üblichen Zylindereinspritzmotor verwendet wird, aufgrund der Einstellungen der Firstlinienwinkel θ1 und θ2.
Ein optimaler Firstlinienwinkel θ1 variiert mit dem Befestigungswinkel des Kraftstoffeinspritzventils 8, der Kraftstoffeinspritzperiode usw. Ebenso variiert ein optimaler Firstlinienwinkel θ2 gemäß einer Positionsbeziehung zwischen dem Kraftstoffeinspritzventil 8 und der Zündkerze 5 und dergleichen. (φ – φ0) ist das Ergebnis eines Diffusionswinkels φ1 des ersten Flügels F1 und eines Diffusionswinkels φ2 des zweiten Flügels F2; die Diffusionswinkel φ1 und φ2 müssen jedoch nicht notwendigerweise dieselben Werte haben. Ferner variieren ein optimaler Diffusionswinkel φ und ein optimaler Raumwinkel φ0 mit einem Durchmesser einer Zylinderbohrung und der Größe der Zündkerze. Mit anderen Worten, die Firstlinienwinkel θ1 und θ2, der Diffusionswinkel φ und der Raumwinkel φ0 sind nicht notwendigerweise innerhalb der vorstehend erwähnten Bereiche beschränkt und können beliebig abhängig von den Spezifikationen des Motors bestimmt werden.
Hierin bedeutet der Hauptstrom des Kraftstoffstrahls F einen Kraftstoffstrahl in einem Winkelbereich der Winkel φ1 und φ2 in der Querschnittsansicht von 1A und in einem Winkelbereich des Diffusionswinkels θ0 in der Längsschnittansicht von 1B.
Ein an das Kraftstoffeinspritzventil 8 gelieferter Kraftstoffdruck ist beispielsweise auf 12 bis 20 MPa eingestellt, welcher höher als ein Kraftstoffruck (etwa 5 bis 8 MPa) ist, der an die Wirbeleinspritzeinrichtung und dergleichen angelegt wird.
Der wie vorstehend beschrieben aufgebaute Motor wird von einer nicht dargestellten ECU (elektronischen Steuereinheit) in einer umfassenden Weise gesteuert. Was die Kraftstoffeinspritzsteuerung betrifft, implementiert der erfindungsgemäße Motor die Kraftstoffeinspritzung immer in einem Einlaßhub unabhängig von einem Fahrbereich, und erzielt eine gleichmäßige Verbrennung durch ausreichendes Mischen des Kraftstoffstrahls F und der Ansaugluft. Hierin nachstehend wird ein Übergangszustand des Kraftstoffstrahls F, welcher gemäß den Firstlinienwinkeln θ1 und θ2, den Diffusionswinkeln θ0, φ1 und φ2 und dem Raumwinkel φ0 (alle als Kraftstoffstrahlwinkel bezeichnet) während der gleichmäßigen Verbrennung ausgeführt wird, unter Bezugnahme auf 5 bis 10 beschrieben.
5A und 5B stellen den Kraftstoffstrahl F dar, der eingespritzt wird, 6A und 6B stellen den Kraftstoffstrahl F in einem frühen Stadium der Diffusion dar, und 7A und 7B stellen den Kraftstoffstrahl F in einem Endstadium der Diffusion dar. Genauso wie in den 1A und 1B sind Querschnitte in den 5A, 6A und 7A und Längsschnitte in den 5B, 6B und 7B dargestellt. 8 ist eine Längsschnittansicht, welche in eine Richtung des Pfeils B von 5A weist, 9 ist eine Längsschnittansicht, welche in eine Richtung eines Pfeils C von 6A weist, und 10 ist eine Längsschnittansicht, welche in eine Richtung eines Pfeils D von 7A weist.
Zuerst beginnt vor der Kraftstoffeinspritzung die Öffnung des Einlaßventils 6a unmittelbar vor dem Abschluss des Auslaßhubes zu öffnen. Danach geht der Ablauf auf den Einlaßhub über. Sobald das Auslaßventil 7 geschlossen ist, so daß ein vorgegebener Kurbelwellenwinkel gemäß Darstellung in 5A, 5B und 6A, 6B erreicht wird, wird der Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 8 eingespritzt.
Der Kraftstoffstrahl F, welcher aus dem eingespritzten Kraftstoff wie vorstehend beschrieben gebildet wird, wird allmählich an den Firstlinienwinkeln θ1 und θ2 der unteren und oberen Enden, der rechten und linken Diffusionswinkel φ1 und φ2 und dem Raumwinkel φ0 diffundiert, wobei er gleichzeitig die Querschnittsform im wesentlichen eines Λ (Lambda) ausbildet, dessen Spitzenabschnitt abgetrennt ist. Flach so ausgebildet, daß er die Querschnittsform eines großen Λ besitzt, dessen Spitzenabschnitt abgetrennt ist, wird der Kraftstoffstrahl F mit der Ansaugluft mit einer großen Kontaktfläche in Kontakt gebracht, und dadurch ausreichend mit der Ansaugluft vermischt. Ferner wird der Kraftstoffstrahl F zerstäubt, da der Kraftstoffdruck relativ hoch eingestellt ist. Dieses beschleunigt auch die Mischung des Kraftstoffstrahls F und der Ansaugluft.
Gemäß Darstellung in 6A, 6B und 9 diffundiert der Kraftstoffstrahl F selbst nach der Beendigung der Kraftstoffeinspritzung weiter. Da jedoch die Luftstrecke zwischen dem unteren Ende des Kraftstoffstrahls F und der Oberseite des Kolbens aufgrund der Einstellung des Firstwinkels θ1 sichergestellt ist, wird eine Kollision des Kraftstoffstrahls F mit der Oberseite des Kolbens verhindert. Obwohl das obere Ende des eingespritzten Kraftstoffstrahls F unmittelbar unter der Zündkerze 5 bei dem Firstwinkel θ2 hindurchtritt, befindet sich ein Kraftstoffverarmungsbereich E, der bei dem Raumwinkel φ0 ausgebildet ist, in der Mitte des Kraftstoffstrahls F, der bei dem Diffusionswinkel φ eingespritzt wird, wie es aus den 8 und 9 ersichtlich ist, und der Kraftstoffverarmungsbereich E weist auf die Zündkerze 5 hin, wodurch die Kollision des Kraftstoffstrahls F mit der Zündkerze 5 verhindert wird.
Ein dynamischer Druck des Hauptstroms des Kraftstoffstrahls F erzeugt einen Luftstrom um den Hauptstrom, wobei der Luftstrom durch die Trägheit des Hauptstroms induziert wird, und Kraftstoffteilchen, die einen Impuls verloren haben, in den Luftstrom gesaugt werden, um zu der Zündkerze 5 hin zu diffundieren. Da sie jedoch ausreichend zerstäubt sind, werden die Kraftstoffteilchen leicht verdampft und bewirken dadurch keine Verschwelung der Zündkerze 5.
Parallel mit der Kraftstoffeinspritzung wird die Ansaugluft in die Verbrennungskammer 4 als Reaktion auf die Öffnung des Einlaßventils 6a eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt strömt die Ansaugluft in die Verbrennungskammer 4, wobei sie mit den Schirmabschnitten der Einlaßventile 6a kollidiert; da jedoch ein Paar von Einlaßventilen 6, 6 nebeneinander angeordnet ist, unterscheidet sich ein Erzeugungszustand der Ansaugluft strömung in der Verbrennungskammer 4 in einer Nebeneinanderlage-Richtung der Einlaßöffnungen 6, 6 von dem in einer Richtung orthogonal zu der Nebeneinanderlage-Richtung.
Mit anderen Worten, in der Richtung orthogonal zu der Nebeneinanderlage-Richtung der Einlaßöffnungen 6 (horizontale Richtung, welche in die 6A weist) wird die Ansaugluft in eine einlaßseitige und eine auslaßseitige durch die Schirmabschnitte der Einlaßventile 6a aufgeteilt. Andererseits kollidieren in der Nebeneinanderlage-Richtung der Einlaßöffnungen 6 (horizontale Richtung, welche in die 9 weist) die aus den benachbarten Einlaßöffnungen eingeblasenen Ansaugluftströmungen miteinander an der Zwischenposition zwischen den Einlaßöffnungen 6, so daß sie einen Abwärtsluftstrom in der Richtung orthogonal zu der Nebeneinanderlage-Richtung erzeugen. Demzufolge werden, wie es durch einen Pfeil in 6B dargestellt ist, in der Verbrennungskammer 4 zwei relativ starke Ansaugluftströmungen, welche hauptsächlich die Einlaßseite und die Auslaßseite anströmen, erzeugt. Die Ansaugluftströmungen strömen an einer Zylinderwand der Einlaßseite und der Auslaßseite nach unten, um auf die Oberseite des Kolbens zu fließen.
Insbesondere besteht in dem Einlaßhub des Motors der Ansaugluftstrom, welcher von der von dem Paar der Einlaßventile 6, 6 in die Verbrennungskammer 4 eingeführten Ansaugluft erzeugt wird, aus einem einlaßseitigen Teilstrahl Si, welcher an der Zylinderwand 1a der Seite des Einlaßventils 6 nach unten strömt, und einem auslaßseitigen Teilstrom Se, der an der Zylinderwand 1a der Seite der Auslaßöffnung 7 nach unten strömt, wie es in 6B dargestellt ist.
Gemäß Darstellung in den 7A, 7B und 10 diffundiert der Kraftstoffstrahl F nachdem die Einspritzung abgeschlossen ist nach dem Verlust des Impulses im Zeitverlauf weiter, während er gleichzeitig mit der Ansaugluft gemischt wird. Jedoch besitzt die Ansaugluft, welche auf die Oberseite des Kolbens als der einlaßseitige Teilstrom Si und der auslaßseitige Teilstrom Se gespült wurde, eine blockierende Wirkung, so daß der Kraftstoffstrahl F daran gehindert wird, mit der Oberseite des Kolbens selbst während der Diffusion in Kontakt zu kommen. Da der gesamte Kraftstoffstrahl F mit den Ansaugluftströmungen eingehüllt ist, wird der Kraftstoffstrahl F daran gehindert, nicht nur mit der Oberseite des Kolbens, sondern auch mit der darüber angeordneten Zündkerze 5 und der seitlichen Zylinderwand über die Seite in Kontakt zu kommen.
Die Ansaugluft, welche auf die Oberseite des Kolbens als die einlaßseitige Teilströmung Si und die auslaßseitige Teilströmung Se gespült wurde, kollidiert im wesentlichen in der Mitte der Oberseite des Kolbens miteinander und wird dann weiter verteilt und mit dem Kraftstoffstrahl F gemischt, während sie gleichzeitig eine Aufwärtsluftströmung bildet. Dieses erzeugt ein gleichförmiges Luft/Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer 4.
Danach geht der Motor von dem Einlaßhub in einen Kompressionshub über, und das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird durch die Zündkerze 5 in der Nähe des oberen Kompressionstotpunktes gezündet, um dadurch die gleichmäßige Verbrennung auszuführen.
Wie vorstehend erläutert, wird in der Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Motor gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 8 eingespritzt, um den Kraftstoffstrahl F mit der Schnittform im wesentlichen eines Λ (Lambda) zu erzielen, dessen Spitze abgetrennt ist. Daher liegt der Kraftstoffverarmungsbereich E, welcher in der Mitte des Kraftstoffstrahls F ausgebildet ist, der Zündkerze 5 gegenüber und verhindert das Verschwelen der Zündkerze 5, welches der Kollision des Kraftstoffstrahls F mit der Zündkerze 5 zuschreibbar ist.
Da der Kraftstoffverarmungsbereich E der Zündkerze 5 gegenüberliegt, kann das Kraftstoffeinspritzventil 8 in den Zylinderkopf 3 in einem kleineren Winkel zu einer Horizontalen als beispielsweise nach dem Stand der Technik angeordnet werden, in welchem der Kraftstoffstrahl F mit einer Schnittform eines umgekehrten V (dessen spitzer Abschnitt nicht getrennt ist) ausgebildet ist. Dieses stellt die Luftstrecke zwischen dem unteren Ende des Kraftstoffstrahls F und der Oberseite des Kolbens sicher und eliminiert die Möglichkeit der Kollision des Kraftstoffstrahls F mit der Oberseite des Kolbens, während es gleichzeitig eine Kollision des Kraftstoffstrahls F mit der Zündkerze 5 verhindert. Somit kann eine Verbesserung des Wärmewirkungsgrades und eine Reduzierung in den Emissionen erzielt werden.
Die Sicherstellung der Luftstrecke ermöglicht ein Vorziehen des Zeitpunktes der Kraftstoffeinspritzung. Sich ergebende Vorteile der frühen Einspritzung sind eine Gemischbeschleunigung, Verhinderung der Kollision des Strahls mit den Zylinderwänden usw.
Durch die flache Ausbildung so, daß er eine Schnittform im wesentlichen eines Λ besitzt, dessen Spitzenabschnitt abgetrennt ist, kann der Kraftstoffstrahl mit einer großen Fläche mit der Ansaugluft in Kontakt gebracht werden. Ferner kann, da der Kraftstoffstrahl F unter hohem Kraftstoffdruck zerstäubt wird, die Vermischung des Kraftstoffstrahls F und der Ansaugluft gefördert werden. Demzufolge kann eine Verbesserung im Wärmewirkungsgrad und eine Reduzierung in den Emissionen erzielt werden.
Ferner ist der Firstlinienwinkel θ2 so festgelegt, daß das obere Ende des Kraftstoffstrahls F unmittelbar unterhalb der Zündkerze transportiert wird, so daß es möglich ist, zuverlässiger die Kollision des Kraftstoffstrahls F mit der Zündkerze 5 in Kombination mit einem Effekt des Kraftstoffverarmungsbereiches E zu erzielen.
Da der Motor so aufgebaut ist, daß er eine Struktur mit zwei Einlaßventilen 6a besitzt, und das Kraftstoffeinspritzventil 8 zwischen den zwei Einlaßventilen 6a angeordnet ist, ist es möglich, zwei relativ starke Ansaugluftströmungen zu erzeugen, nämlich den einlaßseitigen Teilstrom Si und den auslaßseitigen Teilstrom Se, welche in der Richtung orthogonal zu der Nebeneinanderlage-Richtung der Einlaßventile 6a aufgrund der Nutzung der Schirmabschnitte der Einlaßventile 6a fortschreiten. Durch das Einschließen des Kraftstoffstrahls F mit den Ansaugluftströmungen ist es möglich, sicher zu verhindern, daß der diffundierende Kraftstoffstrahl F mit der Oberseite des Kolbens, der Zündkerze 5 und der Zylinder wand in Kontakt kommt. Zusätzlich fördert die Rührwirkung der Ansaugluftströmungen ferner das Dispersionsgemisch der Ansaugluftströmungen und des Kraftstoffstrahls F, und es kann eine Vergleichmäßigung des Luft/Kraftstoff-Gemisches erwartet werden. Demzufolge können die Verbesserung des Wärmewirkungsgrades und eine Reduzierung in den Emissionen sicherer erzielt werden.
Ferner hat, da die Struktur des Kraftstoffeinspritzventils 8 sich von dem eines allgemeinen Kraftstoffeinspritzventils nur in der Form der Einspritzöffnung 8a unterscheidet, das Kraftstoffeinspritzventil 8 den Vorteil einer extrem preiswerten Fertigung im Vergleich zu einer Wirbeleinspritzeinrichtung mit einer Struktur, in welcher der Kraftstoffstrahl in einer konischen Form eingespritzt wird.
Anschließend wird eine zweite Ausführungsform beschrieben.
Eine Kraftstoffeinspritzvorrichtun^g dieser Ausführungsform wird durch Modifizieren der Form der Einspritzöffnung 8a des Kraftstoffeinspritzventils 8 der ersten Ausführungsform erzielt. Die anderen Komponententeile sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform, und die identischen Komponenten sind daher mit denselben Bezugszeichen versehen. Erläuterungen der identischen Komponenten werden hierin unterlassen, und die nachstehenden Beschreibungen befassen sich hauptsächlich mit den Unterschieden zu der ersten Ausführungsform.
11 stellt eine Düsenstruktur eines Kraftstoffeinspritzventils der vorliegenden Ausführungsform dar, und 12 eine Schnittform des Kraftstoffstrahls F. 11 und 12 werden in Entsprechung zu 3 und 4 bereitgestellt, welche die erste Ausführungsform zeigen.
Gemäß Darstellung in 11 und 12 ist in dem Kraftstoffeinspritzventil 8 der vorliegenden Ausführungsform ein Paar schlitzähnlicher Einspritzöffnungen 11 getrennt in einer Linie angeordnet. Auch in diesem Falle besitzt der Kraftstoffstrahl F eine Schnittform, die den Einspritzöffnungen 11 entspricht, und es wird ein Kraftstoffverarmungsabschnitt E zwischen dem flachen ersten Flügel F1 und dem flachen zweiten Flügel F2 ausgebildet. Daher liegt während der Kraftstoffeinspritzung der Kraftstoffverarmungsbereich E der Zündkerze 5 gegenüber, was verhindert, daß der Kraftstoffstrahl mit der Zündkerze 5 kollidiert. Somit können dieselbe Betriebsweise und Vorteile wie in der ersten Ausführungsform erzielt werden.
Die Form der Einspritzöffnungen des Kraftstoffeinspritzventils 8 kann in weiteren unterschiedlichen Arten verändert werden. Beispielsweise kann gemäß Darstellung in 13 das Kraftstoffeinspritzventil 8 mit Einspritzöffnungen 12 versehen sein, welche die Form eines umgekehrten V besitzen, dessen Punktabschnitt unterteilt ist. Alternativ kann gemäß Darstellung in 14 das Kraftstoffeinspritzventil 8 Einspritzöffnungen 13 mit der Form eines umgekehrten U besitzen, das an seinem gekrümmten Abschnitt geteilt ist. Obwohl es nicht dargestellt ist, hat auch in diesen Fällen der Kraftstoffstrahl F eine Schnittform, welche den Einspritzöffnungen 12 und 13 entspricht, und der Kraftstoffverarmungsabschnitt E ist zwischen dem ersten Flügel F1 und dem zweiten Flügel F2 ausgebildet, wodurch dieselbe Betriebsweise und Vorteile wie in den ersten und zweiten Ausführungsformen erzielt werden.
Gemäß Darstellung in 15 können zwei Paare von schlitzartigen Einspritzöffnungen 14 in rechten und linken Positionen nebeneinanderliegen, welche in die betrachtete Zeichnung weisen. In diesem Falle werden, da die von den ne beneinanderliegenden Einspritzöffnungen 14 eingespritzten Kraftstoffe ineinander strömen, während sie gegenseitig kollidieren, der erste Flügel F1 und der zweite Flügel F2 flacher geformt. Diese Vergrößerung einer Kontaktfläche begünstigt ferner die Mischung des Kraftstoffstrahls F und der Ansaugluft.
Gemäß Darstellung in 16 und 17 können die rechten und linken Einspritzöffnungen in erste und zweite Einspritzöffnungsgruppen 16 und 17 ausgebildet sein, welche mehrere Einspritzöffnungen 16a bzw. 17a (Mehrloch-Typ) aufweisen. Die Einspritzöffnungsgruppen 16 von 16 besitzen dieselbe Funktion wie die schlitzartigen Einspritzöffnungen 8a von 3, und die Einspritzöffnungsgruppen 17 von 17 besitzen dieselbe Funktion wie die schlitzartigen Einspritzöffnungen 14 von 15. Jedoch sind Durchmesser der Einspritzöffnungen 16a und 17a der ersten und zweiten Einspritzöffnungsgruppen 16 und 17 jeweils reduziert, so daß sie kleiner als diejenigen der schlitzartigen Einspritzöffnungen 8a und 14 sind. Dieses zerstäubt den Kraftstoffstrahl F und beschleunigt weiter die Mischung des Kraftstoffstrahls F und der Ansaugluft.
Dieses ist alles für die Beschreibungen der Ausführungsformen, aber Formen der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschränkt.
Beispielsweise kann, obwohl jede von den vorstehenden Ausführungsformen mit einem Reihen-Vierzylinder-Benzinmotor eines Vierventil-Typs als Beispiel beschrieben wurde, ein Ventiltrieb des Motors in einen Zwei-Einlaß/Auslaßventil-Typ geändert und die Zylinderanordnung des Motors geändert werden.
In jeder von den vorstehenden Ausführungsformen wird die Kraftstoffeinspritzung nur in dem Einlaßhub ausgeführt. Bei spielsweise kann jedoch der Motor so aufgebaut sein, daß der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung zwischen dem Einlaßhub und Kompressionshub abhängig von einem Betriebszustand des Motors umgeschaltet wird, um die Kraftstoffeinspritzung in der Einlaßhubeinspritzperiode auszuführen und denselben Betrieb und die Vorteile wie in den vorstehenden Ausführungsformen zu erzielen.

Claims

Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einer Verbrennungskammer (4), die zwischen einer Oberseite eines Kolbens (2) und einer Unterseite eines Zylinderkopfes (3) ausgebildet ist und mit einer Zündkerze (5), die in dem Zylinderkopf (3) des Verbrennungsmotors so angeordnet ist, dass sie in einer Draufsicht einer Mitte der Verbrennungskammer (4) gegenüberliegt, und einem Kraftstoffeinspritzventil (8), das in dem Zylinderkopf (3) einer Seite der Verbrennungskammer (4) so gegenüberliegend angeordnet ist, dass es einen Kraftstoffstrahl erzeugt, der eine Achsenlinie L2 der Zündkerze (5) in einem gegebenen Winkel schneidet, um dadurch Kraftstoff direkt aus dem Kraftstoffeinspritzventil (8) in die Verbrennungskammer (4) in einem Einlasshub des Verbrennungsmotors einzuspritzen, um eine gleichmäßige Verbrennung zu implementieren, dadurch gekennzeichnet, dass: das Kraftstoffeinspritzventil (8) mehrere Einspritzöffnungen (8a, 11, 12, 13, 14, 16a und 17a) aufweist, die getrennt voneinander angeordnet sind, wobei die mehreren Einspritzöffnungen (8a, 12, 13, 14, 16a und 17a) des Kraftstoffeinspritzventils (8) in der. Farm eines Λ, dessen Spitzenabschnitt abgetrennt ist, eines umgekehrten getrennten V oder eines umgekehrten U, dessen gekrümmter Anteil aufgeteilt ist, angeordnet sind, zum Formen eines Hauptstroms des Kraftstoffstrahls, der erste und zweite Flügel (F1, F2) aufweist, die flach und unzusammenhängend unter der Zündkerze (5) mit einem Raum dazwischen in einer Kraftstoffeinspritzrichtung geformt sind.
Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach dem Anspruch 1, wobei: das Kraftstoffeinspritzventil (8) mehrere Einspritzöffnungen (14, 16a und 17a) aufweist, die in mehreren den jeweiligen Flügeln (F₁, F₂) entsprechenden Gruppen angeordnet sind.