DE102006014586B4

DE102006014586B4 - Verbrennungsmotor vom V-Typ

Info

Publication number: DE102006014586B4
Application number: DE102006014586A
Authority: DE
Inventors: Kaoru Wako Hanawa
Original assignee: Orbital Australia Pty Ltd; Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: DE102006014586A1; US7370643B2; ITTO20060187A1; US20060219228A1

Abstract

Verbrennungsmotor vom V-Typ, aufweisend:
ein Kurbelgehäuse (11), in dem eine Kurbelwelle angeordnet ist,
eine Vielzahl von Zylindern (10a, 10b), die jeweils eine Brennkammer (23a, 23b) aufweisen, wobei die Vielzahl von Zylindern (10a, 10b) in einer V-Form voneinander in Abstand auf dem Kurbelgehäuse (11) vorgesehen ist, und die Zylinder (10a, 10b) jeweils aufweisen:
einen Zylinderblock (21a, 21b), der an dem Kurbelgehäuse (11) angeordnet ist,
einen Zylinderkopfblock (22a, 22b), der an dem dem Kurbelgehäuse (11) abgewandten Ende des Zylinderblocks (21a, 21b) angeordnet ist,
wobei ein Gemisch-Einspritzventil (30), welches ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer (23a, 23b) eines Zylinders (10a, 10b) direkt einspritzt, an jedem der Zylinderkopfblöcke (22a; 22b) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Kompressionsluft-Abgabekanal (32, 33, 34) zur Abgabe von komprimierter Luft von einem dem Verbrennungsmotor (1) angegliederten Luftkompressor (18) zu den Gemisch-Einspritzventilen (30) integral in Form von Innendurchgängen in dem Kurbelgehäuse (11) und den...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsmotor vom V-Typ, in dem eine Vielzahl von Zylindern auf einem Kurbelgehäuse vorgesehen ist, wobei die in der Vielzahl vorgesehenen Zylinder jeweils in einer V-Form in Abstand voneinander vorgesehen sind; die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Verbrennungsmotor vom V-Typ, bei dem Gemisch-Einspritzventile, die ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in Brennkammern innerhalb der Zylinder direkt einspritzen, vorgesehen sind.
Unter Verbrennungsmotoren, die als Triebwerksquellen von Fahrzeugen verwendet werden, wie für Motorräder, ist einer bekannt, bei dem Gemisch-Einspritzventile, die ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in Brennkammern von Zylindern direkt einspritzen, vorgesehen sind (siehe die offengelegte japanische Anmeldung JP 2004-301113 A ).
DE 10 2004 022 490 A1 zeigt einen Verbrennungsmotor, der mit einem Kraftstoff/Lufteinspritzventil zum direkten Einspritzen eines Kraftstoff/Lufteinspritzgemisches in einer Verbrennungskammer versehen ist. Der Motor weist ferner ein Luftzufuhrsystem auf, um komprimierte Luft dem Kraftstoff/Lufteinspritzventil zuzuführen. Das Luftzufuhrsystem weist unter anderem auf: eine Luftpumpe und ein Luftdurchgangssystem. Das Luftdurchgangssystem wiederum weist auf: eine Leitung, die mit dem Luftdurchgang verbunden ist, welcher aus einem in dem Zylinderkopf und in der Kopfabdeckung ausgebildeten Loch besteht. Das Luftdurchgangssystem ist neben der Auslassseite des Zylinderkopfes und der Auslassseite der Kopfabdeckung angeordnet. Die Verbindung zwischen der Luftpumpe und den Luftdurchgängen wird mittels einer externen, zusätzlich angebrachten Leitung realisiert.
EP 1 387 056 A2 zeigt einen Motor aufweisend ein Kurbelgehäuse, einen Zylinderblock, welcher mit dem Kurbelgehäuse verbunden ist, einen Zylinderkopf, welcher mit dem Zylinderblock verbunden ist, und eine Zylinderkopfabdeckung, welche mit dem Zylinderkopf verbunden ist. Der Motor weist ferner ein Kraftstoffeinspritzmittel auf, welches unter anderem ein Luft/Kraftstoffeinspritzventil aufweist. Der Einspritzdüse wird über Luftzufuhrleitungen komprimierte Luft von einer Luftpumpe zugeführt. Die Luftzufuhrleitung weist ein Schlauchelement auf, welches an seinem einen Ende mit der Pumpe und an seinem anderen Ende mit dem Zylinderkopf verbunden ist. Die Luftzufuhrleitung weist ferner einen Durchgang auf, welcher mit einer Luftkammer der Einspritzdüse in Verbindung steht. Die jeweiligen Enden des Schlauchelements sind mittels Muttern an den entsprechenden Stellen des Motors angebracht.
Das Öffnen und Schließen der Gemisch-Einspritzventile wird entsprechend der Periode bzw. dem Zyklus eines Verbrennungsbetriebs des Verbrennungsmotors gesteuert, und die Gemisch-Einspritzventile mischen Kraftstoff und komprimierte Luft, die von einem Luftkompressor zugeführt wird, und sie spritzen das Gemisch in die Brennkammern ein, um dem Verbrennungsmotor zu ermöglichen zu arbeiten. Die Gemisch-Einspritzventile ermöglichen es, die Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs des Verbrennungsmotors zu erzielen.
Darüber hinaus ist unter Verbrennungsmotoren ein Verbrennungsmotor vom V-Typ bekannt, in dem eine Vielzahl von Zylindern auf einem Kurbelgehäuse vorgesehen ist, wobei die in der Vielzahl vorgesehenen Zylinder jeweils in einer V-Form in Abstand voneinander vorgesehen sind. Der Verbrennungsmotor vom V-Typ ermöglicht es, den Verbrennungsmotor beispielsweise kompakter zu gestalten und eine Herabsetzung einer Schwingung bzw. Vibration zu erzielen, die dem Betrieb des Verbrennungsmotors zugehörig ist.
Insbesondere für Fahrzeuge, wie Motorräder, in denen der Unterbringungs- bzw. Montageplatz für den Verbrennungsmotor beschränkt ist, ist der Verbrennungsmotor vom V-Typ als ein Verbrennungsmotor mit einem brauchbaren Aufbau bekannt.
Das Gemisch-Einspritzventil ist in einem Zylinderkopfteil des Verbrennungsmotors vorgesehen. Ein Problem besteht darin, wie Kompressionsluft-Abgabekanäle vorgesehen werden, die sich von dem an dem Verbrennungsmotor angebauten Luftkompressor zu den Gemisch-Einspritzventilen erstrecken.
Genauer gesagt hat ein Problem darin bestanden, dass mit Rücksicht darauf, dass bezüglich Verbrennungsmotoren vom V-Typ komprimierte Luft von dem Luftkompressor zu den jeweiligen Kopfteilen der Zylinder abzugeben ist, die voneinander in einer V-Form in Abstand vorgesehen sind, die Montagestruktur des Verbrennungsmotors aufgrund des Designs der Kompressionsluft-Abgabekanäle kompliziert wird, sofern nicht die Anordnung, Verzweigung oder dergleichen der Kompressionsluft-Abgabekanäle entwickelt wird.
Insbesondere hinsichtlich der Verbrennungsmotoren vom V-Typ hat ein Problem darin bestanden, dass die Drucke der komprimierten Luft ungleichmäßig werden und dass die Kraftstoffgemischverhältnisse in den Gemisch-Einspritzventilen daher ungleichmäßig werden, sofern nicht die Längen der Kompressionsluft-Abgabekanäle gleich gemacht werden, die von dem Luftkompressor zu den Kopfteilen (den Gemisch-Einspritzventilen) der betreffenden Zylinder verlaufen.
Darüber hinaus hat ein Problem darin bestanden, dass dann, wenn die Kompressionsluft-Abgabekanäle bei fahrendem Fahrzeug übermäßig gekühlt werden, die in der Kompressionsluft enthaltene Feuchtigkeit unter Bildung von Tau in dem Kompressionsluft-Abgabekanal kondensiert, wobei der Tau ein fehlerhaftes Arbeiten der Gemisch-Einspritzventile und einen Betriebsausfall des Verbrennungsmotors hervorrufen kann.
Obwohl es bezüglich der Kompressionsluft-Abgabekanäle erforderlich ist, dass diese nicht übermäßig gekühlt werden, ist es unterdessen für den dem Verbrennungsmotor angegliederten Luftkompressor erforderlich, dass er leicht gekühlt wird, wenn das Fahrzeug fährt, um den Luftkompressionswirkungsgrad zu steigern. Demgemäß ist die Realisierung eines Verbrennungsmotors vom V-Typ erwünscht gewesen, der den obigen sich widersprechenden Forderungen genügt und der die obigen Probleme lösen kann.
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der obigen aktuellen Umstände geschaffen worden, und eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, durch Anordnen von Kompressionsluft-Abgabekanälen, die von dem dem Verbrennungsmotor angegliederten Luftkompressor zu den Gemisch-Einspritzventilen in einer entwickelten Weise verlaufen, einen Verbrennungsmotor vom V-Typ bereitzustellen, der einen solchen Aufbau bzw. eine solche Struktur aufweist, dass sie sogar dann leicht zusammengebaut werden kann, wenn die Kompressionsluft-Abgabekanäle vorgesehen sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, in derselben Weise einen Verbrennungsmotor vom V-Typ bereitzustellen, in dem die Längen der Kompressionsluft-Abgabekanäle gleichmäßig gemacht sind, die von dem Luftkompressor zu den Gemisch-Einspritzventilen verlaufen.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, in derselben Weise einen Verbrennungsmotor vom V-Typ bereitzustellen, dessen Kompressionsluft-Abgabekanäle sogar dann nicht übermäßig gekühlt werden, wenn der Verbrennungsmotor bei fahrendem Fahrzeug gekühlt wird, und der es ermöglicht, das Auftreten einer Kondensation in den Kompressionsluft-Abgabekanälen zu verhindern.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, in derselben Weise einen Verbrennungsmotor vom V-Typ bereitzustellen, dessen angegliederter Luftkompressor gekühlt wird, wenn das Fahrzeug fährt, und der es somit ermöglicht, den Luftkompressionswirkungsgrad des Luftkompressors zu steigern.
Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Verbrennungsmotor vom V-Typ, aufweisend: ein Kurbelgehäuse, in dem eine Kurbelwelle angeordnet ist, eine Vielzahl von Zylindern, die jeweils eine Brennkammer aufweisen, wobei die Vielzahl von Zylindern in einer V-Form voneinander in Abstand auf dem Kurbelgehäuse vorgesehen ist, und die Zylinder jeweils aufweisen: einen Zylinderblock, der an dem Kurbelgehäuse angeordnet ist, einen Zylinderkopfblock, der an dem dem Kurbelgehäuse abgewandten Ende des Zylinderblocks angeordnet ist, wobei ein Gemisch-Einspritzventil, welches ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer eines Zylinders direkt einspritzt, an jedem der Zylinderkopfblöcke vorgesehen ist, wobei ein Kompressionsluft-Abgabekanal zur Abgabe von komprimierter Luft von einem dem Verbrennungsmotor angegliederten Luftkompressor zu den Gemisch-Einspritzventilen integral in Form von Innendurchgängen in dem Kurbelgehäuse und den Zylinderblöcken ausgebildet ist, wobei ein Teil des Kompressionsluft-Abgabekanals in Form eines gemeinsam genutzten Kanals in dem Kurbelgehäuse vorgesehen ist.
Da ein Teil der Kompressionsluft-Abgabekanäle, die von dem Luftkompressor zu den Gemisch-Einspritzventilen verlaufen, in Form eines gemeinsam genutzten Kanals in dem Kurbelgehäuseteil vorgesehen ist, können demgemäß die Kompressionsluft-Abgabekanäle, die zu den jeweiligen Gemisch-Einspritzventilen hin verzweigen, in dem möglichen Ausmaß integriert werden bzw. sein, und der mit den Kompressionsluft-Abgabekanälen versehene Verbrennungsmotor vom V-Typ kann allein durch Anbringen der Zylinderblöcke an dem Kurbelgehäuse zusammengebaut bzw. montiert werden.
Die Kompressionsluft-Abgabekanäle, die von dem Luftkompressor zu den Gemisch-Einspritzventilen verlaufen, sind in Form von inneren Rohrleitungen (Innendurchgängen) ausgebildet, die in dem Kurbelgehäuse und den Zylinderblöcken gebildet sind. Die innere Rohrleitungsstruktur ermöglicht den Kompressionsluft-Abgabekanälen, durch die Verbrennungswärme während des Betriebs des Verbrennungsmotors erwärmt zu werden, was es außerdem ermöglicht, den Effekt der Vermeidung einer Kondensation zu erzielen.
Entsprechend einem weiteren Aspekt ist der Verbrennungsmotor vom V-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionsluft-Abgabekanäle, die von dem in dem Kurbelgehäuseteil vorgesehenen gemeinsam genutzten Kanal zu den jeweiligen Gemisch-Einspritzventilen verlaufen, zu den jeweiligen Zylindern hin verzweigt sind und dass die verzweigten Kompressionsluft-Abgabekanäle längs Seitenwänden der jeweiligen Zylinderblöcke auf deren Seiten vorgesehen sind, die einander zugewandt sind (vorzugsweise vorgesehen in Form von Innendurchgängen).
Demgemäß erreichen die Kompressionsluft-Abgabekanäle, die von dem gemeinsam genutzten Kanal in dem Kurbelgehäuseteil verzweigen, die jeweiligen Gemisch-Einspritzventile und weisen gleiche Kanallängen auf, so dass der Druck der an die Gemisch-Einspritzventile abgegebenen komprimierten Luft gleichmäßig gemacht ist.
Sogar dann, wenn der Verbrennungsmotor vom V-Typ an einem Motorrad angebracht wird bzw. ist und das Motorrad fährt, sind die Kompressionsluft-Abgabekanäle in den Zylinderblockteilen überdies über die Zylinderblöcke derart abgeschirmt, dass die Kompressionsluft-Abgabekanäle davor gehindert werden können, dem Fahrtwind ausgesetzt und damit gekühlt zu werden, was es außerdem ermöglicht, den Effekt der Verhinderung einer Kondensation zu erzielen.
Der Luftkompressor des Verbrennungsmotors ist in einer freigelegten Weise in einem Bereich vorgesehen, der ein vorderer Bereich bezüglich einer Bewegungs- bzw. Fahrrichtung eines Fahrzeugs wird, wenn der Verbrennungsmotor des V-Typs in bzw. an dem Fahrzeug angebracht ist.
Falls der Verbrennungsmotor vom V-Typ an einem Motorrad angebracht wird bzw. ist und das Motorrad fährt, ist der Luftkompressor demgemäß dem durch das Fahren hervorgerufenen Fahrtwind ausgesetzt und wird somit gekühlt, so dass der Luftkompressionswirkungsgrad des Luftkompressors gesteigert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es mit Rücksicht darauf, dass der Verbrennungsmotor vom V-Typ ein solcher Verbrennungsmotor ist, dass ein Teil der Kompressionsluft-Abgabekanäle, die von dem Luftkompressor zu den Gemisch-Einspritzventilen verlaufen, in Form eines gemeinsam genutzten Kanals in dem Kurbelgehäuseteil vorgesehen ist, möglich, durch Anbringen der Zylinderblöcke an bzw. auf dem Kurbelgehäuse den Verbrennungsmotor vom V-Typ leicht zu montieren, der mit den Kompressionsluft-Abgabekanälen versehen ist. Darüber hinaus ist der gemeinsam genutzte Kanal in Form der in dem Kurbelgehäuse gebildeten inneren Durchgänge gebildet, so dass es möglich ist, die Kompressionsluft-Abgabekanäle zu erwärmen; somit ist es möglich, den Effekt der Verhinderung einer Kondensation zu erzielen.
Darüber hinaus können gemäß der vorliegenden Erfindung mit Rücksicht darauf, dass die Kompressionsluft-Abgabekanäle, die von dem in dem Kurbelgehäuseteil vorgesehenen gemeinsam genutzten Kanal zu den jeweiligen Gemisch-Einspritzventilen verlaufen, zu den jeweiligen Zylindern verzweigt sind und die verzweigten Kompressionsluft-Abgabekanäle längs Seitenwänden der jeweiligen Zylinderblöcke auf deren einander zugewandten Seiten vorgesehen sind, die Längen der Kompressionsluft-Abgabekanäle, welche die jeweiligen Gemisch-Einspritzventile erreichen, gleich gemacht werden. Sogar dann, wenn der Verbrennungsmotor vom V-Typ an bzw. in dem Motorrad angebracht ist und das Motorrad fährt, ist es überdies möglich zu verhindern, dass die Kompressionsluft-Abgabekanäle in den Zylinderblockteilen dem durch das Fahren hervorgerufenen Fahrtwind ausgesetzt und somit gekühlt werden. Damit ist es möglich, den Effekt der Verhinderung einer Kondensation zu erzielen. Da die Kompressionsluft-Abgabekanäle in Form von in den Zylinderblöcken gebildeten inneren Durchgängen ausgebildet sind, ist es überdies möglich, die Kompressionsluft-Abgabekanäle zu erwärmen, und somit ist es möglich, den Effekt der Verhinderung einer Kondensation zu erzielen.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung der Luftkompressor in einer freigelegten Weise in einem Bereich vorgesehen ist, der ein vorderer Bereich in Bezug auf die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs wird, ist es überdies möglich, den Luftkompressor dem durch das Fahren hervorgerufenen Fahrtwind auszusetzen, um ihn zu kühlen, so dass der Luftkompressionswirkungsgrad des Luftkompressors gesteigert werden kann.
1 zeigt in einer Teilschnittansicht einen Verbrennungsmotor vom V-Typ gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Teilschnittansicht des Verbrennungsmotors des V-Typs längs einer Linie A-A in 1.
3 zeigt eine Schnittansicht des Verbrennungsmotors des V-Typs gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Schnittansicht unter Veranschaulichung eines EGR-Steuerventilteiles des Verbrennungsmotors vom V-Typ gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 veranschaulicht in einem Diagramm ein System zur Abgabe von komprimierter Luft und Kraftstoff an ein Gemisch-Einspritzventil des Verbrennungsmotors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt eine Seitenansicht eines Motorrades, in das der Verbrennungsmotor vom V-Typ gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
Es folgt eine konkrete Beschreibung eines Verbrennungsmotors vom V-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung unter Heranziehung eines Beispiels, gemäß dem der Verbrennungsmotor in einem Motorrad eingebaut ist.
In 6 ist ein Motorrad dargestellt, in das der Verbrennungsmotor 1 vom V-Typ gemäß diesem Beispiel eingebaut ist.
Dieses Motorrad weist ein Vorderrad 3, welches mittels einer Welle an dem unteren Ende einer vorderen Gabel 2 frei drehbar getragen wird, die von einem Körper- bzw.
Aufbaurahmen schwenkbar getragen wird, und ein Hinterrad 5 auf, welches mittels einer Welle am hinteren Ende eines Hinterteiles frei drehbar getragen ist, dessen vorderes Ende von dem Körper- bzw. Aufbaurahmen in einer Aufwärts- und Abwärtsrichtung frei schwenkbar getragen wird.
Ein Kraftstofftank 7, der an dem Aufbaurahmen angebracht ist, ist zwischen der vorderen Gabel 2 und einem Sitz 6 vorgesehen. Der Verbrennungsmotor 1 vom V-Typ, der von einem den Aufbaurahmen bildenden Aufhänger 8 getragen wird, ist unter dem Kraftstofftank 7 vorgesehen. Ein Kühlmittel-Kühler 9 zum Kühlen des Verbrennungsmotors 1 vom V-Typ ist an dem Aufhänger 8 vorgesehen.
Der Verbrennungsmotor 1 vom V-Typ weist einen Aufbau auf, bei dem eine Vielzahl von Zylindern (bei diesem Beispiel sind es zwei Zylinder 10a, 10b) auf einem Kurbelgehäuse 11 vorgesehen ist, wobei die Zylinder 10a, 10b in einer V-Form jeweils in Abstand voneinander vorgesehen sind. Auslass- bzw. Auspuffrohre 12a, 12b verlaufen von den Zylindern 10a, 10b jeweils zur Rückseite; der Zylinder 10a liegt in Bezug auf die Fahrtrichtung des Motorrades auf der Vorderseite, und der Zylinder 10b liegt auf der Rückseite.
In dem durch die Zylinder 10a und 10b des Verbrennungsmotors 1 vom V-Typ gebildeten V-förmigen Raum sind vorgesehen: ein Einlass- bzw. Ansaugrohr 13, welches mit den Zylindern 10a, 10b verbunden ist, und ein Steuerventil 14 eines Abgas-Rezirkulationssystems (EGR) zur Rezirkulation des Abgases in die Brennkammern 23a, 23b des Verbrennungsmotors 1, um Stickoxide (NOx) im Abgas zu verringern.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Abgas von dem Abgasrohr 12b des hinteren Zylinders 10b zu dem Steuerventil 14 durch ein Abgas-Einführungsrohr 15 geleitet wird und dass durch Steuern des Öffnens und Schließens des Steuerventils 14 mittels einer Magnetspule in bekannter Weise das von dem Abgas-Einführungsrohr 15 eingeführte Abgas an Einlassöffnungen der beiden Zylinder 10a, 10b abgegeben und in deren Brennkammern 23a, 23b rezirkuliert wird.
In einem vorderen Teil des in Bezug auf die Fahrrichtung des Motorrades auf der Vorderseite liegenden Zylinders 10a ist ein von dem Verbrennungsmotor 1 des V-Typs her angetriebener Luftkompressor 18 in einer freigelegten Weise vorgesehen. Um ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammern 23a, 23b der Zylinder 10a, 10b direkt einzuspritzen, gibt der Luftkompressor 18 komprimierte Luft an die Gemisch-Einspritzventile (siehe 1) 30 ab, die in dem Kopfteil 19a, 19b der betreffenden Zylinder 10a, 10b vorgesehen sind.
Genauer gesagt nimmt der Luftkompressor 18 die durch ein nicht dargestelltes Luftfilter 40 hindurch gelangte Luft auf und komprimiert sie und gibt die komprimierte Luft durch einen später zu beschreibenden Abgabekanal an die Gemisch-Einspritzventile 30 ab. Die Gemisch-Einspritzventile 30 mischen eine geeignete, kontrollierte Kraftstoffmenge mit der komprimierten Luft und spritzen das Gemisch direkt in die Brennkammern 23a, 23b ein.
Als Ergebnis der Anordnung des Luftkompressors 18 in dem vorderen Teil des bezogen auf die Fahrrichtung des Motorrades auf der Vorderseite liegenden Zylinders 10a, wie dies bei diesem Beispiel dargestellt ist, wird der Luftkompressor 18 durch den Fahrtwind gekühlt, der durch das Fahren des Motorrades hervorgerufen wird. Falls Luft durch einen Luftkompressor 18 komprimiert wird, der auf eine hohe Temperatur erwärmt ist, wird auch die Luft erwärmt, und daher wird es schwierig, einen hohen Kompressionswirkungsgrad zu erzielen. Im Vergleich hiermit ermöglicht es der gekühlte Luftkompressor 18, einen hohen Kompressionswirkungsgrad zu erzielen.
Im Hinblick auf den Verbrennungsmotor 1 vom V-Typ ist es häufig der Fall, dass der zwischen den vorderen und hinteren Zylindern 10a, 10b gebildete V-förmige Raum als Platz für die Anbringung von Zubehörteilen genutzt wird. Aufgrund des Anordnens des Luftkompressors 18 im vorderen Bereich des vorderen Zylinders 10a, wie oben beschrieben, ist es möglich gemacht, einen kompakten Verbrennungsmotor 1 vom V-Typ zu realisieren, bei dem der V-förmige Raum eingeengt ist.
In 1 ist der Verbrennungsmotor 1 vom V-Typ gemäß diesem Beispiel in einer Teilschnittansicht dargestellt.
In den Zylindern 10a, 10b sind Brennkammern 23a bzw. 23b dadurch gebildet, dass an den oberen Enden von Zylinderblöcken 21a, 21b Zylinderkopfblöcke 22a, 22b vorgesehen sind. Die Kolben 20a, 20b sind in den Zylindern 10a, 10b frei gleitbar untergebracht und sind mittels Pleuelstangen 28a, 28b mit einer Kurbelwelle verbunden, die im Kurbelgehäuse 11 untergebracht ist.
Zwei Einlass- bzw. Ansaugkanäle 24a, 24b und zwei Auslass- bzw. Abgaskanäle 25a, 25b sind zu den Brennkammern 23a, 23b hin offen. Die Einlasskanäle 24a, 24b und die Auslasskanäle 25a, 25b werden durch Einlassventile 26a, 26b bzw. Auslassventile 27a, 27b geöffnet und geschlossen; diese Ventile sind in den Zylinderkopfblöcken 22a, 22b frei gleitbar vorgesehen.
Die Einlassventile 26a, 26b und die Auslassventile 27a, 27b führen eine Öffnungs- und Schließoperation zu bestimmten Einlass- und Auslasszeitpunkten aus, wenn Nockenmechanismen 29a, 29b, die für die Zylinderkopfblöcke 22a, 22b vorgesehen sind, aufgrund des Betriebs des Verbrennungsmotors 1 vom V-Typ in bekannter Weise angetrieben werden. Die Einlass- und Auslassventile 26a, 26b und 27a, 27b ermöglichen somit die Einführung von Luft in die Brennkammern 23a, 23b von dem Einlassrohr 13, welches mit den Einlasskanälen 24a, 24b verbunden ist, und sie ermöglichen die Abführung von Abgas aus den Brennkammern 23a, 23b in die mit den Auslasskanälen 25a, 25b verbundenen Auslassrohre 12a, 12b.
Abgas wird von dem Auslass- bzw. Abgasrohr 12b in das Steuerventil 14 des Abgas-Rezirkulationssystems (EGR) durch das Abgas-Einführungsrohr 15 eingeleitet. Durch Steuern des Öffnens und Schließens eines Ventilelements 14a des Steuerventils 14 wird das von dem Abgas-Einführungsrohr 15 eingeleitete Abgas in eine Ventilkammer 14b eingeleitet und durch ein Verbindungsrohr 16a in eine Verzweigungskammer 16b eingeführt. Die Verzweigungskammer 16b ist mit einem Paar von Einwegventilen (Reed-Ventilen) 16c zur Verhinderung einer Rückströmung in die Verzweigungskammer 16b versehen. Abgas-Zuführrohre 17 sind mit der Verzweigungskammer 16b verbunden, wobei die jeweiligen Reed-Ventile 16c dazwischen eingefügt sind. Die anderen Enden der Abgas-Einführungsrohre 17 sind mit den Einlassrohren 13 an Stellen nahe der Einlasskanäle 24a, 24b verbunden.
4 zeigt in einer Schnittansicht den Aufbau eines Teiles, der von dem Abgas-Einführungsrohr 15 zur Verzweigungskammer 16b reicht, und zwar bei Betrachtung aus einer Richtung, bei der der Betrachtungspunkt von jenem von 1 um 90° geändert ist.
Durch Steuern des Öffnens und Schließens des Steuerventils 14 entsprechend dem Verbrennungszeitpunkt des Verbrennungsmotors 1 wird verhindert, dass eine geeignete Menge des von dem Auslassrohr 12b in die Verzweigungskammer 16b eingeleiteten Abgases durch die Reed-Ventile 16c zurückströmt; das betreffende Abgas wird von den Abgas-Einführungsrohren 17 durch die Einlasskanäle 24a, 24b in die Brennkammern 23a, 23b zurückgeleitet bzw. rezirkuliert.
Im Hinblick auf das Abgas-Rezirkulationssystem (EGR), mit dem das Abgas in die Brennkammern zurückgeleitet bzw. rezirkuliert und erneut verbrannt wird, wird es bevorzugt, dass die Temperatur des rezirkulierten Abgases hoch ist. Da das erneut in Umlauf zu bringende bzw. zu rezirkulierende Abgas von dem Auslassrohr 12b eingeführt wird, welches sich in einer rückwärtigen Position in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs befindet, an der das Abgas durch den Fahrtwind weniger gekühlt wird, der durch das Fahren des Motorrades hervorgerufen wird, ist es ermöglicht, die Wirkung der Reduzierung von Stickoxiden (NOx) zu steigern.
Wie in 1 dargestellt, sind die Zylinderkopfblöcke 22a, 22b mit Gemisch-Einspritzventilen 30 zum Einspritzen eines Kraftstoff-Luftgemisches versehen, und die Spitzen (Einspritz-Spitzen) der Gemisch-Einspritzventile 30 stehen den jeweiligen Brennkammern 23a, 23b in deren Mitten gegenüber.
Die Gemisch-Einspritzventile 30 werden, wie später beschrieben wird, mit Hilfe des Magnetspulenantriebs gesteuert und betätigt; sie mischen die von dem Luftkompressor 18 gelieferte komprimierte Luft und den aus dem Kraftstofftank 7 zugeführten Kraftstoff zur Bildung eines Gemisches und spritzen das Gemisch direkt in die jeweiligen Brennkammern 23a, 23b ein.
Die Zylinderblöcke 21a, 21b sind auf dem Kurbelgehäuse 11 so vorgesehen, dass die Zylinder 10a, 10b in einer V-Form voneinander beabstandet sind. In dem Kurbelgehäuse 11 ist ein Kompressionsluft-Abgabekanal (ein gemeinsam genutzter Kanal 32), der mit dem Luftkompressor 18 verbunden ist, in Form einer inneren Rohrleitung gebildet.
Das andere Ende des gemeinsam genutzten Kanals 32 ist zu einem unteren Endteil des durch die Zylinderkopfblöcke 22a, 22b gebildeten V-förmigen Raumes offen. Durch Anbringen der Zylinderblöcke 21a, 21b an dem Kurbelgehäuse 11 ist den Kompressionsluft-Abgabekanälen 33, die in den Zylinderblöcken 21a, 21b in Form von inneren Rohrleitungen gebildet sind, und dem gemeinsam genutzten Kanal 32 ermöglicht, luftdicht miteinander in Verbindung zu sein.
Der gemeinsam genutzte Kanal 32 wird beispielsweise zur Zeit des Gießens des Kurbelgehäuses 11 gebildet, und die Kompressionsluft-Abgabekanäle 33 werden zur Zeit des Gießens der jeweiligen Zylinderblöcke 21a, 21b gebildet.
Der Kompressionsluft-Abgabekanal 33 verzweigt zu zwei Kanälen in einer Nachbarschaft 33a eines Bereiches, in welchem die Zylinderblöcke 21a, 21b zusammentreffen. Die verzweigten Kompressionsluft-Abgabekanäle 33 verlaufen längs der Seitenwände der Zylinderblöcke 21a, 21b auf deren einander zugewandten Seiten (die Seitenwände auf der V-förmigen Raumseite) zu den Zylinderköpfen hin.
Um in der Zeichnung eine Unübersichtlichkeit zu vermeiden, sind in 1 die Kompressionsluft-Abgabekanäle 33 halbwegs durch gestrichelte Linien dargestellt.
Da die Kompressionsluft-Abgabekanäle 33 in einem dem V-förmigen Raum zugewandten Bereich vorgesehen sind, in welchem die Verbrennungswärme des Verbrennungsmotors 1 dazu neigt, dort zu bleiben, und in welchem der Einfluss einer Kühlung durch den Fahrtwind, der durch das Fahren hervorgerufen wird, gering ist, ist es möglich, das Auftreten einer Kondensation infolge der Abkühlung der komprimierten Luft zu verhindern, die durch die Kompressionsluft-Abgabekanäle 33 strömt.
Als Ergebnis der Ausbildung des Kompressionsluft-Abgabekanals in Form eines einzelnen gemeinsam genutzten Kanals 32 in dem Kurbelgehäusebereich ist es ermöglicht, das Kurbelgehäuse 11 leicht maschinell herzustellen. Da komprimierte Luft von dem gemeinsam genutzten Kanal 32 an die Gemisch-Einspritzventile 30 durch die beiden Kompressionsluft-Abgabekanäle 33 abgegeben wird, die im Wesentlichen denselben Aufbau besitzen, sind überdies die Längen der Kompressionsluft-Abgabekanäle 33, die von dem Luftkompressor 18 zu den Gemisch-Einspritzventilen 30 der Zylinder 10a, 10b verlaufen, gleich gemacht, so dass ein ausgezeichneter Einspritzbetrieb des Gemisches ermöglicht werden kann.
Die oberen Enden der Kompressionsluft-Abgabekanäle 33 sind in den Oberflächen, an denen die Zylinderblöcke 21a, 21b mit den Zylinderkopfblöcken 22a, 22b verbunden sind, offen. Durch Anbringen der Zylinderkopfblöcke 22a, 22b an die jeweiligen Zylinderblöcke 21a, 21b stehen die Kompressionsluft-Abgabekanäle 33 und die Kompressionsluft-Abgabekanäle 34, die in Form von Rohrleitungen gebildet sind, in den jeweiligen Zylinderkopfblöcken 22a, 22b luftdicht miteinander in Verbindung.
In 2 ist eine Teilschnittansicht des Verbrennungsmotors 1 des V-Typs längs der Linie A-A in 1 gezeigt, um die Beziehung zwischen dem gemeinsam genutzten Kanal 32, den Kompressionsluft-Abgabekanälen 33 und den Kompressionsluft-Abgabekanälen 34 zu erläutern.
Durch Ausführen der Montagearbeit bezüglich des Verbrennungsmotors 1, in dem die Zylinderblöcke 21a, 21b an dem Kurbelgehäuse 11 angebracht sind und in dem die Zylinderkopfblöcke 22a, 22b an den entsprechenden Zylinderblöcken 21a, 21b angebracht sind, werden genauer gesagt die Kompressionsluft-Abgabekanäle, die von dem Luftkompressor 18 zu den Gemisch-Einspritzventilen 30 in den Zylinderkopfteilen verlaufen, durch den gemeinsam genutzten Kanal 32, die Kompressionsluft-Abgabekanäle 33 und die Kompressionsluft-Abgabekanäle 34 gebildet.
Mit dem Bezugszeichen 36 ist in 2 eine Zündkerze bezeichnet, die so vorgesehen ist, dass sie der Brennkammer zugewandt ist.
In 3 sind die Zylinderkopfteile des Verbrennungsmotors 1 vom V-Typ in einer Schnittansicht dargestellt, um einen Aufbau zu erläutern, bei dem die Kompressionsluft-Abgabekanäle 34 sich zu den Gemisch-Einspritzventilen 30 erstrecken bzw. diese erreichen.
Jeder der Kompressionsluft-Abgabekanäle 34, die mit den Kompressionsluft-Abgabekanälen 33 in den Zylinderblöcken 21a, 21b in Verbindung stehen, verzweigt zu zwei Kanälen; dem einen Kanal ist ermöglicht, mit einem Luftdruckregler 38 in Verbindung zu sein, der im Zylinderkopfteil vorgesehen ist, und dem anderen Kanal ist ermöglicht, mit einer Kompressionsluftkammer 30c des Gemisch-Einspritzventils 30 in Verbindung zu sein.
Dies bedeutet, dass der Luftdruck der in die Kompressionsluft-Abgabekanäle 34 eingeleiteten komprimierten Luft mittels des Luftdruckreglers 38 auf einen bestimmten Luftdruck geregelt wird, und die komprimierte Luft, deren Druck geregelt worden ist, wird an die Kompressionsluftkammern 30c der Gemisch-Einspritzventile 30 abgegeben.
In 3 ist mit dem Bezugszeichen 39 eine Drosselklappe bzw. ein Drosselventil zur Regelung des Lufteinlasses durch das Einlassrohr 13 bezeichnet.
In 5 ist ein System zur Abgabe von komprimierter Luft und Kraftstoff an die Gemisch-Einspritzventile 30 veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf 5 wird der Einspritzbetrieb des Gemisches, der durch die Gemisch-Einspritzventile 30 ausgeführt wird, beschrieben.
Das Gemisch-Einspritzventil 30 enthält: ein Gemisch- bzw. Mischventil 30a, dessen unteres Ende der Brennkammer 23a, 23b zugewandt ist, und ein Kraftstoffventil 30b, welches koaxial über dem Mischventil 30a vorgesehen ist. Das Gemisch-Einspritzventil 30 spritzt das Gemisch, welches durch Mischen von Kraftstoff in komprimierter Luft gebildet wird, direkt in die Brennkammer 23a, 23b durch Steuern und Betätigen des Mischventils 30a und des Kraftstoffventils 30b mittels einer nicht dargestellten Magnetspule ein.
Die durch das bei dem Motorrad vorgesehene Luftfilter 40 aufgenommene Luft wird mittels des Luftkompressors 18 komprimiert, und die komprimierte Luft wird durch den Kompressionsluft-Abgabekanal (den gemeinsam genutzten Kanal 32, die Kompressionsluft-Abgabekanäle 33, 34) an die durch das Mischventil 30a gebildete Kompressionsluftkammer 30c abgegeben bzw. dieser zugeführt.
Die komprimierte Luft wird durch den verzweigten Kanal des Kompressionsluft-Abgabekanals 34 in den Luftdruckregler 38 eingeleitet, um übermäßigen Druck abzubauen, so dass die komprimierte Luft, deren Druck auf den bestimmten Druck reguliert worden ist, an die Kompressionsluftkammer 30c abgegeben wird.
Dabei tritt eine Erscheinung auf, gemäß der dann, wenn die durch den Luftkompressor 18 komprimierte Hochdruckluft abgekühlt wird, die in der komprimierten Luft enthaltene Feuchtigkeit unter Bildung von Tau kondensiert.
Da der Kompressionsluft-Abgabekanal in dem Kurbelgehäuse 11, den Zylinderblöcken 21a, 21b und den Zylinderkopfblöcken 22a, 22b gebildet ist, wo der Verbrennungsbetrieb des Verbrennungsmotors 1 einen Wärmeeffekt hervorruft, und an einer Stelle gebildet ist, an der der Einfluss einer Kühlung durch Fahrtwind, der durch Fahren hervorgerufen wird, gering ist, kann jedoch die Ausbildung einer Kondensation in den Kompressionsluft-Abgabekanälen, die von dem Luftkompressor 18 zu den Gemisch-Einspritzventilen 30 verlaufen, verhindert werden, so dass die komprimierte Luft gleichmäßig an die Gemisch-Einspritzventile 30 abgegeben werden kann.
Unterdessen entnimmt eine für das Motorrad vorgesehene Kraftstoffpumpe 42 Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 7 durch ein Filter 41, und der durch die Kraftstoffpumpe 42 gepumpte Kraftstoff wird durch einen Filter 43 an eine durch das Kraftstoffventil 30b gebildete Kraftstoffkammer 30d abgegeben.
Der Kraftstoff, der von dem das Kraftstoff-Einspritzventil 30 erreichenden Kanal abgezweigt wird, wird dem Kraftstoffdruckregler 44 zugeleitet, um überschüssigen Kraftstoff zum Kraftstofftank 7 zurückzuleiten. Auf diese Weise wird der Kraftstoff, dessen Druck derart reguliert wird, dass der Druck höher ist als der Luftdruck in der Kompressionsluftkammer 30c an die Kraftstoffkammer 30d abgegeben, und die betreffende Druckdifferenz dazwischen wird konstant gehalten.
Nachdem die Magnetspule erregt ist und das Kraftstoffventil 30b somit geöffnet ist, während die komprimierte Luft an die Kompressionsluftkammer 30c abgegeben wird und der Kraftstoff in der oben beschriebenen Weise an die Kraftstoffkammer 30d abgegeben wird, wird der mittels der Kraftstoffkammer 30d abgemessene Kraftstoff in die Kompressionsluftkammer 30c eingespritzt, so dass der Kraftstoff und die komprimierte Luft gemischt werden.
Nachdem die Magnetspule erregt ist und das Mischventil 30a somit geöffnet ist, wird das Gemisch in der Kompressionsluftkammer 30c anschließend aufgrund seines Drucks in die Brennkammern 23a, 23b eingespritzt, mittels der Zündkerze 36 gezündet und verbrannt.

Claims

Verbrennungsmotor vom V-Typ, aufweisend: ein Kurbelgehäuse (11), in dem eine Kurbelwelle angeordnet ist, eine Vielzahl von Zylindern (10a, 10b), die jeweils eine Brennkammer (23a, 23b) aufweisen, wobei die Vielzahl von Zylindern (10a, 10b) in einer V-Form voneinander in Abstand auf dem Kurbelgehäuse (11) vorgesehen ist, und die Zylinder (10a, 10b) jeweils aufweisen: einen Zylinderblock (21a, 21b), der an dem Kurbelgehäuse (11) angeordnet ist, einen Zylinderkopfblock (22a, 22b), der an dem dem Kurbelgehäuse (11) abgewandten Ende des Zylinderblocks (21a, 21b) angeordnet ist, wobei ein Gemisch-Einspritzventil (30), welches ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer (23a, 23b) eines Zylinders (10a, 10b) direkt einspritzt, an jedem der Zylinderkopfblöcke (22a; 22b) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kompressionsluft-Abgabekanal (32, 33, 34) zur Abgabe von komprimierter Luft von einem dem Verbrennungsmotor (1) angegliederten Luftkompressor (18) zu den Gemisch-Einspritzventilen (30) integral in Form von Innendurchgängen in dem Kurbelgehäuse (11) und den Zylinderblöcken (21a, 21b) ausgebildet ist, wobei ein Teil des Kompressionsluft-Abgabekanals (32) in Form eines gemeinsam genutzten Kanals in dem Kurbelgehäuse (11) vorgesehen ist.
Verbrennungsmotor vom V-Typ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompressionsluft-Abgabekanäle (33, 34), die von dem in dem Kurbelgehäuse (11) vorgesehenen gemeinsam genutzten Kanal (32) zu den jeweiligen Gemisch-Einspritzventilen (30) verlaufen, zu den entsprechenden Zylindern (10a, 10b) verzweigt sind, und die verzweigten Kompressionsluft-Abgabekanäle (33, 34) längs Seitenwänden der jeweiligen Zylinderblöcke (21a, 21b) in deren einander zugewandten Seiten vorgesehen sind.