DE102019105887A1

DE102019105887A1 - Verfahren und Systeme für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung

Info

Publication number: DE102019105887A1
Application number: DE102019105887.2A
Authority: DE
Inventors: Xiaogang Zhang; Jianwen James Yi; Joseph F. Basmaji; Mark Meinhart; Sangjin Hong
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2019-09-19
Also published as: US20190285038A1; US10458380B2; CN110273802A

Abstract

Verfahren und Systeme für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung werden bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein System Bilden eines ringförmigen Venturi-Durchlasses zwischen einer Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einer Düse beinhalten. Die Düse kann ferner ein oder mehrere Luftmitnahmemerkmale umfassen, die mit dem ringförmigen Venturi-Durchlass zusammenarbeiten können, um das Mischen von Luft und Kraftstoff zu begünstigen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die Luftmitnahmemerkmale umfasst.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bei Diesel- und Benzinmotoren wird während eines Ansaugtakts Luft in eine Brennkammer angesaugt, indem ein oder mehrere Einlassventile geöffnet werden. Dann können während des anschließenden Verdichtungstakts die Einlassventile geschlossen sein und ein sich hin- und herbewegender Kolben der Brennkammer verdichtet die während des Ansaugtakts eingelassenen Gase, wodurch die Temperatur der Gase in der Brennkammer erhöht wird. Kraftstoff wird dann in das heiße, verdichtete Gasgemisch in der Brennkammer eingespritzt, was zur Verbrennung des Kraftstoffs führt. In einem Dieselmotor kann aufgrund der hohen Temperatur der Luft der Kraftstoff mit der Luft in der Brennkammer verbrennen und wird möglicherweise nicht wie in einem Benzinmotor über eine Zündkerze gezündet. Das verbrennende Luft-Kraftstoff-Gemisch drückt auf den Kolben, wodurch die Bewegung des Kolbens angetrieben wird, die dann in Drehenergie einer Kurbelwelle umgewandelt wird.
Es kann sein, dass sich Diesel- und/oder Benzinkraftstoff nicht gleichmäßig mit der Luft in der Brennkammer mischen, was zur Bildung von dichten Kraftstofftaschen führen kann. Diese dichten Regionen an Kraftstoff können Ruß (z. B. unverbrannter Kraftstoff) erzeugen. Partikelfilter können in einem Auslassdurchlass angeordnet sein, um eine Menge an Ruß und anderem Feinstaub aus den Fahrzeugemissionen zu verringern. Jedoch können Partikelfilter zu erhöhten Herstellungskosten führen und lösen möglicherweise nicht die Kraftstoffeffizienzprobleme im Zusammenhang mit unverbranntem Kraftstoff.
Moderne Technologien zum Bekämpfen der Ausgabe von Motorruß beinhalten Merkmale, um vor der Einspritzung Luft mit dem Kraftstoff mitzunehmen. Ein oder mehrere Durchlässe können in dem Einspritzvorrichtungskörper angeordnet sein, entweder als ein Einsatz in der Deckfläche des Motorkopfes oder im Motorkopf. Luft aus der Brennkammer kann sich mit dem Kraftstoff vermischen, wodurch die Einspritzungstemperatur gekühlt wird, während gleichzeitig Luft mit dem Kraftstoff mitgenommen wird. Eine Abhebelänge kann verlängert sein und der Start der Verbrennung kann verzögert werden, wodurch die Erzeugung von Ruß durch eine Spanne von Motorbetriebsbedingungen begrenzt wird, wodurch die Notwendigkeit für einen Partikelfilter reduziert wird.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei derartigen Einspritzvorrichtungen erkannt. Als ein Beispiel können die vorstehend beschriebenen Kraftstoffeinspritzvorrichtungen die Rußerzeugung angesichts immer strengerer Emissionsstandards nicht mehr länger ausreichend verhindern. Somit können sich Partikelfilter in einem Auslassdurchlass befinden, wodurch Herstellungskosten und Einbauzwänge des Fahrzeugs erhöht werden.
KURZDARSTELLUNG
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein System angegangen werden, das Folgendes umfasst: eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine eiförmige Düse umfasst, in der eine Öffnung geformt ist, um Brennkammergase in einen hohlen Innenraum der eiförmigen Düse einzulassen, die einen ringförmigen Venturi-Durchlass zwischen sich und einer Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bildet. Auf diese Weise kann ein kompakter Mischer das Mischen von Luft und Kraftstoff vor dem Einspritzen des Kraftstoffs in die Brennkammer begünstigen.
Als ein Beispiel umfasst die eiförmige Düse die Öffnung, um Brennkammergase einzulassen. Die Öffnung kann eine erste Öffnung sein, wobei die eiförmige Düse ferner mindestens eine zweite Öffnung umfasst, um die Brennkammergase zu dem ringförmigen Venturi-Durchlass auszustoßen. Der ringförmige Venturi-Durchlass kann Kraftstoff direkt von einem Beutel der Kraftstoffeinspritzung empfangen, kann zusätzlich Kraftstoff von einem oder mehreren Auslassdurchlässen empfangen, die sich durch einen Einspritzvorrichtungskörper erstrecken, wobei der Auslassdurchlass den Beutel fluidisch an einen verengten Abschnitt des ringförmigen Venturi-Durchlasses koppelt. Dadurch können die Brennkammergase in der eiförmigen Düse und der Kraftstoff von dem Auslassdurchlass einen Verwirbelungseffekt in dem ringförmigen Venturi-Durchlass begünstigen, um das Mischen von Luft und Kraftstoff weiter zu begünstigen.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl an Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Sie ist nicht dazu gedacht, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig durch die Patentansprüche im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil dieser Offenbarung angeführte Nachteile beseitigen.
Figurenliste

1 zeigt einen Motor eines Hybridfahrzeugs.
2A und 2B zeigen eine erste Ausführungsform einer Düse einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einer ersten bzw. zweiten Position.
3A und 3B zeigen eine zweite Ausführungsform einer Düse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einer ersten bzw. zweiten Position.
4A, 4B und 4C zeigen eine dritte Ausführungsform einer Düse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung in einer ersten, zweiten bzw. dritten Position.
5 zeigt einen Motorbetriebsablauf, der eine beispielhafte Einspritzroutine der Kraftstoffeinspritzvorrichtung veranschaulicht.
2A-4C sind ungefähr maßstabsgetreu gezeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren für eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann eine Vielfalt von Luftmitnahmemerkmalen umfassen, die dazu konfiguriert ist, Luft mit Kraftstoff vor der Verbrennung zu vermischen. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung spritzt Kraftstoff in einen Zylinder eines Verbrennungsmotors ein, wie etwa den in 1 abgebildeten Verbrennungsmotor. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung kann eine Direkteinspritzvorrichtung sein.
Eine erste Ausführungsform der Düse ist in den 2A und 2B gezeigt. Dort umfasst die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine im Wesentlichen eiförmige Düse, wobei die Betätigung der eiförmigen Düse eine oder mehrere Stellungen der Kraftstoffeinspritzung einstellen kann. Die eiförmige Düse kann einen hohlen Innenraum und eine oder mehrere Öffnungen zum Empfangen von Luft zum Mischen mit Kraftstoff umfassen, bevor der Kraftstoff in ein Volumen einer Brennkammer eingespritzt wird.
Eine zweite Ausführungsform der Düse ist in den 3A und 3B gezeigt. Dort umfasst die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine konusförmige Düse, wobei die Betätigung der konusförmigen Düse eine oder mehrere Stellungen der Kraftstoffeinspritzung einstellen kann. Die konusförmige Düse kann einen oder mehrere Durchlässe umfassen, um Luft mit dem Kraftstoff mitzunehmen, bevor der Kraftstoff in ein Volumen einer Brennkammer eingespritzt wird.
Eine dritte Ausführungsform der Düse ist in den 4A, 4B und 4Cgezeigt. Dort umfasst die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine sanduhr- und/oder Venturi-förmige Düse, wobei die Betätigung der Düse eine oder mehrere Stellungen der Kraftstoffeinspritzung einstellen kann. Diese Einstellungen können eine Kraftstoffeinspritzbreite und Luftmitnahme beinhalten. Ein Motorbetriebsablauf, der ein Einspritzmuster der dritten Ausführungsform veranschaulicht, ist in 5 gezeigt.
1-4C zeigen beispielhafte Konfigurationen mit einer relativen Positionierung der verschiedenen Komponenten. Falls derartige Elemente so gezeigt sind, dass sie einander direkt berühren oder direkt miteinander gekoppelt sind, können sie in mindestens einem Beispiel als sich direkt berührend bzw. direkt gekoppelt bezeichnet werden. Gleichermaßen können Elemente, die aneinander anliegend oder zueinander benachbart gezeigt sind, in mindestens einem Beispiel aneinander anliegend bzw. zueinander benachbart sein. Um ein Beispiel zu nennen, können Komponenten, die in flächenteilender Berührung zueinander liegen, als in flächenteilender Berührung bezeichnet werden. Als ein weiteres Beispiel können Elemente, die voneinander getrennt positioniert sind, wobei sich dazwischen lediglich ein Raum befindet und keine anderen Komponenten, zumindest in einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Als noch ein weiteres Beispiel können Elemente, die über-/untereinander, an gegenüberliegenden Seiten voneinander oder links/rechts voneinander gezeigt sind, in Bezug aufeinander als solche bezeichnet werden. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements in zumindest einem Beispiel als eine „Oberseite“ der Komponente bezeichnet werden und kann ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements als eine „Unterseite“ der Komponente bezeichnet werden. Wie hier verwendet, können sich Oberseite/Unterseite, obere(r/s)/untere(r/s), über/unter auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und dazu verwendet werden, um die Positionierung von Elementen der Figuren in Bezug aufeinander zu beschreiben. Somit sind Elemente, die über anderen Elementen gezeigt sind, in einem Beispiel vertikal über den anderen Elementen positioniert. Als noch ein weiteres Beispiel können zudem Formen der Elemente, die in den Figuren dargestellt sind, als diese Formen (z. B. kreisförmig, gerade, eben, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt oder dergleichen) aufweisend bezeichnet werden. Ferner können Elemente, die so gezeigt sind, dass sie einander schneiden, in zumindest einem Beispiel als sich schneidende Elemente oder einander schneidend bezeichnet werden. Des Weiteren kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt ist, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden. Es versteht sich, dass eine oder mehrere Komponenten, die als „im Wesentlichen ähnlich und/oder identisch“ bezeichnet werden, sich je nach Herstellungstoleranzen (z. B. mit 1-5 % Abweichung) voneinander unterscheiden.
Es sei angemerkt, dass die 2B, 3B, 4B und 4C Pfeile zeigen, die angeben, wo Raum vorhanden ist, damit Gas strömen kann, und die durchgezogenen Linien der Vorrichtungswände zeigen, wo der Strom blockiert ist und Kommunikation aufgrund des Fehlens einer fluidischen Kommunikation, das dadurch erzeugt wird, dass sich die Vorrichtungswände von einem Punkt zu einem weiteren spannen, nicht möglich ist. Die Wände erzeugen eine Trennung zwischen Bereichen, mit Ausnahme der Öffnungen in der Wand, die die beschriebene Fluidkommunikation ermöglichen.
Luft in den Brennkammern kann die Luftdurchlässe strömen und es kann vor der Verbrennung eine gründlichere und gleichmäßige Vermischung des Kraftstoffs und der Luft erreicht werden. Insbesondere kann die Abhebelänge, ein Begriff, der vom Fachmann häufig verwendet wird, um den Abstand zwischen dem Kraftstoffnebel und der Zündflamme zu beschreiben, vergrößert werden. Somit kann durch den Kraftstoff vor der Verbrennung mehr Luft mitgenommen werden. Damit kann die Verbrennung verzögert werden und das Mitnehmen von Luft durch den Kraftstoff kann erhöht werden, was zu einer vollständigeren und rußfreien Verbrennung führt.
1 zeigt ein Motorsystem 100 für ein Fahrzeug. Das Fahrzeug kann ein Straßenfahrzeug sein, das Antriebsräder aufweist, die einen Straßenbelag berühren. Das Motorsystem 100 beinhaltet den Motor 10, der eine Vielzahl von Zylindern umfasst. 1 beschreibt eine(n) derartige(n) Zylinder oder Brennkammer ausführlich. Die verschiedenen Bauteile des Motors 10 können durch eine elektronische Motorsteuerung 12 gesteuert werden.
Der Motor 10 beinhaltet einen Zylinderblock 14 mit mindestens einer Zylinderbohrung 20, und einen Zylinderkopf 16 mit Einlassventilen 152 und Auslassventilen 154. In anderen Beispielen kann der Zylinderkopf 16 einen oder mehrere Einlassanschlüsse und/oder Auslassanschlüsse beinhalten, in Beispielen, in denen der Motor 10 als ein Zweitaktmotor ausgelegt ist. Der Zylinderblock 14 beinhaltet Zylinderwände 32 mit einem Kolben 36, der darin positioniert und mit einer Kurbelwelle 40 verbunden ist. Die Zylinderbohrung 20 kann als das von den Zylinderwänden 32 eingeschlossene Volumen definiert werden. Der Zylinderkopf 16 kann an den Zylinderblock 14 gekoppelt sein, um die Zylinderbohrung 20 einzuschließen. Somit können der Zylinderkopf 16 und der Zylinderblock 14, wenn sie aneinandergekoppelt sind, eine oder mehrere Brennkammern bilden. Insbesondere kann die Brennkammer 30 das Volumen sein, das zwischen einer oberen Fläche 17 des Kolbens 36 und einem Feuerdeck 19 des Zylinderkopfes 16 enthalten ist. Somit ist das Volumen der Brennkammer 30 auf Grundlage einer Schwingung des Kolbens 36 angepasst. Die Brennkammer 30 kann hierin auch als Zylinder 30 bezeichnet werden. Der Darstellung nach kommuniziert die Brennkammer 30 über entsprechende Einlassventile 152 und Auslassventile 154 mit dem Ansaugkrümmer 144 und dem Abgaskrümmer 148. Jedes Einlass- und Auslassventil kann durch einen Einlassnocken 51 und einen Auslassnocken 53 betrieben werden. Alternativ können eines oder mehrere des Einlass- und Auslassventils durch eine elektromechanisch gesteuerte Baugruppe aus Ventilspule und Anker gesteuert werden. Die Position des Einlassnockens 51 kann durch einen Einlassnockensensor 55 bestimmt werden. Die Position des Auslassnockens 53 kann durch einen Auslassnockensensor 57 bestimmt werden. Somit können die Brennkammer 30 und die Zylinderbohrung 20, wenn die Ventile 152 und 154 geschlossen sind, fluidisch abgedichtet sein, sodass Gase nicht in die Brennkammer 30 eintreten oder diese verlassen können.
Die Brennkammer 30 kann durch die Zylinderwände 32 des Zylinderblocks 14, den Kolben 36 und den Zylinderkopf 16 gebildet sein. Der Zylinderblock 14 kann die Zylinderwände 32, den Kolben 36, die Kurbelwelle 40 usw. beinhalten. Der Zylinderkopf 16 kann eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzvorrichtungen wie zum Beispiel die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, ein oder mehrere Einlassventile 152 und ein oder mehrere Auslassventile, wie etwa die Auslassventile 154, beinhalten. Der Zylinderkopf 16 kann über Befestigungen wie zum Beispiel Bolzen und/oder Schrauben an den Zylinderblock 14 gekoppelt sein. Insbesondere können der Zylinderblock 14 und der Zylinderkopf 16, wenn sie gekoppelt sind, über eine Dichtung in dichtendem Kontakt miteinander sein, und somit können der Zylinderblock 14 und der Zylinderkopf 16 die Brennkammer 30 abdichten, sodass Gase nur über den Ansaugkrümmer 144 in die und/oder aus der Brennkammer 30 fließen können, wenn die Einlassventile 152 geöffnet sind, und/oder über den Abgaskrümmer 148, wenn die Auslassventile 154 geöffnet sind. In einigen Beispielen kann für jede Brennkammer 30 nur ein Einlassventil und ein Auslassventil beinhaltet sein. In anderen Beispielen kann jedoch in jeder Brennkammer 30 des Motors 10 mehr als ein Einlassventil und/oder mehr als ein Auslassventil beinhaltet sein.
Die Zylinderwände 32, der Kolben 36 und der Zylinderkopf 16 können damit die Brennkammer 30 bilden, wobei eine obere Fläche 17 des Kolbens 36 als die untere Wand der Brennkammer 30 dient, während eine gegenüberliegende Fläche oder ein Feuerdeck 19 des Zylinderkopfes 16 die obere Wand der Brennkammer 30 bildet. Somit kann die Brennkammer 30 das Volumen sein, das innerhalb der oberen Fläche 17 des Kolbens 36, der Zylinderwände 32 und des Feuerdecks 19 des Zylinderkopfes 16 beinhaltet ist.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 beinhalten, um die Verbrennung zu initiieren. Bei ausgewählten Betriebsbedingungen kann ein Zündsystem 190 dem Zylinder 14 über eine Zündkerze 192 einen Zündfunken als Reaktion auf ein Vorzündungssignal SA (Spark Advance) von der Steuerung 12 bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch weggelassen werden, wie etwa, wenn der Motor 10 die Verbrennung durch eine Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff initiieren kann, was bei einigen Dieselmotoren der Fall sein kann.
Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 kann so positioniert sein, dass sie Kraftstoff direkt in die Brennkammer 30 einspritzt, was dem Fachmann als Direkteinspritzung 30 bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 gibt proportional zu der Impulsbreite des FPW-Signals von der Steuerung 12 flüssigen Kraftstoff ab. Der Kraftstoff wird der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 durch ein Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) zugeführt, einschließend einen Kraftstofftank, eine Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffzuteiler. Der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 wird Betriebsstrom von einem Treiber 68 bereitgestellt, der auf die Steuerung 12 reagiert. In einigen Beispielen kann der Motor 10 ein Benzinmotor sein und kann der Kraftstofftank Benzinkraftstoff beinhalten, der durch die Einspritzvorrichtung 66 in die Brennkammer 30 eingespritzt werden kann. In anderen Beispielen kann der Motor 10 jedoch ein Dieselmotor sein und kann der Kraftstofftank Dieselkraftstoff beinhalten, der durch die Einspritzvorrichtung 66 in die Brennkammer eingespritzt werden kann. Ferner kann der Motor 10 in solchen Beispielen, in denen der Motor 10 als Dieselmotor ausgelegt ist, eine Glühkerze beinhalten, um die Verbrennung in der Brennkammer 30 zu initiieren.
In einigen Beispielen kann die Einspritzvorrichtung 66 ein oder mehrere Merkmale umfassen, um die Temperatur von Luft, die durch den von der Einspritzvorrichtung 66 eingespritzten Kraftstoff mitgenommen wird, zu reduzieren. Genauer kann sich Kraftstoff, wenn er die Einspritzvorrichtung 66 während der Kraftstoffeinspritzung verlässt, über eine Strecke bewegen, während er sich vor der Verbrennung mit Luft in einer Düse vermischt. In der vorliegenden Beschreibung kann die Strecke, welche der Kraftstoffnebel vor der Verbrennung zurücklegt, als „Abhebelänge“ bezeichnet werden. Genauer kann die Abhebelänge eine Strecke bezeichnen, die der eingespritzte Kraftstoff zurücklegt, bevor der Verbrennungsvorgang beginnt. Somit kann die Abhebelänge eine Strecke zwischen einer Öffnung der Einspritzvorrichtung 66, aus welcher der Kraftstoff die Einspritzvorrichtung 66 verlässt, zu einer Stelle in der Brennkammer 30, an der die Verbrennung des Kraftstoffs stattfindet, sein.
Die Einspritzvorrichtung 66 kann die Temperatur der Gase reduzieren, die sich vor der Verbrennung in der Brennkammer 30 mit dem Kraftstoff vermischen. Außerdem kann die Einspritzvorrichtung 66 eine höhere Sprühgeschwindigkeit innerhalb und an einer Düse der Einspritzvorrichtung 66 ermöglichen, wodurch die Luftmitnahme beim Einspritzen des Kraftstoffs und beim Eindringen des Kraftstoffs in die Brennkammer 30 erhöht wird. Auf diese Weise kann die Abhebelänge des Kraftstoffnebels erhöht werden und/oder kann eine Menge der Luftmitnahme in dem Kraftstoffnebel erhöht werden. Die Düse kann in fluidischer Kommunikation mit der Brennkammer 30 sein, sodass Gase in der Brennkammer 30 in den einen oder die mehreren Durchflussdurchlässe eintreten und in die Brennkammer 30 rückgeführt werden können. Als ein Beispiel kann Ansaugluft, die während eines Ansaugtakts in die Brennkammer 30 eingeführt wird, während des gesamten Verdichtungstakts oder eines Teils davon in die Düse gedrückt werden.
Der Darstellung nach kommuniziert der Ansaugkrümmer 144 mit einer optionalen elektronischen Drossel 62, die eine Stellung einer Drosselklappe 64 einstellt, um den Luftstrom zu dem Motorzylinder 30 zu steuern. Dies kann eine Steuerung des Luftstroms von aufgeladener Luft aus einer Ansaugladedruckkammer 146 beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann die Drossel 62 weggelassen sein und kann der Luftstrom zu dem Motor über eine einzelne Luftansaugsystemdrossel (AIS-Drossel) 82, die an den Luftansaugkanal 42 gekoppelt ist und sich stromaufwärts der Ansaugladedruckkammer 146 befindet, gesteuert werden. In noch anderen Beispielen kann die Drossel 82 weggelassen sein und kann der Luftstrom zu dem Motor mit der Drossel 62 gesteuert werden.
In manchen Ausführungsformen ist der Motor 10 zum Bereitstellen einer Abgasrückführung oder AGR ausgelegt. Wenn sie enthalten ist, kann die AGR als Hochdruck-AGR und/oder Niedrigdruck-AGR bereitgestellt sein. In Beispielen, in denen der Motor 10 eine Niedrigdruck-AGR beinhaltet, kann die Niedrigdruck-AGR über den AGR-Durchlass 135 und das AGR-Ventil 138 zu dem Motorluftansaugsystem in einer Position stromabwärts der Luftansaugsystem-(AIS)-Drossel 82 und stromaufwärts des Verdichters 162 von einer Stelle in dem Abgassystem stromabwärts der Turbine 164 bereitgestellt sein. Die AGR kann von dem Abgassystem zu dem Ansaugluftsystem angesaugt werden, wenn ein Druckunterschied vorliegt, um den Strom anzutreiben. Ein Druckunterschied kann erzeugt werden, indem die AIS-Drossel 82 teilweise geschlossen wird. Die Drosselklappe 84 regelt den Druck am Einlass zu dem Verdichter 162. Das AIS kann elektrisch gesteuert werden, und seine Position kann auf Grundlage eines optionalen Positionssensors 88 eingestellt werden.
Umgebungsluft wird über den Ansaugdurchlass 42, der einen Luftfilter 156 beinhaltet, in die Brennkammer 30 gesaugt. Somit tritt Luft zuerst über den Luftfilter 156 in den Ansaugdurchlass 42 ein. Der Verdichter 162 saugt dann Luft von einem Luftansaugdurchlass 42, um die Ladedruckkammer 146 über ein Verdichterauslassrohr (in 1 nicht gezeigt) mit verdichteter Luft zu versorgen. In manchen Beispielen kann der Luftansaugdurchlass 42 einen Luftkasten (nicht abgebildet) mit einem Filter beinhalten. In einem Beispiel kann der Verdichter 162 ein Turbolader sein, bei dem Leistung an den Verdichter 162 von dem Strom an Abgasen durch die Turbine 164 angesaugt wird. Konkret können Abgase die Turbine 164, die über die Welle 161 an den Verdichter 162 gekoppelt ist, zum Drehen bringen. Ein Wastegate 72 lässt zu, dass Abgase die Turbine 164 umgehen, sodass Ladedruck unter variierenden Betriebsbedingungen gesteuert werden kann. Das Wastegate 72 kann als Reaktion auf einen steigenden Aufladungsbedarf, wie etwa der Fahrzeugführer das Gaspedal stark herabdrückt, geschlossen werden (oder eine Öffnung des Wastegates kann verringert werden). Durch das Schließen des Wastegates können Abgasdrücke stromaufwärts der Turbine erhöhte werden, was die Turbinendrehzahl und Spitzenleistungsausgabe steigert. Dies ermöglicht eine Steigerung des Ladedrucks. Zusätzlich kann das Wastegate in Richtung der geschlossenen Position bewegt werden, um den gewünschten Ladedruck beizubehalten, wenn das Verdichterrückführungsventil teilweise offen ist. In einem anderen Beispiel kann das Wastegate 72 als Reaktion auf einen rückgängigen Aufladungsbedarf, wie etwa während einer nachlassenden Pedalbetätigung durch den Fahrzeugführer, geöffnet werden (oder eine Öffnung des Wastegates kann vergrößert werden). Durch das Öffnen des Wastegates können Abgasdrücke reduziert werden, was die Turbinendrehzahl und Turbinenleistung reduziert. Dies ermöglicht eine Senkung des Ladedrucks.
Jedoch kann in alternativen Ausführungsformen der Verdichter 162 ein Kompressor sein, bei dem Leistung an den Verdichter 162 aus der Kurbelwelle 40 gezogen wird. Somit kann der Verdichter 162 über eine mechanische Verbindung, wie zum Beispiel einen Riemen, an die Kurbelwelle 40 gekoppelt sein. Damit kann ein Teil der von der Kurbelwelle 40 ausgegebenen Drehenergie auf den Verdichter 162 übertragen werden, um den Verdichter 162 anzutreiben.
Das Verdichterrückführungsventil 158 (compressor recirculation valve - CRV) kann in einem Verdichterrückführungsweg 159 um den Verdichter 162 herum bereitgestellt sein, sodass sich Luft von dem Verdichterauslass zu dem Verdichtereinlass bewegen kann, um einen Druck zu reduzieren, der sich quer durch den Verdichter 162 entwickeln kann. Ein Ladeluftkühler 157 kann in der Ladedruckkammer 146 stromabwärts des Verdichters 162 positioniert sein, um die an den Motoreinlass gelieferte aufgeladene Ladeluft abzukühlen. Jedoch kann in anderen Beispielen, wie in 1 gezeigt, der Ladeluftkühler 157 stromabwärts der elektronischen Drossel 62 in einem Ansaugkrümmer 144 positioniert sein. In einigen Beispielen kann der Ladeluftkühler 157 ein Luft-Luft-Ladeluftkühler sein. Jedoch kann in anderen Beispielen der Ladeluftkühler 157 ein Flüssigkeit-Luft-Kühler sein.
In dem abgebildeten Beispiel ist der Verdichterrückführungsweg 159 konfiguriert, um gekühlte verdichtete Luft von stromabwärts des Ladeluftkühlers 157 zu dem Verdichtereinlass rückzuführen. In alternativen Beispielen kann der Verdichterrückführungsweg 159 konfiguriert sein, um verdichtete Luft von stromabwärts des Verdichters und stromaufwärts des Ladeluftkühlers 157 zu dem Verdichtereinlass rückzuführen. Das CBV 158 kann über ein elektrisches Signal von der Steuerung 12 geöffnet und geschlossen werden. Das CRV 158 kann als dreistufiges Ventil ausgelegt sein, das eine standardmäßige halboffene Position aufweist, aus der es in eine vollständig offene Position oder eine vollständig geschlossene Position bewegt werden kann.
Der Darstellung nach ist eine Breitbandlambda-(UEGO)-Sonde 126 an den Abgaskrümmer 148 gekoppelt, de stromaufwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 liegt. Die Emissionssteuervorrichtung kann ein Katalysator sein und kann als solcher hierin als Katalysator 70 bezeichnet werden. Alternativ kann die UEGO-Sonde 126 durch eine binäre Lambdasonde ersetzt werden. Der Katalysator 70 kann bei einem Beispiel mehrere Katalysatorbausteine beinhalten. In einem anderen Beispiel können mehrere Emissionssteuervorrichtungen mit jeweils mehreren Bricks verwendet werden. Bei dem Katalysator 70 kann es sich bei einem Beispiel um einen Dreiwegekatalysator handeln.
Während das dargestellte Beispiel die UEGO-Sonde 126 stromaufwärts der Turbine 164 zeigt, versteht sich, dass in alternativen Ausführungsformen die UEGO-Sonde in dem Abgaskrümmer, stromabwärts der Turbine 164 und stromaufwärts des Katalysators 70, positioniert sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Katalysator 70 einen Dieseloxidationskatalysator (DOC) und/oder einen Dieselkaltstartkatalysator umfassen.
In einigen Beispielen kann ein Partikelfilter (PF) 74 stromabwärts der Emissionssteuervorrichtung 70 gekoppelt sein, um Ruß in einer Richtung des Abgasstroms einzufangen. In einigen Beispielen kann eine selektive Katalysatorreduktionsvorrichtung und/oder eine Mager-NO_x-Falle zwischen dem Katalysator 70 und dem PF 74 vorhanden sein. Der PF 74 kann aus einer Vielfalt von Materialien hergestellt sein, einschließlich Cordierit, Siliziumkarbid und andere Hochtemperatur-Oxidkeramiken. Der PF 74 kann regelmäßig regeneriert werden, um Rußablagerungen in dem Filter, die dem Abgasstrom widerstehen, zu reduzieren. Die Filterregeneration kann durch Erwärmen des Filters auf eine Temperatur erreicht werden, bei der die Rußpartikel in einer schnelleren Rate verbrannt werden, als dass sich neue Rußpartikel ablagern, zum Beispiel bei 400-600 °C.
Jedoch ist in anderen Beispielen aufgrund des Einschlusses der Durchflussdurchlässe in einer Düse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 der PF 74 gegebenenfalls nicht im Motor 10 beinhaltet. Dadurch kann die Rußerzeugung während des Verbrennungszyklus reduziert werden. In einigen Beispielen können die Rußwerte aufgrund der erhöhten Vermischung von Kraftstoff und Luft vor der Verbrennung/Zündung des Gemischs in der Brennkammer 30 auf annähernd null reduziert werden. Dadurch kann in einigen Beispielen während des Verbrennungszyklus von dem Motor 10 annähernd kein Ruß (z. B. null Ruß) erzeugt werden. In anderen Beispielen kann die Rußerzeugung aufgrund der Merkmale der Einspritzvorrichtung reduziert werden und somit kann der PF 74 weniger häufig regeneriert werden, wodurch sich der Kraftstoffverbrauch reduziert.
Während des Verbrennungszyklus kann jeder Zylinder innerhalb des Motors 10 einen Viertaktzyklus durchlaufen, beinhaltend: einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Ausstoßtakt. Während des Ansaugtakts und Arbeitstakts bewegt sich der Kolben 36 weg von dem Zylinderkopf 16 in Richtung eines Bodens des Zylinders, wodurch das Volumen zwischen der Oberseite des Kolbens 36 und dem Feuerdeck 19 erhöht wird. Die Position, an der sich der Kolben 36 nahe dem Boden des Zylinders und am Ende seines Ansaug- und/oder Arbeitstakts befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr größtes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als unterer Totpunkt (UT) bezeichnet. Umgekehrt bewegt sich der Kolben 36 während des Verdichtungs- und Ausstoßtakts weg von dem UT in Richtung einer Oberseite des Zylinders (z. B. Feuerdeck 19), wodurch das Volumen zwischen der Oberseite des Kolbens 36 und dem Feuerdeck 19 reduziert wird. Die Position, an der sich der Kolben 36 nahe der Oberseite des Zylinders und am Ende seines Verdichtungs- und/oder Ausstoßtakts befindet (z. B. wenn die Brennkammer 30 ihr kleinstes Volumen aufweist), wird vom Fachmann typischerweise als oberer Totpunkt (OT) bezeichnet. Somit bewegt sich der Kolben 36 während des Ansaug- und Arbeitstakts vom OT zum UT und bewegt sich der Kolben 36 während des Verdichtungs- und Ausstoßtakts vom UT zum OT.
Im Allgemeinen schließen sich ferner während des Ansaugtakts die Auslassventile 154 und öffnen sich die Einlassventile 152, um Ansaugluft in die Brennkammer 30 einzubringen. Während des Verdichtungstakts können beide Ventile 152 und 154 geschlossen bleiben, während der Kolben 36 das während des Ansaugtakts eingebrachte Gasgemisch verdichtet. Während des Verdichtungstakts können Gase in der Brennkammer 30 aufgrund des positiven Drucks, der durch den Kolben 36 erzeugt wird, während er sich in Richtung der Einspritzvorrichtung 66 bewegt, in die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 gedrückt werden. Die Gase von der Brennkammer 30 können Wärme durch eines oder mehrere von dem Zylinderkopf 16 und Umgebungsluft über Ableitung und/oder Konvektion ableiten. Somit kann die Temperatur der Gase in der Einspritzvorrichtung 66 relativ zur Temperatur der Gase in der Brennkammer 30 reduziert werden.
Wenn sich der Kolben 36 während des Verdichtungs- und/oder Arbeitstakts nahe des oder am OT befindet, wird Kraftstoff durch die Einspritzvorrichtung 66 in die Brennkammer 30 eingespritzt. Während des nachfolgenden Arbeitstakts bleiben die Ventile 152 und 154 geschlossen, während das expandierende und verbrennende Kraftstoff- und Luftgemisch den Kolben 36 in Richtung des UT drückt. In einigen Beispielen kann Kraftstoff eingespritzt werden, bevor der Kolben 36 den OT erreicht, während des Verdichtungstakts. Jedoch kann in anderen Beispielen Kraftstoff eingespritzt werden, wenn der Kolben 36 den OT erreicht. In noch weiteren Beispielen kann Kraftstoff eingespritzt werden, nachdem der Kolben 36 den OT erreicht und beginnt, sich während des Arbeitstakts zurück in Richtung des UT zu bewegen. In noch weiteren Beispielen kann Kraftstoff sowohl während des Verdichtungs- als auch des Arbeitstakts eingespritzt werden.
Kraftstoff kann über eine Dauer eingespritzt werden. Eine Menge an eingespritztem Kraftstoff und/oder die Dauer, über die Kraftstoff eingespritzt wird, kann über Pulsbreitenmodulation (pulse width modulation - PWM) gemäß einer oder mehreren linearen oder nicht linearen Gleichungen variiert werden. Ferner kann die Einspritzvorrichtung 66 eine Vielzahl von Einspritzöffnungen beinhalten und eine Menge an aus jeder Öffnung eingespritztem Kraftstoff kann nach Bedarf variiert werden.
Der eingespritzte Kraftstoff bewegt sich durch ein Volumen der Düse der Einspritzvorrichtung 66, bevor er in die Brennkammer 30 eintritt. Anders gesagt kann die Düse Luftdurchlässe und Kraftstoffdurchlässe beinhalten, um Luft und Kraftstoff mitzunehmen, wobei sich die Durchlässe innerhalb der Brennkammer 30 befinden. Jedoch sind die Durchlässe durch Flächen der Düse und des Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörpers definiert und Kraftstoff und Luft strömen durch diese Durchlässe, bevor sie aus der Düse und in die Brennkammer 30 strömen, um sich mit nicht vermischten Brennkammergasen zu vermischen. Der Strom von Luft und Kraftstoff durch die Düse wird nachfolgend detaillierter beschrieben.
Während des Ausstoßtakts können sich die Auslassventile 154 öffnen, um das verbrannte Luft-Kraftstoff-Gemisch an den Abgaskrümmer 148 abzugeben, und der Kolben 36 kehrt zum OT zurück. Abgase können weiter über den Auslassdurchlass 180 von dem Abgaskrümmer 148 zu der Turbine 164 strömen.
Sowohl die Auslassventile 154 als auch die Einlassventile 152 können zwischen jeweiligen geschlossenen ersten Positionen und offenen zweiten Positionen eingestellt werden. Ferner kann die Position der Ventile 154 und 152 auf eine beliebige Position zwischen ihren jeweiligen ersten und zweiten Positionen eingestellt werdenIn der geschlossenen ersten Position der Einlassventile 152 strömt keine Luft und/oder kein Luft-Kraftstoff-Gemisch zwischen dem Ansaugkrümmer 144 und der Brennkammer 30. In der offenen zweiten Position der Einlassventile 152 strömt Luft und/oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zwischen dem Ansaugkrümmer 144 und der Brennkammer 30. In der geschlossenen zweiten Position der Auslassventile 154 strömt keine Luft und/oder kein Luft-Kraftstoff-Gemisch zwischen der Brennkammer 30 und dem Abgaskrümmer 148. Jedoch kann Luft und/oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, wenn sich die Auslassventile 154 in der offenen zweiten Position befinden, zwischen der Brennkammer 30 und dem Abgaskrümmer 148 strömen.
Es ist zu beachten, dass das vorstehende Schema bezüglich des Öffnens und Schließens der Ventile lediglich als Beispiel dient und dass die Zeitpunkte für das Öffnen und/oder Schließen von Einlass- und Auslassventilen variieren können, beispielsweise, um eine positive oder negative Ventilüberschneidung, ein spätes Schließen des Einlassventils oder verschiedene andere Beispiele bereitzustellen.
Die Steuerung 12 wird in 1 als Mikrocomputer gezeigt, der Folgendes beinhaltet: eine Mikroprozessoreinheit 102, Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 104, Nur-Lese-Speicher 106, Direktzugriffsspeicher 108, Keep-Alive-Speicher 110 und einen herkömmlichen Datenbus. Der Darstellung nach empfängt die Steuerung 12 verschiedene Signale von Sensoren, die an den Motor 10 gekoppelt sind, zusätzlich zu den Signalen, die bereits erörtert wurden, einschließlich: Motorkühlmitteltemperatur (engine coolant temperature - ECT) von einem Temperatursensor 112, der an die Kühlhülse 114 gekoppelt ist; eines Positionssensors 134, der an eine Eingabevorrichtung 130 gekoppelt ist, um die Pedalposition (PP) der Eingabevorrichtung, die durch einen Fahrzeugführer 132 eingestellt wird, zu erfassen; eines Klopfsensors zum Bestimmen der Zündung von Endgasen (nicht gezeigt); einer Messung des Motoransaugdrucks (manifold pressure - MAP) von einem Drucksensor 121, der an den Ansaugkrümmer 144 gekoppelt ist; einer Messung des Ladedrucks von einem Drucksensor 122, der an die Ladedruckkammer 146 gekoppelt ist; eines Motorpositionssensors von einem Hall-Effekt-Sensor 118, der die Position der Kurbelwelle 40 erfasst; einer Messung von Luftmasse, die in den Motor gelangt, von einem Sensor 120 (z. B. einem Hitzdraht-Luftmassenmesser); und einer Messung der Drosselposition von einem Sensor 58. Der barometrische Druck kann ebenfalls zur Verarbeitung durch die Steuerung 12 erfasst werden (Sensor nicht gezeigt). In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Beschreibung erzeugt der Hall-Effekt-Sensor 118 eine vorbestimmte Anzahl gleichmäßig beabstandeter Impulse bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle, anhand derer sich die Motordrehzahl (U/Min.) bestimmen lässt. Die Eingabevorrichtung 130 kann ein Gaspedal und/oder ein Bremspedal umfassen. Somit kann die Ausgabe von dem Positionssensor 134 verwendet werden, um die Position des Gaspedals und/oder Bremspedals der Eingabevorrichtung 130 zu bestimmen und damit ein gewünschtes Motordrehmoment zu bestimmen. Somit kann ein gewünschtes Motordrehmoment, wie durch den Fahrzeugführer 132 gefordert, auf Grundlage der Pedalposition der Eingabevorrichtung 130 geschätzt werden.
In einigen Beispielen kann das Fahrzeug 5 ein Hybridfahrzeug mit mehreren Quellen von Drehmoment, das einem oder mehreren Fahrzeugrädern 59 zur Verfügung steht, sein. In anderen Beispielen ist das Fahrzeug 5 ein herkömmliches Fahrzeug nur mit einem Motor oder ein Elektrofahrzeug nur mit (einer) elektrischen Maschine(n). In dem gezeigten Beispiel beinhaltet das Fahrzeug 5 einen Motor 10 und eine elektrische Maschine 61. Bei der elektrischen Maschine 61 kann es sich um einen Elektromotor oder einen Motor/Generator handeln. Die Kurbelwelle 40 des Motors 10 und die elektrische Maschine 61 sind über ein Getriebe 54 mit den Fahrzeugrädern 59 verbunden, wenn eine oder mehrere Kupplungen 56 eingerückt sind. In dem abgebildeten Beispiel ist eine erste Kupplung 56 zwischen der Kurbelwelle 40 und der elektrischen Maschine 61 bereitgestellt und ist eine zweite Kupplung 56 zwischen der elektrischen Maschine 61 und dem Getriebe 54 bereitgestellt. Die Steuerung 12 kann ein Signal an einen Aktor jeder Kupplung 56 senden, um die Kupplung einzurücken oder auszurücken, um so die Kurbelwelle 40 mit der elektrischen Maschine 61 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen und/oder um die elektrische Maschine 61 mit dem Getriebe 54 und den damit verbundenen Komponenten zu verbinden oder von diesen zu trennen. Bei dem Getriebe 54 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein Planetenradsystem oder eine andere Getriebeart handeln. Der Antriebsstrang kann auf verschiedene Weise konfiguriert sein, darunter als ein paralleles, serielles oder seriellparalleles Hybridfahrzeug.
Die elektrische Maschine 61 nimmt elektrische Leistung von einer Traktionsbatterie 58 auf, um den Fahrzeugrädern 59 Drehmoment bereitzustellen. Die elektrische Maschine 61 kann auch als Generator betrieben werden, um zum Beispiel während eines Bremsbetriebs elektrische Leistung zum Aufladen der Batterie 58 bereitzustellen.
Die Steuerung 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren aus 1 und setzt die verschiedenen Aktoren aus 1 ein, um den Motorbetrieb auf Grundlage der empfangenen Signale und Anweisungen, die auf einem Speicher der Steuerung gespeichert sind, einzustellen. Zum Beispiel kann das Einstellen einer Kraftstoffeinspritzung Einstellen eines Aktors der Einspritzvorrichtung 66 beinhalten, um ihn zu einer Düse der Einspritzvorrichtung 66 oder von dieser weg zu bewegen, sodass Kraftstoff in die Brennkammer 30 fließen kann.
Nun wird unter Bezugnahme auf 2A eine erste Ausführungsform 200 einer Düse 210 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 gezeigt. Als solche sind die zuvor vorgestellten Komponenten in den nachfolgenden Figuren ähnlich nummeriert. Die Ausführungsform der 2A zeigt einen Querschnitt der Einspritzvorrichtung 66 und der Düse 210 entlang einer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Richtung, in der die Einspritzvorrichtung 66 Kraftstoff einspritzt (Pfeil 296). Die Einspritzvorrichtung 66 kann einen Aktor 202 umfassen, der dazu konfiguriert ist, Signale von der Steuerung 12 zu empfangen. Die Signale können den Aktor 202 anweisen, die Düse 210 als Reaktion auf einen Kraftstoffeinspritzbedarf zu betätigen. In der Ausführungsform der 2A ist die Düse 210 in einer ersten Position gezeigt, wobei die erste Position einer geschlossenen Position entspricht. Kein Kraftstoff kann von der Einspritzvorrichtung 66 zur Brennkammer 30 fließen, wenn die Düse 210 in der ersten Position ist. Somit kann keine Einspritzung von Kraftstoff erfolgen, wenn die Düse 210 in der ersten Position ist.
Ein Achsensystem 290 ist gezeigt, das zwei Achsen umfasst, nämlich eine x-Achse senkrecht zu einer y-Achse. Die x-Achse kann parallel zu einer horizontalen Richtung sein und die y-Achse kann parallel zu einer vertikalen Richtung sein. Alternativ kann die x-Achse parallel zu der vertikalen Richtung sein und kann die y-Achse parallel zu der horizontalen Achse sein. Eine Mittelachse 298 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 ist gezeigt. Die Mittelachse 298 ist im Wesentlichen parallel zu der allgemeinen Richtung der Kraftstoffeinspritzung 296.
Die Düse 210 kann im Wesentlichen eiförmig sein. Ein Querschnitt entlang der Mittelachse 298 der Düse 210 kann im Wesentlichen elliptisch sein, wie in der Ausführungsform der 2A veranschaulicht ist. Jedoch können die Querschnitte der Düse 210 entlang einer Achse senkrecht zu der Mittelachse 298 im Wesentlichen kreisförmig sein. Der kreisförmige Querschnitt kann an unterschiedlichen Stellen der Mittelachse 298 im Durchmesser variieren. Zum Beispiel kann ein Querschnitt parallel zu der gestrichelten Linie 212 einen kreisförmigen Querschnitt mit einem größten Durchmesser erzeugen. Somit können andere Querschnitte der Düse 210 entfernt von der gestrichelten Linie 212 und senkrecht zu der Mittelachse 298 kreisförmige Querschnitte mit kleineren Durchmessern sein.
Die Mittelachse 298 kann durch die geometrische Mitte der Düse 210 verlaufen. In einem Beispiel ist die Mittelachse 298 mit einer größten Höhe der Düse 210 ausgerichtet. Die gestrichelte Linie 212 kann mit der größten Breite der Düse 210 ausgerichtet sein und kann ebenfalls durch eine geometrische Mitte der Düse 210 verlaufen. Somit können sich die Mittelachse 298 und die gestrichelte Linie 212 an der geometrischen Mitte der Düse 210 schneiden. Die Mittelachse 298 kann entlang einer größten Höhe der Düse 210 angeordnet sein, während die gestrichelte Linie 212 entlang einer größten Breite der Düse 210 angeordnet sein kann. In einem Beispiel ist die Mittelachse 298 eine erste Mittelachse der Düse 210 und ist die gestrichelte Linie 212 eine zweite Mittelachse der Düse, wobei die erste Mittelachse parallel zu einer Höhe der Düse ist und die zweite Mittelachse parallel zu einer Breite der Düse ist. Die erste und zweite Mittelachse können senkrecht zueinander sein.
In einigen Ausführungsformen der Düse 210 kann die Düse eine Kreiselform, eine Auberginenform oder eine andere Form umfassen. Auf diese Weise können sich die Mittelachse 298 und die gestrichelte Linie 212 nicht an der geometrischen Mitte der Düse 210 schneiden. Wenn die Düse beispielsweise auberginenförmig ist, dann können sich die Mittelachse 298 und die gestrichelte Linie 212 an einem Punkt unter der geometrischen Mitte der Düse schneiden. Das heißt, die größte Breite ist möglicherweise nicht um die geometrische Mitte der Düse 210 angeordnet.
Die Düse 210 kann im Wesentlichen hohl sein und eine oder mehrere Perforationen, die an ihrer Außenhülle angeordnet sind, umfassen. Genauer kann die Düse 210 mindestens eine erste Perforation 214 und mindestens eine zweite Perforation 216 umfassen. Die erste Perforation 214 kann an einem äußersten Ende der Düse 210 angeordnet sein, das der Brennkammer 30 zugewandt ist. Die erste Perforation 214 kann im Wesentlichen kreisförmig und so angeordnet sein, dass die Mittelachse 298 durch ihre geometrische Mitte verläuft. In einigen Beispielen kann die erste Perforation 214 eine einzelne Perforation sein. In anderen Beispielen kann die erste Perforation 214 eine Perforation einer Vielzahl von Perforationen sein, die an dem äußersten Ende der Düse 210 angeordnet ist. Die zweite Perforation 216 kann in Größe und Form im Wesentlichen identisch zu der ersten Perforation sein. In einigen Beispielen kann die zweite Perforation 216 zusätzlich oder alternativ kleiner als die erste Perforation 214 sein. Die zweite Perforation 216 kann zwischen der ersten Perforation 214 und der gestrichelten Linie 212 angeordnet sein. Anders ausgedrückt kann die zweite Perforation 216 zwischen einer größten Breite der Düse 216 und der ersten Perforation 214 angeordnet sein. Die zweite Perforation 216 eine einzelne Perforation einer Vielzahl von Perforationen sein. In einem Beispiel sind es genau vier der zweiten Perforation 216, wobei jeder Wiederholung der zweiten Perforation 216 um 90° relativ zu benachbarten zweiten Perforationen beabstandet ist. Zusätzlich oder alternativ können drei oder weniger der zweiten Perforation 216 vorhanden sein. Zusätzlich oder alternativ können fünf oder mehr der zweiten Perforation 216 vorhanden sein.
Die erste Perforation 214 und die zweite Perforation 216 können einen hohlen Innenraum der Düse 210 fluidisch an eine Außenumgebung (z. B. den Verbrennungszylinder 30) koppeln. In einigen Beispielen kann Luft von dem Verbrennungszylinder 30 über die erste Perforation 214 in den Innenraum der Düse 210 und über die zweite Perforation 216 aus dem Innenraum strömen. Dies wird in 2B genauer erläutert.
Die Düse 210 kann über den Aktor 202 pneumatisch, hydraulisch und/oder mechanisch betätigt werden. Ein Stab 208 kann an einem ersten Ende physisch an den Aktor 202 gekoppelt sein und an einem zweiten Ende physisch an die Düse 210 gekoppelt sein. Der Stab 208 kann t-förmig sein. Der Stab 208 und die Düse 210 können ein einzelnes durchgehendes Teil sein. Der Stab 208 kann dazu konfiguriert sein, zwischen Flächen des Einspritzvorrichtungskörpers 206 betätigt zu werden, sodass ein Volumen eines Beutels 207 eingestellt werden kann. In einigen Beispielen kann der Stab 208 innerhalb des Einspritzvorrichtungskörpers 206 gleiten, verdrallen, drehen und/oder kreiseln. In einem Beispiel ist der Stab 208 verschiebbar innerhalb des Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörpers 206 angeordnet, wobei der Stab über eine oder mehrere von Schweißnähten, Verbindungen, Klebstoffen, Befestigungselementen und dergleichen physisch an die Düse 210 gekoppelt ist.
Genauer können als Reaktion auf eine Abwesenheit von Kraft von dem Aktor 202, die ein Ergebnis dessen sein kann, dass ein Kraftstoffeinspritzungsbedarf nicht vorhanden ist, Federn 204 die Düse 210 in die erste Position zwingen. Die Federn 204 können gegen den Stab 208 drücken, sodass die Düse 210 in Richtung der Brennkammer 30 parallel zu der Mittelachse 298 betätigt wird. In einigen Beispielen kann die Mittelachse 298 parallel zu einer vertikalen Richtung sein, wenn die Einspritzvorrichtung 66 an ein Feuerdeck (z. B. das Feuerdeck 19 der 1) gekoppelt ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Mittelachse parallel zu einer horizontalen Richtung sein, wenn die Einspritzvorrichtung 66 an eine Brennkammerfläche in einem Zylinderblock (z. B. der Zylinderblock 14 der 1) gekoppelt ist.
Das Drücken der Düse 210 in die erste Position kann ferner Drücken von Flächen der Düse 210 gegen mindestens eine Fläche des Einspritzvorrichtungskörpers 206 beinhalten. Genauer können Flächen der Düse 210, die der größten Breite der Düse entsprechen, markiert durch die gestrichelte Linie 212, Flächen des Einspritzvorrichtungskörpers 206 berühren. Genauer kann die Düse 210 eine Auslassfläche 222 des Einspritzvorrichtungskörpers 206 berühren. Die Auslassfläche 222 kann relativ zu der Mittelachse 298 konkav und konzentrisch zu dieser sein. Somit kann die Auslassfläche 222 zumindest einen Abschnitt eines Auslasses 224 der Einspritzvorrichtung 66 blockieren.
Ein Zufuhrdurchlass 226 kann in einem Abschnitt des Einspritzvorrichtungskörpers 206 über der Düse 210 relativ zu der y-Achse angeordnet sein. Der Zufuhrdurchlass 226 kann dazu konfiguriert sein, Kraftstoff von einer Kraftstoffkammer zu dem Beuel 207 zu führen. In einem Beispiel ist die Kraftstoffkammer eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe.
Eine Vielzahl von Innendurchlässen 228 kann unter dem Zufuhrdurchlass 226 relativ zu der y-Achse angeordnet sein. Die Innendurchlässe 228 können den Beutel 207 fluidisch an einen Abschnitt des Auslasses 224 zwischen der Auslassfläche 222 koppeln. In der ersten Position können die Innendurchlässe 228 aufgrund einer Position der Düse 210 gegen den Auslass 224 abgedichtet sein. Zusätzlich kann Luft von dem Innenraum der Düse 210 nicht mit dem Kraftstoff in den Innendurchlässen 228 kommunizieren. Ein Kontaktpunkt, der einen Punkt beinhalten kann, an dem sich die Düse 210 und die Auslassfläche 222 berühren, kann zwischen den Innendurchlässen 228 und der zweiten Perforation 216 angeordnet sein. Der Kontaktpunkt kann einer größten Breite der Düse 210, durch die gestrichelte Linie 212 angezeigt, und einem Abschnitt der Auslassfläche 222 stromabwärts der Innendurchlässe 228 relativ zu der allgemeinen Richtung einer Kraftstoffeinspritzung 296 entsprechen. Dadurch kann der Beutel 207 hermetisch gegen die Brennkammer 30 abgedichtet sein, wenn die Düse 210 in der ersten Position ist.
Eine Anzahl der Innendurchlässe 228 kann im Wesentlichen gleich einer Anzahl der zweiten Perforationen 216 sein. In einem Beispiel sind es genau vier von jedem der Innendurchlässe 228 und der zweiten Perforationen 216. Zusätzlich oder alternativ kann die Anzahl der Innendurchlässe 228 geringer oder größer als eine Anzahl der zweiten Perforationen 216 sein.
Bezugnehmend nun auf 2B zeigt diese eine Ausführungsform 250, die im Wesentlichen identisch zu der ersten Ausführungsform 200 ist, mit der Ausnahme, dass die Ausführungsform 250 die Düse 210 in einer zweiten Position veranschaulicht. Die zweite Position kann eine Position der Düse 210 beinhalten, in der die Düse 210 weg von der Auslassfläche 222 und der Brennkammer 30 bewegt wird. Genauer kann die Steuerung 12 ein Signal an den Aktor 202 senden, um die Düse 210 von der Auslassfläche 222 weg in einer Aufwärtsrichtung relativ zu der allgemeinen Kraftstoffeinspritzungsrichtung 296 senden. Das Bewegen der Düse 210 in die zweite Position kann ferner Überwinden einer Kraft der Federn 204 umfassen. Dadurch kann Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 30 fließen. Es ist ersichtlich, dass die Düse 210 zu Positionen zwischen der ersten Position und der zweiten Position betätigt werden kann.
Wie gezeigt, können die zweiten Perforationen 216 in der zweiten Position über den Innendurchlässen 228 angeordnet sein. Dies kann ermöglichen, dass sich Gase, die über die zweiten Perforationen 216 ausgestoßen werden, über einen längeren Zeitraum mit Kraftstoff mischen, bevor sie die Brennkammer 30 erreichen.
Außerdem kann die zweite Position ferner beinhalten, dass die Federn 204 relativ zu den Federn 204 in der ersten Position der 2A verlängert sind. Wie oben beschrieben, ist der Aktor 202 während der ersten Position abgeschaltet, sodass die Federn 204 in Abwesenheit einer darauf aufgebrachten Kraft in eine komprimierte Position betätigt werden können. In der zweiten Position kann der Aktor 202 gegen den Stab 208 ziehen, sodass die Düse 210 in den Beutel 207 gesaugt wird. Das Volumen des Beutels 207 kann sich verringern, während sein Druck steigt, um den Kraftstoffflusses zur Brennkammer 30 zu begünstigen. Durch Hochziehen der Düse 210 können die Federn 204 zu einer verlängerten Position betätigt werde, wie in 2B gezeigt ist.
Pfeile mit schwarzer Spitze zeigen eine Richtung des Kraftstoffflusses und Pfeile mit weißer Spitze zeigen eine Richtung des Gasstroms (z. B. Luft). Der Kraftstoff kann von dem Beutel 207 über einen Auslassdurchlass 252, der zwischen der Düse 210 und der Auslassfläche 222 gebildet sein kann, zum Verbrennungszylinder 30 fließen. Der Auslassdurchlass 252 kann eine ringförmige Venturi-Form umfassen, sodass ein Venturi-Einlass, ein Venturi-Auslass und eine Venturi-Kehle gebildet werden. Die Venturi-Kehle kann zwischen dem Venturi-Einlass und dem Venturi-Auslass des Auslassdurchlasses 252 angeordnet sein, wobei die Venturi-Kehle einem stärker verengten Bereich des Innendurchlasses entspricht. Der Venturi-Einlass des Auslassdurchlasses 252 kann ermöglichen, dass Kraftstoff darin fließt. Wenn der Kraftstoff durch die Venturi-Kehle und in den Venturi-Auslass des Auslassdurchlasses 252 fließt, kann sich ein Vakuum an der Venturi-Kehle bilden, wobei das Vakuum einen oder mehrere von einem Kraftstofffluss durch die Innendurchlässe 228 und einem Luftstrom durch die Düse 210 begünstigen kann. Somit können Brennkammergase (z. B. Umgebungsluft, Druckluft, AGR und dergleichen) über die erste Perforation 214 in die Düse 210 strömen. Die Gase können über eine oder mehrere der zweiten Perforationen 216 aus der Düse 210 strömen, wobei sich die Gase mit Kraftstoff mischen können, bevor sie zu der Brennkammer 30 strömen. Auf diese Weise können sich Luft von der Düse 210 und Kraftstoff von den Innendurchlässen 228 mit Kraftstoff in dem Auslassdurchlass 252 an der Venturi-Kehle des Auslassdurchlasses 252 verbinden.
Durch Fließen des Kraftstoffs durch die Innendurchlässe 228 in den Auslassdurchlass 252 kann eine Verwirbelung hervorgerufen werden. Die Verwirbelung kann relativ zu der Mittelachse 298 im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn sein. Die Verwirbelung kann die Kraftstoffzerstäubung und die Luftmitnahme begünstigen. Die Luft, die aus einer oder mehreren der zweiten Perforationen 216 strömt, kann die Verwirbelung weiter begünstigen.
Die Luft kann stärker mit dem Kraftstoff vermischt werden, bevor die Brennkammer 30 erreicht wird. Dadurch können Rußemissionen verringert werden.
In einigen Beispielen können durch Einstellen der Düse 210 zwischen der ersten und zweiten Position eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzungsstellungen eingestellt werden. Zum Beispiel kann ein Kraftstoffeinspritzungsdruck und/oder ein Kraftstoffeinspritzungswinkel eingestellt werden, wenn die Düse 210 zwischen der ersten und zweiten Position ist. Als ein weiteres Beispiel kann ein Kraftstoffeinspritzungsdruck sinken und kann ein Kraftstoffeinspritzungswinkel größer werden, wenn die Düse 210 von der zweiten Position in eine Position zwischen der ersten und zweiten Position bewegt wird, wobei der Kraftstoffeinspritzungswinkel von einer Mitte der Kraftstoffeinspritzung zu der Mittelachse 298 gemessen wird.
Bezugnehmend nun auf 3A zeigt diese eine zweite Ausführungsform 300 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66. Die zweite Ausführungsform 300 kann im Wesentlichen ähnlich zu der Ausführungsform 200 sein, mit der Ausnahme, dass die Düse 310 und ihre Luftmitnahmemerkmale anders sind. Genauer kann die Düse 310 einen Y-förmigen Querschnitt aufweisen, wie gezeigt ist. Die Düse 310 kann in drei Dimensionen konusförmig sein (z. B. beinhaltet die dritte Dimension eine z-Achse senkrecht zu jeder von der x- und y-Achse des Achsensystems 290). Zusätzlich oder alternativ kann die Düse 310 pyramidenförmig, trapezoid-prismaförmig und/oder dergleichen sein. Die Düse 310 kann eine Vertiefung 314 umfassen, die sich durch einen Boden der Düse erstreckt. Die Vertiefung 314 kann ähnlich wie die Düse 310 geformt sein. Somit ist die Vertiefung 314 in der vorliegenden Ausführungsform der 3A konusförmig und umfasst, wie gezeigt, einen dreieckigen Querschnitt. Die Vertiefung 314 kann dazu konfiguriert sein, ein oder mehrere Gase der Brennkammer 30 zu empfangen, wobei die Gase zu einem oder mehreren Luftmitnahmedurchlässen 312 geführt werden können. Die Düse 310 und der Stab 208 können ein einzelnes durchgehendes Teil sein.
Die Düse 310 ist in einer ersten Position gezeigt, in der Flächen der Düse 310 gegen die Auslassfläche 222 des Einspritzvorrichtungskörpers 206 gedrückt werden. Genauer kann ein äußerstes Ende 316 der Düse 310 einem größten Durchmesser der Düse 310 entsprechen. Die Düse 310 kann die Auslassfläche 222 an einem Abschnitt der Düse 310 zwischen den Luftmitnahmedurchlässen 312 und dem äußersten Ende 316 berühren. Die Einspritzvorrichtung 66 kann keinen Kraftstoff in die Brennkammer 30 einspritzen, wenn die Düse in der ersten Position ist. Somit sind der Beutel 207 und die Innendurchlässe 228 fluidisch gegen die Brennkammer 30 abgedichtet.
Bezugnehmend nun auf 3B zeigt diese eine Ausführungsform 350, die im Wesentlichen ähnlich zu der Ausführungsform 300 ist, mit der Ausnahme, dass die Ausführungsform 350 die Düse 310 in einer zweiten Position veranschaulicht, in der eine Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzvorrichtung 66 in den Verbrennungszylinder 30 erfolgen kann. Genauer kann die zweite Position einer offensten Position der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 entsprechen, sodass die zweite Position eine Kraftstoffeinspritzung mit größtem Volumen in den Verbrennungszylinder 30 ermöglichen kann. In einigen Beispielen kann die Düse 310 zu einer Position zwischen der in 3A gezeigten ersten Position und der in 3B gezeigten zweiten Position betätigt werden. Dadurch kann eine Menge an Kraftstoff, die eingespritzt wird, eingestellt werden.
In der zweiten Position signalisiert die Steuerung 12 dem Aktor 202, eine Kraft der Federn 204 zu überwinden und die Düse 310 weg von der Auslassfläche 222 zu betätigen. Ein Auslassdurchlass 352 kann sich bilden und den Beutel 207 fluidisch an die Brennkammer 30 koppeln. Ein Kraftstofffluss von dem Beutel 207 zur Brennkammer 30 ist durch Pfeile mit schwarzer Spitze veranschaulicht.
Genauer können die Federn 204 in der in 3A gezeigten ersten Position relativ verlängert sein. Das heißt, die Federn 204 können sich in Abwesenheit einer Kraft, die durch den Aktor 202 aufgebracht wird, zu einer verlängerten Position erstrecken. Wenn der Aktor 202 gegen den Stab 208 drückt und die Düse 310 in Richtung der Brennkammer 30, weg von dem Beutel 207, betätigt, können die Federn 204 zu einer komprimierten Position, die der zweiten Position entspricht, komprimiert werden.
Der Auslassdurchlass 352 kann ähnlich wie der Auslassdurchlass 252 der 2B geformt sein. Dadurch kann der Auslassdurchlass 352 eine ringförmige Venturi-Form umfassen, die einen Venturi-Einlass, einen Venturi-Auslass und eine dazwischen angeordnete Venturi-Kehle aufweist. Die Venturi-Kehle entspricht einem Bereich mit der stärksten Verengung in dem Auslassdurchlass 352. Somit kann der Auslassdurchlass 352 ein ringförmiger Venturi-Durchlass sein.
Gas von der Brennkammer 30, gezeigt durch Pfeile mit weißer Spitze, kann durch die Vertiefung 314 und in die Luftmitnahmedurchlässe 312 strömen. Der Gasstrom kann über ein Vakuum, das durch einen Venturi-Effekt generiert wird, der zwischen der Auslassfläche 222 und der Düse 310 in dem Auslassdurchlass 352 generiert wird, begünstigt werden. Das Vakuum kann den Gasstrom von den Luftmitnahmedurchlässen 312 zu dem Auslassdurchlass 352 begünstigen, sodass Brennkammergase und Kraftstoff sich vermischen können, bevor sie durch den Auslass 224 und in die Brennkammer 30 strömen.
Der Kraftstofffluss und die Luft von den Innendurchlässen 228 bzw. den Luftmitnahmedurchlässen 312 können eine Verwirbelung in dem Auslassdurchlass 352 begünstigen. Dadurch kann der Kraftstoff, der in die Brennkammer 30 fließt, ein homogeneres Gemisch aus Luft und Kraftstoff als bei einer Einspritzung, die durch eine Einspritzvorrichtung ohne Luftmitnahmemerkmale oder Merkmale zum Begünstigen einer Verwirbelung bereitgestellt wird, umfassen.
Bezugnehmend nun auf 4A zeigt diese eine dritte Ausführungsform 400 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, die eine Düse 410 umfasst. Die dritte Ausführungsform 400 kann im Wesentlichen identisch zu der ersten Ausführungsform 200 und der zweiten Ausführungsform 300 sein, mit der Ausnahme, dass die dritte Ausführungsform die Düse 410 umfasst, die anders geformt sein kann als die Düse 210 bzw. die Düse 310.
Die Düse 410 kann eine Venturi-Form umfassen. In dem abgebildeten Querschnitt umfasst die Düse 410 eine Sanduhr- und/oder Venturi-Form. Das heißt, die Düse 410 kann eine Verengung entlang eines Mittelabschnitts umfassen, sodass die Düse 410 am äußersten stromaufwärts gelegenen Ende 312 und am äußerst stromabwärts gelegenen Ende 314 breiter ist. Das äußerst stromaufwärts gelegene und das äußerst stromabwärts gelegene Ende können relativ zu einer Richtung des Kraftstoffflusses sein, sodass das stromaufwärts gelegene äußerste Ende 312 näher an den Federn 204 ist und das stromabwärts gelegene äußerste Ende 314 näher an dem Auslass 224 ist. Das stromaufwärts gelegene äußerste Ende 312 kann physisch an die Federn 204 gekoppelt sein, die dazu konfiguriert sind, das stromabwärts gelegene äußerste Ende in Abwesenheit einer Kraft, die durch den Aktor 202 auf den Stab 208 aufgebracht wird, gegen die Auslassfläche 222 zu drücken.
Der Stab 202 kann in einer Richtung parallel zu der allgemeinen Richtung der Kraftstoffeinspritzung 296 oder in einer Richtung entgegengesetzt zur allgemeinen Richtung der Kraftstoffeinspritzung 296, wie durch 4C bzw. 4B gezeigt, betätigt werden. In 4B zeigt eine Ausführungsform 425 eine zweite Position der Einspritzvorrichtung 66. Die Mittelachse 298 verläuft durch eine Mitte der Einspritzung 426, sodass ein Winkel, der zwischen einer Mitte der Einspritzung und der Mittelachse 298 generiert wird, im Wesentlichen null ist. Die Einspritzung 426 kann durch einen zentralen Durchlass 432 der Düse 410 geführt werden.
Der zentrale Durchlass 432 kann im Wesentlichen Venturi-förmig und/oder sanduhrförmig sein und sich von dem stromaufwärts gelegenen äußersten Ende 412 zu dem stromabwärts gelegenen äußersten Ende 414 erstrecken. Durch Betätigen des Stabs 208 in eine Aufwärtsrichtung kann der abdichtende Kontakt zwischen dem Stab und der Düse 410 unterbrochen werden, sodass Kraftstoff von dem Beutel 207 durch den zentralen Durchlass 432 und in die Brennkammer 30 fließen kann. Luftmitnahmemerkmale 416 der Düse 410 werden die Einspritzung 426 möglicherweise nicht beeinflussen. Das heißt, die Luftmitnahmemerkmale 416 können das Mischen der Luft mit der Kraftstoffeinspritzung 426, bevor die Einspritzung die Brennkammer 30 erreicht, nicht verstärken. Somit kann die Düse 410 mit der Auslassfläche 222 des Einspritzvorrichtungskörpers 206 in Kontakt bleiben, wenn die Einspritzvorrichtung 66 in der zweiten Position ist.
Bezugnehmend nun auf 4C zeigt diese eine Ausführungsform 450 der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, die sich in einer dritten Position befindet. Wie gezeigt, kann der Aktor 202 den Stab 208 in einer Richtung zur Düse 410 betätigen. Die Steuerung 12 kann dem Aktor 202 signalisieren, eine Kraft der Federn 204 zu überwinden, sodass die Düse 410 in einer Richtung parallel zu der allgemeinen Kraftstoffeinspritzungsrichtung 296 in Richtung der Brennkammer 30 bewegt wird. Auf diese Weise kann sich die Düse 410 in Richtung der Brennkammer 30 bewegen und ihr stromabwärts gelegenes äußerstes Ende 414 kann von der Auslassfläche 222 des Einspritzvorrichtungskörpers 206 weg beabstandet sein.
In der dritten Position kann der zentrale Durchlass 432 nahe dem stromaufwärts gelegenen äußersten Ende 412 abgedichtet sein, sodass Kraftstoff nicht hindurchfließen kann. Dadurch kann Kraftstoff nur durch den Auslassdurchlass 452 fließen, der zwischen der Auslassfläche 222 und der Düse 410 gebildet ist. Die Luftmitnahmemerkmale 416 können das Mischen der Luft mit der Kraftstoffeinspritzung, bevor die Einspritzung die Brennkammer 30 erreicht, begünstigen. In einigen Beispielen kann der Auslassdurchlass 452 eine Venturi-Form bilden, sodass ein Vakuum des Auslassdurchlasses 452 Brennkammergase durch die Luftmitnahmemerkmale 416 und in den Auslassdurchlass saugen kann. Somit fließt der Kraftstoff möglicherweise nicht durch die Luftmitnahmemerkmale 416.
Der Auslassdurchlass 452 kann ein ringförmiger Venturi-Durchlass sein, ählich zu den Auslassdurchlässen 252 und 352 der 2B bzw. 3B. Die Luftmitnahmemerkmale 416 können Luft (gezeigt durch Pfeile mit weißer Spitze) in den Auslassdurchlass 452 strömen lassen, sodass eine Verwirbelung generiert wird.
Ein Winkel 454 der Einspritzung kann zwischen einer Mittelachse 456 der Einspritzung und der Mittelachse 298 gemessen werden. Der Winkel 454 kann zwischen 10 und 80 Grad betragen. Zusätzlich oder alternativ kann der Winkel 454 in einigen Ausführungsformen zwischen 20 und 70 Grad betragen. Zusätzlich oder alternativ kann der Winkel 454 in einigen Ausführungsformen zwischen 30 und 60 Grad betragen. In einem Beispiel beträgt der Winkel 454 genau 60 Grad.
In einigen Beispielen kann die Einspritzvorrichtung 66, die die Düse 410 umfasst, während eines einzelnen Verbrennungszyklus eines Zylinders zwischen jeder der ersten, zweiten und dritten Position betätigt werden. Dies ist in 5 veranschaulicht.
Bezugnehmend nun auf 5 zeigt diese einen Motorbetriebsablauf 500, der einen Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66 der 1 bis 4C veranschaulicht. In einem Beispiel veranschaulicht der Motorbetriebsablauf einen Betrieb der Kraftstoffeinspritzvorrichtung 66, die die Düse 410 der 4A, 4B und 4C umfasst. Der Verlauf 510 veranschaulicht eine Position der Einspritzvorrichtung, Verlauf 520 veranschaulicht einen Kurbelwinkel und Verlauf 530 veranschaulicht einen Zündfunken. Eine Einspritzvorrichtungsposition 1 kann einer ersten Einspritzvorrichtungsposition entsprechen, in der keine Kraftstoffeinspritzung erfolgt, wie in 4A veranschaulicht ist. Die Einspritzvorrichtungsposition 2 kann der zweiten Einspritzvorrichtungsposition entsprechen, die in 4B veranschaulicht ist, in der eine Einspritzung durch einen zentralen Durchlass einer Düse strömt. Die Einspritzvorrichtungsposition 3 kann der dritten Einspritzvorrichtungsposition entsprechen, die in 4C veranschaulicht ist, in der eine Einspritzung durch die Auslassdurchlässe, die zwischen der Düse und der Auslassfläche des Einspritzvorrichtungskörpers gebildet sind, strömt. Die Zeit nimmt von einer linken Seite zu einer rechten Seite der Figur zu.
Vor t1 wechselt der Kurbelwinkel (Verlauf 520) vom UT zum OT, wenn ein Ausstoßtakt ausgeführt wird. Während des Ausstoßtakts kann die Einspritzvorrichtungsposition bei 1 bleiben (Verlauf 520), in der keine Einspritzung erfolgen kann. Zusätzlich kann der Zündfunke aus sein (Verlauf 530).
Bei t1 erreicht der Kurbelwinkel den OT, was auf die Beendigung des Ausstoßtakts und die Einleitung des Ansaugtakts hinweisen kann. Nach t1 und vor t2 kann der Ansaugtakt weitergehen. Während des Ansaugtakts kann die Einspritzvorrichtungsposition auf die zweite Position eingestellt werden, in der die Kraftstoffeinspritzung durch den zentralen Durchlass der Düse erfolgen kann. Somit kann ein Winkel der Kraftstoffeinspritzung relativ zu einer Mittelachse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung im Wesentlichen null sein. Auf diese Weise kann kein Teil der Kraftstoffeinspritzung in Richtung einer Zündkerze geführt werden.
Während des Ansaugtakts kann die Einspritzvorrichtungsposition nach dem Öffnen eines Einlassventils zwischen der ersten und zweiten Position wechseln. Das heißt, die Einspritzvorrichtungsposition kann nicht von der ersten Position zur zweiten Position umschalten, bis das Einlassventil geöffnet wurde und Umgebungsluft und/oder Ladeluft in die Brennkammer eintreten dürfen. In einem Beispiel wird die Einspritzvorrichtung während des Ansaugtakts genau zweimal von der ersten Position zur zweiten Position eingestellt, sodass zwei Kraftstoffeinspritzungen erfolgen. Eine erste Dauer kann im Wesentlichen gleich einem Zeitablauf zwischen den zwei Einspritzungen sein. Das Einlassventil kann nach der zweiten Einspritzung schließen.
Bei t2 erreicht der Kurbelwinkel den UT, was auf die Beendigung des Ansaugtakts und die Einleitung des Verdichtungstakts hinweisen kann. Somit kann sich der Kolben bewegen, um einen Inhalt der Brennkammer zu komprimieren. Nach t2 und vor t3 kann der Kurbelwinkel weiter zunehmen. Während des Verdichtungstakts kann die Einspritzvorrichtungsposition zweimal von der ersten Position zur zweiten Position eingestellt werden, ähnlich wie beim Ansaugtakt. Jedoch kann eine zweite Dauer, die im Wesentlichen gleich einem Zeitablauf zwischen den zwei Einspritzungen in der zweiten Position während des Verdichtungstakts sein kann, geringer als die erste Dauer sein. Somit können die Einspritzungen während des Verdichtungstakts in schnellerer Abfolge als die Einspritzungen während des Ansaugtakts erfolgen. Nach der letzten Einspritzung in der zweiten Position kann die Einspritzvorrichtungsposition von der zweiten Position zur ersten Position und zur dritten Position verschoben werden. Durch Einspritzen in der dritten Position kann ein Winkel der Einspritzung relativ zu der Mittelachse der Einspritzvorrichtung zwischen 10 und 80 Grad liegen. Dies kann zumindest einen Teil der Einspritzung in Richtung einer Zündkerze führen. Nach Abschluss der Einspritzung in der dritten Position, die nahe einem OT-Kurbelwinkel sein kann, kann der Zündfunke angeschaltet werden. Durch Führen eines Teils der Kraftstoffeinspritzung in Richtung Zündkerze vor deren Anschaltung kann die Verbrennung vollständiger sein. Zum Beispiel kann eine Verbrennungsstabilität aufgrund dessen, dass Kraftstoff benachbart zu der Zündkerze vor deren Anschaltung ist, erhöht werden. Auf diese Weise können Emissionen im Vergleich zu einer Einspritzvorrichtung, die nur in einer zweiten Position einspritzt, abnehmen.
Bei t3 liegt der Kurbelwinkel beim OT, was auf die Beendigung des Verdichtungstakts und die Einleitung des Verbrennungstakts hinweisen kann. Nach t3 kann der Verbrennungstakt weitergehen. Der Zündfunke kann aus bleiben und die Einspritzvorrichtungsposition kann in der ersten Position bleiben, in der keine Einspritzung erfolgt.
Auf diese Weise kann eine Einspritzvorrichtung eine Düse umfassen, die Luftmitnahmemerkmale aufweist, die das Mischen von Luft mit einer Kraftstoffeinspritzung vor dem Einspritzen des Kraftstoffs in einen Verbrennungszylinder verstärken kann. Die Einspritzvorrichtung kann ferner dazu konfiguriert sein, eine oder mehrere von der Düse oder einem Aktor einzustellen, um einen Einspritzungswinkel der Kraftstoffeinspritzung einzustellen. Der technische Effekt der Einspritzvorrichtung, die Luftmitnahmemerkmale aufweist, während sie dazu konfiguriert ist, einen Einspritzungswinkel einzustellen, liegt darin, die Verbrennungsstabilität zu erhöhen, die Kraftstoff/Luft-Homogenisierung zu erhöhen und Emissionen zu senken. Dadurch kann die Kraftstoffeffizienz steigen und die Wartung von Emissionssteuervorrichtungen kann reduziert werden.
Ein System umfasst eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine eiförmige Düse umfasst, wobei eine Öffnung dazu konfiguriert ist, Brennkammergase in einen hohlen Innenraum der eiförmigen Düse einzulassen, wobei die eiförmige Düse dazu konfiguriert ist, einen ringförmigen Venturi-Durchlass zwischen sich und einer Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu bilden. Ein erstes Beispiel des Systems beinhaltet ferner, dass der hohle Innenraum Brennkammergase zu dem Auslassdurchlass ausstößt. Ein zweites Beispiel des Systems, das optional das erste Beispiel beinhaltet, beinhaltet ferner, dass die Öffnung eine erste Öffnung ist, die entlang einer Mittelachse der eiförmigen Düse angeordnet ist, ferner umfassend eine Vielzahl von zweiten Öffnungen, die dazu konfiguriert ist, Brennkammergase in dem hohlen Innenraum auszustoßen, wobei die Mittelachse mit einer größten Höhe der eiförmigen Düse ausgerichtet ist. Ein drittes Beispiel des Systems, das optional das erste und/oder zweite Beispiel beinhaltet, beinhaltet ferner, dass eine Größe der ersten Öffnung gleich einer kombinierten Größe jeder der Vielzahl von zweiten Öffnungen ist. Ein viertes Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels beinhaltet, beinhaltet ferner, dass die Vielzahl von zweiten Öffnungen unter einer größten Breite der eiförmigen Düse angeordnet ist, und dass die größte Breite der eiförmigen Düse einem Abschnitt der eiförmigen Düse entspricht, der dazu konfiguriert ist, gegen die Auslassfläche eines Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörpers zu drücken. Ein fünftes Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere des ersten bis vierten Beispiels beinhaltet, beinhaltet ferner, dass die eiförmige Düse gegen die Auslassfläche eines Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörpers gedrückt wird, wenn sie in der ersten Position ist, und dass die eiförmige Düse von der Auslassfläche des Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörpers weg beabstandet ist, um den ringförmigen Venturi-Durchlass zu bilden, wenn sie in einer zweiten Position ist. Ein sechstes Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere des ersten bis fünften Beispiels beinhaltet, beinhaltet ferner, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung keinen Kraftstoff in eine Brennkammer einspritzt, wenn der Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörper in der ersten Position ist, und dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff über den ringförmigen Venturi-Durchlass in die Brennkammer einspritzt, wenn die eiförmige Düse in der zweiten Position ist. Ein siebtes Beispiel des Systems, das optional eines oder mehrere des ersten bis sechsten Beispiels beinhaltet, beinhaltet ferner, dass sich die eiförmige Düse weg von der Brennkammer bewegt, wenn sie sich von der ersten Position in die zweite Position bewegt.
Ein Verfahren umfasst Einstellen eines Kraftstoffeinspritzungswinkels einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung mittels Einstellen einer Schnittfläche zwischen einem an einen Aktor gekoppelten Stab und einer Venturi-förmigen Düse, wobei der Kraftstoffeinspritzungswinkel mittels Betätigen des Stabs weg von der Venturi-förmigen Düse verringert wird. Ein erstes Beispiel des Verfahrens beinhaltet ferner, dass der Kraftstoffeinspritzungswinkel mittels Betätigens des Stabs in Richtung der Venturi-förmigen Düse vergrößert wird, wobei der Stab die Venturi-förmige Düse in Richtung einer Brennkammer drückt. Ein zweites Beispiel des Verfahrens, das optional das erste Beispiel beinhaltet, beinhaltet ferner, dass der Kraftstoffeinspritzungswinkel während eines Ansaugtakts verringert wird. Ein drittes Beispiel des Verfahrens, das optional das erste und/oder zweite Beispiel beinhaltet, beinhaltet ferner, dass der Kraftstoffeinspritzungswinkel genau vor dem Anschalten einer Zündkerze vergrößert wird, wobei die Zündkerze vor einer Beendigung eines Verdichtungstakts angeschaltet wird. Ein viertes Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere des ersten bis dritten Beispiels beinhaltet, beinhaltet ferner, dass die Kraftstoffeinspritzvorrichtung fünf Kraftstoffeinspritzungen vor dem Anschalten der Zündkerze durchführt, und dass vier der Kraftstoffeinspritzungen einen verringerten Kraftstoffeinspritzungswinkel umfassen. Ein fünftes Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere des ersten bis vierten Beispiels beinhaltet, beinhaltet ferner, dass der Kraftstoffeinspritzungswinkel zwischen einer Mittelachse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einer Mittelachse einer Kraftstoffeinspritzung gemessen wird. Ein sechstes Beispiel des Verfahrens, das optional eines oder mehrere des ersten bis fünften Beispiels beinhaltet, beinhaltet ferner, dass die Venturi-förmige Düse einen Venturi-Durchlass umfasst, der sich entlang einer Mittelachse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung erstreckt, und dass die Venturi-förmige Düse einen ringförmigen Venturi-Durchlass bildet, wenn sie von einer Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung weg beabstandet ist.
Ein System umfasst einen Motor mit mindestens einer Brennkammer, eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die positioniert ist, um in die mindestens eine Brennkammer einzuspritzen, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine eiförmige Düse umfasst, die eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die einen hohlen Innenraum der eiförmigen Düse fluidisch an die mindestens eine Brennkammer koppeln, und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in deren nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung der Steuerung ermöglichen, in einer ersten Position die eiförmige Düse gegen eine Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu drücken und in einer zweiten Position die eiförmige Düse weg von der Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu bewegen. Ein erstes Beispiel des Systems beinhaltet ferner, dass die zweite Position ferner einen Auslassdurchlass umfasst, der zwischen der eiförmigen Düse und der Auslassfläche gebildet ist, wobei der Auslassdurchlass eine ringförmige Venturi-Form umfasst. Ein zweites Beispiel des Systems, das optional das erste Beispiel beinhaltet, beinhaltet ferner, dass sich eine Vielzahl von Durchlässen von einem Beutel der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu dem Auslassdurchlass erstreckt, und dass die eine oder mehreren Öffnungen der eiförmigen Düse eine erste Öffnung und eine Vielzahl von zweiten Öffnungen umfassen, und dass die Vielzahl von zweiten Öffnungen in der ersten Position näher an der Brennkammer ist als die Auslässe der Vielzahl von Durchlässen, und dass die Vielzahl von zweiten Öffnungen in der zweiten Position weiter von der Brennkammer entfernt ist als die Auslässe der Vielzahl von Durchlässen. Ein drittes Beispiel des Systems, das optional das erste und/oder zweite Beispiel beinhaltet, beinhaltet ferner, dass die eine oder mehreren Öffnungen eine erste Öffnung umfassen, die mit einer Mittelachse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgerichtet ist, ferner umfassend eine Vielzahl von zweiten Öffnungen, die radial von der Mittelachse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung weg beabstandet ist. Ein viertes Beispiel des Systems, das optional das erste bis dritte Beispiel beinhaltet, beinhaltet ferner, dass die erste Öffnung dazu konfiguriert ist, Gase nur in den hohlen Innenraum einzulassen, und dass die Vielzahl von zweiten Öffnungen dazu konfiguriert ist, Gase nur aus dem hohlen Innenraum auszustoßen.
Es ist anzumerken, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in nichtflüchtigem Speicher gespeichert und durch das Steuersystem einschließlich der Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsläufig erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern wird vielmehr zur Erleichterung der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in einen nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technik auf V6-, I4-, I6-, V12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motorarten angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und sonstige hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Patentansprüche heben bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders hervor, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente beinhalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder anderen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine eiförmige Düse umfasst, in der eine Öffnung geformt ist, um Brennkammergase in einen hohlen Innenraum der eiförmigen Düse einzulassen, die einen ringförmigen Venturi-Durchlass zwischen sich und einer Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bildet.
Gemäß einer Ausführungsform stößt der hohle Innenraum Brennkammergase zu dem Auslassdurchlass aus.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Öffnung eine erste Öffnung, die entlang einer Mittelachse der eiförmigen Düse angeordnet ist, ferner umfassend eine Vielzahl von zweiten Öffnungen, die dazu konfiguriert ist, Brennkammergase in dem hohlen Innenraum auszustoßen, wobei die Mittelachse mit einer größten Höhe der eiförmigen Düse ausgerichtet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Größe der ersten Öffnung gleich einer kombinierten Größe jeder der Vielzahl von zweiten Öffnungen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Vielzahl von zweiten Öffnungen unter einer größten Breite der eiförmigen Düse angeordnet und entspricht die größte Breite der eiförmigen Düse einem Abschnitt der eiförmigen Düse, der dazu konfiguriert ist, gegen die Auslassfläche eines Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörpers zu drücken.
Gemäß einer Ausführungsform wird die eiförmige Düse gegen die Auslassfläche eines Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörpers gedrückt, wenn sie in der ersten Position ist, und ist die eiförmige Düse von der Auslassfläche des Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörpers weg beabstandet, um den ringförmigen Venturi-Durchlass zu bilden, wenn sie in einer zweiten Position ist.
Gemäß einer Ausführungsform spritzt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung keinen Kraftstoff in eine Brennkammer ein, wenn der Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörper in der ersten Position ist, und spritzt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff über den ringförmigen Venturi-Durchlass in die Brennkammer ein, wenn die eiförmige Düse in der zweiten Position ist.
Gemäß einer Ausführungsform bewegt sich die eiförmige Düse weg von der Brennkammer, wenn sie sich von der ersten Position in die zweite Position bewegt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Einstellen eines Kraftstoffeinspritzungswinkels einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung mittels Einstellen einer Schnittfläche zwischen einem an einen Aktor gekoppelten Stab und einer Venturi-förmigen Düse, wobei der Kraftstoffeinspritzungswinkel mittels Betätigen des Stabs weg von der Venturi-förmigen Düse verringert wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Kraftstoffeinspritzungswinkel mittels Betätigens des Stabs in Richtung der Venturi-förmigen Düse vergrößert, wobei der Stab die Venturi-förmige Düse in Richtung einer Brennkammer drückt.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Kraftstoffeinspritzungswinkel während eines Ansaugtakts verringert.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Kraftstoffeinspritzungswinkel genau vor dem Anschalten einer Zündkerze vergrößert, wobei die Zündkerze vor einer Beendigung eines Verdichtungstakts angeschaltet wird.
Gemäß einer Ausführungsform führt die Kraftstoffeinspritzvorrichtung fünf Kraftstoffeinspritzungen vor dem Anschalten der Zündkerze durch und umfassen vier der Kraftstoffeinspritzungen einen verringerten Kraftstoffeinspritzungswinkel.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Kraftstoffeinspritzungswinkel zwischen einer Mittelachse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einer Mittelachse einer Kraftstoffeinspritzung gemessen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Venturi-förmige Düse einen Venturi-Durchlass, der sich entlang einer Mittelachse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung erstreckt, und bildet die Venturi-förmige Düse einen ringförmigen Venturi-Durchlass, wenn sie von einer Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung weg beabstandet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Motor mit mindestens einer Brennkammer; eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die positioniert ist, um in die mindestens eine Brennkammer einzuspritzen, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung eine eiförmige Düse umfasst, die eine oder mehrere Öffnungen aufweist, die einen hohlen Innenraum der eiförmigen Düse fluidisch an die mindestens eine Brennkammer koppeln; und eine Steuerung mit computerlesbaren Anweisungen, die in deren nicht-transitorischen Speicher gespeichert sind, die bei Ausführung der Steuerung Folgendes ermöglichen: in einer ersten Position die eiförmige Düse gegen eine Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu drücken und in einer zweiten Position die eiförmige Düse weg von der Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu bewegen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die zweite Position ferner einen Auslassdurchlass, der zwischen der eiförmigen Düse und der Auslassfläche gebildet ist, wobei der Auslassdurchlass eine ringförmige Venturi-Form umfasst.
Gemäß einer Ausführungsform ist die obige Erfindung ferner durch eine Vielzahl von Durchlässen gekennzeichnet, die sich von einem Beutel der Kraftstoffeinspritzvorrichtung zu dem Auslassdurchlass erstreckt, und wobei die eine oder mehreren Öffnungen der eiförmigen Düse eine erste Öffnung und eine Vielzahl von zweiten Öffnungen umfassen, und wobei die Vielzahl von zweiten Öffnungen in der ersten Position näher an der Brennkammer ist als die Auslässe der Vielzahl von Durchlässen, und wobei die Vielzahl von zweiten Öffnungen in der zweiten Position weiter von der Brennkammer entfernt ist als die Auslässe der Vielzahl von Durchlässen.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die eine oder mehreren Öffnungen eine erste Öffnung, die mit einer Mittelachse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung ausgerichtet ist, ferner umfassend eine Vielzahl von zweiten Öffnungen, die radial von der Mittelachse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung weg beabstandet ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Öffnung dazu konfiguriert, Gase nur in den hohlen Innenraum einzulassen, und die Vielzahl von zweiten Öffnungen dazu konfiguriert ist, Gase nur aus dem hohlen Innenraum auszustoßen.

Claims

System, das Folgendes umfasst: eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung, die eine eiförmige Düse umfasst, in der eine Öffnung geformt ist, um Brennkammergase in einen hohlen Innenraum der eiförmigen Düse einzulassen, die einen ringförmigen Venturi-Durchlass zwischen sich und einer Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung bildet.
System nach Anspruch 1, wobei der hohle Innenraum Brennkammergase zu dem Auslassdurchlass ausstößt.
System nach Anspruch 1, wobei die Öffnung eine erste Öffnung ist, die entlang einer Mittelachse der eiförmigen Düse angeordnet ist, ferner umfassend eine Vielzahl von zweiten Öffnungen, die dazu konfiguriert ist, Brennkammergase in dem hohlen Innenraum auszustoßen, wobei die Mittelachse mit einer größten Höhe der eiförmigen Düse ausgerichtet ist.
System nach Anspruch 3, wobei eine Größe der ersten Öffnung gleich einer kombinierten Größe jeder der Vielzahl von zweiten Öffnungen ist.
System nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl von zweiten Öffnungen unter einer größten Breite der eiförmigen Düse angeordnet ist, und wobei die größte Breite der eiförmigen Düse einem Abschnitt der eiförmigen Düse entspricht, der dazu konfiguriert ist, gegen die Auslassfläche eines Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörpers zu drücken.
System nach Anspruch 1, wobei die eiförmige Düse gegen die Auslassfläche eines Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörpers gedrückt wird, wenn sie in einer ersten Position ist, und wobei die eiförmige Düse von der Auslassfläche des Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörpers weg beabstandet ist, um den ringförmigen Venturi-Durchlass zu bilden, wenn sie in einer zweiten Position ist.
System nach Anspruch 6, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung keinen Kraftstoff in eine Brennkammer einspritzt, wenn der Kraftstoffeinspritzvorrichtungskörper in der ersten Position ist, und wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung Kraftstoff über den ringförmigen Venturi-Durchlass in die Brennkammer einspritzt, wenn die eiförmige Düse in der zweiten Position ist.
System nach Anspruch 6, wobei sich die eiförmige Düse weg von der Brennkammer bewegt, wenn sie sich von der ersten Position in die zweite Position bewegt.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Einstellen eines Kraftstoffeinspritzungswinkels einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung mittels Einstellens einer Schnittfläche zwischen einem an einen Aktor gekoppelten Stab und einer Venturi-förmigen Düse, wobei der Kraftstoffeinspritzungswinkel mittels Betätigens des Stabs weg von der Venturi-förmigen Düse verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Kraftstoffeinspritzungswinkel mittels Betätigens des Stabs in Richtung der Venturi-förmigen Düse vergrößert wird, wobei der Stab die Venturi-förmige Düse in Richtung einer Brennkammer drückt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Kraftstoffeinspritzungswinkel während eines Ansaugtakts verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Kraftstoffeinspritzungswinkel genau vor dem Anschalten einer Zündkerze vergrößert wird, wobei die Zündkerze vor einer Beendigung eines Verdichtungstakts angeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Kraftstoffeinspritzvorrichtung fünf Kraftstoffeinspritzungen vor dem Anschalten der Zündkerze durchführt und wobei vier der Kraftstoffeinspritzungen einen verringerten Kraftstoffeinspritzungswinkel umfassen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Kraftstoffeinspritzungswinkel zwischen einer Mittelachse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einer Mittelachse einer Kraftstoffeinspritzung gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Venturi-förmige Düse einen Venturi-Durchlass umfasst, der sich entlang einer Mittelachse der Kraftstoffeinspritzvorrichtung erstreckt, und wobei die Venturi-förmige Düse einen ringförmigen Venturi-Durchlass bildet, wenn sie von einer Auslassfläche der Kraftstoffeinspritzvorrichtung weg beabstandet ist.