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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, bei der
es möglich
ist, eine Zeitdauer zu setzen, während
der sowohl ein Einlassventil als auch ein Auslassventil von einem
Auslasstakt zu einem Einlasstakt geschlossen ist.
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Aus
DE 100 24 719 A1 ist
ein Einlassventilhub-Steuersystem für Motoreinlassventile bekannt, das
selektiv den Einlassventilhub eines Motors ändert und ferner eine Phasenwinkelbeziehung
einer Öffnungszeit
des Einlassventils relativ zum Kurbelwellenwinkel in Abhängigkeit
vom Betriebszustand des Motors ändert.
In diesem System ist eine Anordnung vorgesehen, um die Vorverlagerung
der Öffnungszeit
des Motorventils zu begrenzen, wenn ein großer Ventilhub gewählt ist.
Hierdurch ist es möglich,
die Vorverlagerung der Öffnungszeit
des Motoreinlassventils nur dann zu begrenzen, wenn der Ventilhub
groß ist
und die Vorverlagerung der Öffnungszeit
des Motoreinlassventils eine Störung
zwischen dem Motoreinlassventil und dem Kolben verursachen könnte.
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Aus
EP 0 915 234 B1 ist
eine Vorrichtung zur Änderung
der Ventilzeitsteuerung bzw. der Ventilzeitsteuerpunkte einer Brennkraftmaschine
bekannt. Die Vorrichtung weist zwei Betätigungsmechanismen auf. Der
erste Betätigungsmechanismus
dient dem gleichzeitigen Ändern
von Drehphasen der von der Einlassnockenwelle und der Auslassnockenwelle und
der zweite Betätigungsmechanismus
dient nur zum Ändern
einer Drehphase der Einlassnockenwelle. Wenn der erste Betätigungsmechanismus
und der zweite Betätigungsmechanismus
nicht in der Lage sind, infolge der Verringerung des von der Hydraulikquelle
zugeführten
Hydraulikdrucks eine gewünschte Operation
auszuführen,
wird der erste Betätigungsmechanismus
in einem frühestmöglichen
Zustand erhalten, in welchem die Ventilsteuerzeitpunkte der Einlassventile
und der Auslassventile frühestmöglich sind,
und der zweite Betätigungsmechanismus
wird in einem spätestmöglichen
Zustand erhalten, in welchem die Ventilsteuerzeitpunkte der Einlassventile spätestmöglich sind.
Dabei steuert der erste Betätigungsmechanismus
gleichzeitig die Ventilsteuerzeitpunkte der Einlassventile und der
Auslassventile mittels des Hydraulikdrucks, der von der Hydraulikquelle wird,
aus dem frühestmöglichen
Zustand in einen spätestmöglichen
Zustand, und der zweite Betätigungsmechanismus
steuert den Ventilsteuerzeitpunkt der Einlassventile mittels des
Hydraulikdrucks, der von der Hydraulikquelle zugeführt wird,
aus dem spätestmöglichen
Zustand in einen frühestmöglichen Zustand.
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Wie
es nach dem Stand der Technik gut bekannt ist, wird allgemein gesagt
bei einer Viertaktbrennkraftmaschine eine Verbesserung des theoretischen
thermischen Wirkungsgrads durch eine Erhöhung des Verhältnisses
einer spezifischen Wärme
eines Arbeitsfluids erzielt, indem ein Luftkraftstoffgemisch mager
gemacht wird. Jedoch sind für
den Fall eines Benzinverbrennungsmotors bei dem eine Funkenzündung im
Hinblick auf die Steuerung einer Zündzeitabstimmung bewirkt wird,
die Flammenkernbildung durch die Zündung und eine Flammenausbreitung
eher schwierig durchzuführen,
was zu einem Problem hinsichtlich der Zündfähigkeit und der Beschränkungen
bei dem Abmagern des Luftkraftstoffgemischs führt. Wie es der Fall bei einem
Benzinverbrennungsmotor ist, ist es für den Fall eines Gasverbrennungsmotors
unter Verwendung von Naturgas, Propangas oder Ähnlichem, eher schwierig, eine
Zündung
zu bewirken, was ein Problem ergibt, das demjenigen eines Benzinverbrennungsmotors ähnlich ist.
Für den
Fall eines Dieselverbrennungsmotors, der leichtes Öl verwendet,
ist die Zündfähigkeit
befriedigend und wird somit eine Selbstzündung durchgeführt, und
ist eine wesentliche Abmagerung möglich. Jedoch erzeugt dieser
wahrscheinlich Ruß und
bringt ein Problem hinsichtlich eines NOx-Ausstoßes mit sich. Somit ist von
dem Standpunkt der Erhöhung
des thermischen Wirkungsgrads und der Verringerung des NOx-Ausstoßes eine
Verbesserung der Zündfähigkeit
auch für
den Fall eines Kraftstoffs wünschenswert,
der nicht einfach gezündet wird,
wie zum Beispiel Benzin oder Naturgas.
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Vor
dem Standpunkt des Vorantreibens der Zündfähigkeit ist eine Brennkraftmaschine
bekannt, die mit einem variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus
zum Einstellen der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
für die
Einlass- und Auslassventile versehen ist und bei der es möglich ist,
eine Zeitdauer, während
der sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil von einem
Auslasstakt zu einem Einlasstakt geschlossen bleiben vorzusehen
(siehe beispielsweise
JP
2000-64863 A (auf
den Seiten 2–5,
4)
und
JP 2001-355462
A (auf den Seiten 2–3 und
7 sowie
8)).
Gemäß
JP 2000-64863 A wird
bei einer Hochlastbedingung ein Luftkraftstoffgemisch durch eine
Zündvorrichtung
gezündet,
wohingegen bei einer Niedriglastbedingung die Zeitabstimmung zum
Schließen
des Auslassventils so gesetzt wird, dass eine Vorstellung während des
Auslasstakts vor dem oberen Totpunkt des Kolbens bewirkt wird. Des
weiteren offenbart
JP
2001-355462 A ebenso eine Technik, bei der das Schließen des
Auslassventils gesteuert wird, so dass es an der Vorstellseite mit
Bezug auf den oberen Einlasstotpunkt bewirkt wird. Durch derartiges
Vorsehen der Zeitdauer, während
der sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil an der Vorstellseite
mit Bezug auf den oberen Einlasstotpunkt geschlossen bleiben, wird Restgas
festgehalten und neu eingesaugte Luft erwärmt, wodurch die Zündung vorangetrieben
wird.
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Bei
der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Technik hängt die
Zündfähigkeit
von der Erwärmungswirkung
des eingeschlossenen Restgases ab, so dass es zum Vorantreiben der
Zündfähigkeit
notwendig ist, die Menge des eingeschlossenen Restgases zu erhöhen. Wenn
jedoch die Menge des eingeschlossenen Restgases sich erhöht, erhöhen sich
der Wärmeverlust
und der Pumpverlust aufgrund der Verdichtung und der Expansion des
Gases, was eine Verschlechterung des thermischen Wirkungsgrades
ergibt. Da des weiteren die Einlassmenge des neu eingesaugten Gases
sich verringert, wird der einen Betrieb zulassende Lastbereich beschränkt.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehend genannten
Probleme des Stands der Technik gemacht. Es ist die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine vorzusehen, bei
der eine Verbesserung hinsichtlich der Zündfähigkeit auch mit einem Kraftstoff
erzielt wird, der schwer zu zünden
ist, und bei der eine Verbesserung hinsichtlich des thermischen
Wirkungsgrads erzielt wird, wodurch es möglich wird, den einen Betrieb zulassenden
Lastbereich zu erweitern.
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Um
die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, ist gemäß Anspruch
1 der Erfindung eine Brennkraftmaschine vorgesehen, bei der es möglich ist, eine
Zeitdauer, während
der sowohl ein Einlassventil als auch ein Auslassventil von einem
Auslasstakt zu einem Einlasstakt geschlossen sind zu setzen, wobei der
Verbrennungsmotor ein Kraftstoffeinspritzventil aufweist, Kraftstoff
in die Brennkammer einzuspritzen, wobei eine Zeit zum Schließen des
Auslassventils auf eine Zeitabstimmung an einer Vorstellseite mit Bezug
auf einen oberen Einlasstotpunkt gesetzt wird, und wobei der Kraftstoff,
der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, gemeinsam
mit einem Restgas innerhalb der Brennkammer während eines Zeitraums mit Druck
beaufschlagt wird, bei dem sowohl das Einlassventil als auch das
Auslassventil geschlossen bleiben.
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Hier
bezieht sich der Ausdruck „oberer
Einlasstotpunkt" auf
den oberen Kolbentotpunkt um den Zeitpunkt, bei dem der Einlasstakt
gestartet wird.
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Des
weiteren bezieht sich der Ausdruck „an der Vorstellseite mit
Bezug auf den oberen Einlasstotpunkt" auf einen Zeitpunkt, der früher als
der Zeitpunkt ist, bei dem der obere Einlassdruck durch den Kolben
erreicht ist.
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Gemäß Anspruch
1 der Erfindung wird das Schließen
des Auslassventils an der Vorstellseite mit Bezug auf den oberen
Einlasstotpunkt bewirkt und werden sowohl das Einlassventil als
auch das Auslassventil in den geschlossenen Zustand gebracht, so
dass während
des Zeitraums von dem Schließen des
Auslassventils bis zu dem Erreichen des oberen Einlasstotpunkts
der eingespritzte Kraftstoff gemeinsam mit dem Restgas mit Druck
beaufschlagt wird, wenn sich der Kolben anhebt. Bei diesem Druckbeaufschlagungsprozess
erhält
der Kraftstoff eine hohe Temperatur und einen hohen Druck, der verändert wird,
und wird ein Zündbeschleuniger.
Der Ausdruck „Veränderung" bezieht sich auf
die Umwandlung des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil
eingespritzt wird, in einen Zündbeschleuniger
wie Formaldehyd, als Folge des Erreichens einer hohen Temperatur
und eines hohen Drucks dadurch, dass er gemeinsam mit dem in der
Brennkammer verbleibenden Gas mit Druck beaufschlagt wird. Der Ausdruck impliziert
ebenso die Reaktion zum Erzeugen eines Zwischenprodukts, wie zum
Beispiel OH, im Verlauf der Umwandlungsreaktion. Wenn das Einlassventil geöffnet wird
und Luft oder ein Luftkraftstoffgemisch neu eingesaugt wird, wird
die neue Luft oder das Luftkraftstoffgemisch mit dem Hochtemperaturrestgas einschließlich in
dem Kraftstoff gemischt, der verändert
beziehungsweise modifiziert ist und einfach zu zünden ist, so dass eine Verbesserung
der Zündfähigkeit
erzielt wird. Somit gibt es keinen Bedarf, die Schließzeit für das Auslassventil
beträchtlich
an die Vorstellseite mit Bezug auf den oberen Einlasstotpunkt zum
Zweck des Vorantreibens der Zündung wie
bei dem Stand der Technik zu setzen, und ist es möglich, die
Zeitdauer, während
der sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil geschlossen
ist, kurz zu setzen. Als Folge ist es möglich, die Menge von eingeschlossenem
Restgas zu verringern und den Wärmeverlust
und den Pumpverlust aufgrund der Verdichtung und der Expansion des
Restgases zu begrenzen, wobei es möglich wird, die Verschlechterung
des thermischen Wirkungsgrads zu beschränken. Da des weiteren die Menge
des eingeschlossenen Restgases verringert werden kann, ist es möglich, eine
Verringerung der Menge von Luft oder Luftkraftstoffgemisch, die
neu eingesaugt ist, zu beschränken
und den einen Betrieb zulassenden Lastbereich zu vergrößern. Somit
ist es von dem Standpunkt der Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads
und der Verringerung von NOx ausgehend möglich, eine Brennkraftmaschine
zu realisieren, bei der es möglich
ist, eine Verbesserung der Zündfähigkeit
auch mit einem Kraftstoff zu erzielen, der schwer zu zünden ist,
und bei der es möglich
ist, eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads zu erzielen,
wobei es möglich
wird, den einen Betrieb zulassenden Lastbereich zu vergrößern.
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Bei
einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch
2 der Erfindung nach Anspruch 1 der Erfindung liegt eine Zeitabstimmung,
mit der der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil in die
Brennkammer eingespritzt wird, unmittelbar vor der Zeit zum Schließen des
Auslassventils.
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Wenn
mit dieser Konstruktion der Kraftstoff eingespritzt wird, befindet
sich die Vorrichtung noch in dem Zustand vor dem Einschließen des
Restgases und dem Starten der Druckbeaufschlagung, wobei sich der
Innenraum der Brennkammer auf einem niedrigen Druck befindet. Somit
ist es ebenso möglich,
den Kraftstoffeinspritzdruck abzusenken, wobei somit der Vorrichtungsaufbau
vereinfacht wird.
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Bei
einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch
3 der Erfindung nach Anspruch 1 der Erfindung liegt eine Zeitabstimmung,
mit der der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil in die Brennkammer eingespritzt
wird, unmittelbar nach der Zeit zum Schließen des Auslassventils.
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Wenn
mit dieser Konstruktion der Kraftstoff eingespritzt wird, befinden
sich sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil schon in
dem geschlossenen Zustand, so dass es keine Problematik gibt, dass
eingespritzter Kraftstoff aus der Brennkammer nach außen austritt.
Des weiteren liegt sie unmittelbar nach dem Schließen des
Auslassventils, was bedeutet, dass der Druck in der Brennkammer
gerade begonnen hat anzusteigen, so dass die Kraftstoffeinspritzung
unter einem relativ niedrigen Druck bewirkt werden kann. Das heißt, dass
es möglich
ist, die Druckbeaufschlagungsvorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung
wegzulassen, oder sie kann auch dann, wenn die Druckbeaufschlagungsvorrichtung
vorgesehen ist, eine Druckbeaufschlagungsvorrichtung einer Bauart
sein, die in der Lage einer Kraftstoffeinspritzung unter einem niedrigen
Druck ist.
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Bei
einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch
4 der Erfindung nach Anspruch 1 der Erfindung ist die Brennkraftmaschine
ein Vormischverdichtungszündungsverbrennungsmotor,
bei dem ein Luftkraftstoffgemisch das vorhergehend durch Mischen
von Kraftstoff mit Luft vorbereitet wird, in die Brennkammer eingesaugt
wird.
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Mit
dieser Konstruktion wird eine Selbstzündung auch mit einem Kraftstoff,
der schwer zu zünden
ist, wie zum Beispiel Benzin oder Naturgas, vereinfacht, wobei es
möglich
wird, eine Vormischverdichtungszündung
mit einem hohen thermischen Wirkungsgrad zu realisieren. Somit ist
die Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads im Einklang mit einer
Verringerung des NOx.
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Bei
einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch
5 der Erfindung nach Anspruch 1 der Erfindung wird Luft, die nicht
mit Kraftstoff gemischt ist, in die Brennkammer gesaugt und wird Kraftstoff
für eine Hauptverbrennung
ebenso von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt.
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Mit
dieser Konstruktion wird eine Verbesserung der Zündfähigkeit mit dem mit dem Restgasdruck
beaufschlagten Kraftstoff erzielt und wird dann der Kraftstoff für eine Hauptverbrennung
aus demselben Kraftstoffeinspritzventil an einem Punkt in der Nähe des oberen
Verdichtungstotpunkts zum Durchführen
der Hauptverbrennung eingespritzt. Somit gibt es keinen Bedarf,
eine Vorrichtung zum vorhergehenden Vorbereiten eines mit Kraftstoff
gemischten Luftkraftstoffgemischs vorzusehen, wobei sich somit der
Vorrichtungsaufbau vereinfacht.
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Bei
einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch
6 der Erfindung kann entweder eine Menge von Kraftstoff, die von
dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird, oder eine Zeitabstimmung,
mit der der Kraftstoff in die Brennkammer eingespritzt wird, variiert
werden und ist die Zeitdauer, während
der sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil geschlossen
bleiben, fixiert.
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Mit
dieser Konstruktion ist es möglich,
die Menge von eingespritztem Kraftstoff oder die Menge von modifiziertem
Kraftstoff durch die Einspritzzeitabstimmung einzustellen, so dass
auch dann, wenn die Zeitdauer, während
der sowohl Einlassventil als auch das Auslassventil geschlossen
sind, fixiert ist, es möglich
ist, die Zündfähigkeit
zu steuern. Somit ist es möglich,
den Bedarf nach einem variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus
zum Einstellen der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
des Einlass- und Auslassventils zu beseitigen.
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Bei
einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch
7 der Erfindung nach Anspruch 1 der Erfindung ist eine Zeit zum Öffnen des
Einlassventils so gesetzt, dass sie um den oberen Einlasstotpunkt liegt.
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Mit
dieser Konstruktion wird das Einlassventil in dem Zustand geöffnet, bei
dem der Kolben den oberen Einlasstotpunkt erreicht (das heißt, in dem Zustand,
in dem das Restgas nach dem Einschließen eine hohe Temperatur und
einen hohen Druck erreicht hat, wobei der innere Kraftstoff modifiziert
ist), so dass das Hochtemperaturrestgas einschließlich des
modifizierten Kraftstoffs eingespritzt wird und das verursacht wird,
dass es rückwärts beziehungsweise umgekehrt
zu der Einlassseite strömt,
so dass es mit der Luft oder dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite
zum Bewirken einer Erwärmung
der Einlassluft gemischt wird. Somit erhält die Einlassluft die hohe
Temperatur, um eine weitergehende Verbesserung der Zündfähigkeit
zu erzielen. Des weiteren wird das Restgas nach dem Einschließen im Wesentlichen
auf ein Maximum durch den Kolben komprimiert und wird mit der Luft
oder dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite in einem Zustand
gemischt, indem es eine sehr viel höhere Temperatur/einen sehr viel
höheren
Druck erreicht hat. Somit wird die Menge von Kraftstoff, die zu
dem Zeitpunkt modifiziert wird, bei dem sie mit der Luft oder dem
Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite gemischt wird, erhöht, wobei
dadurch eine weitergehende Verbesserung der Zündfähigkeit realisiert wird.
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Gemäß Anspruch
8 der Erfindung ist eine Brennkraftmaschinensteuerungsvorrichtung
vorgesehen, die folgendes aufweist: einen variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus,
der in der Lage ist, eine Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
für ein
Einlassventil und ein Auslassventil zu variieren; eine Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerungseinrichtung
des Einlass-/Auslassventils
zum Setzen einer Zeit zum Schließen des Auslassventils, so
dass sie auf einer Zeitabstimmung an einer Vorstellseite mit Bezug
auf den oberen Einlasstotpunkt eines Kolbens liegt, und zum Steuern
des variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus, so dass von einem
Auslasstakt zu einem Einlasstakt einer Zeitdauer vorhanden ist,
während
der sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil geschlossen
verbleibt; und ein Kraftstoffeinspritzventil, das in der Lage ist,
Kraftstoff in eine Brennkammer einzuspritzen, so dass der eingespritzte
Kraftstoff gemeinsam mit einem Restgas innerhalb der Brennkammer
während
der Zeitdauer mit Druck beaufschlagt wird, in der sowohl das Einlassventil
als auch das Auslassventil geschlossen bleiben.
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Hier
implizieren die Ausdrücke „oberer
Einlasstotpunkt" und „an der
Vorstellseite mit Bezug auf den oberen Einlasstotpunkt" das gleiche für den vorstehend
beschriebenen Fall.
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Mit
dieser Konstruktion wird die Brennkraftmaschine durch die Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerungseinrichtung
des Einlass-/Auslassventils so gesteuert, dass das Auslassventil
an einem Punkt an der Vorstellseite mit Bezug auf den oberen Einlasstotpunkt
geschlossen ist, wobei sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil
in den geschlossenen Zustand gebracht werden. Wenn sich der Kolben
während
der Zeitdauer von der Auslassventilschließzeit zu dem oberen Einlasstotpunkt
anhebt, wird Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt,
so dass er mit dem Restgas mit Druck beaufschlagt wird, und erhält bei diesem
Druckbeaufschlagungsprozess der Kraftstoff eine hohe Temperatur
und einen hohen Druck, um modifiziert zu werden, und wird ein Zündbeschleuniger.
Wenn das Einlassventil geöffnet
wird und Luft oder das Luftkraftstoffgemisch neu eingesaugt wird,
wird die neue Luft oder das Luftkraftstoffgemisch mit dem Hochtemperaturrestgas
einschließlich
des modifizierten Kraftstoffs gemischt und ist einfach zu zünden, so
dass eine Verbesserung der Zündfähigkeit
erzielt wird. Somit gibt es keinen Bedarf, die Schließzeit für das Auslassventil
beträchtlich
an die Vorstellseite mit Bezug auf den oberen Einlasstotpunkt zum
Vorantreiben der Zündung
wie bei der bekannten Technik zu setzen, wobei es möglich wird,
die Zeitdauer, während
der sowohl das Einlassventil als auch das Auslassventil geschlossen
sind, kurz zu setzen. Als Folge ist es möglich, die Menge von eingefangenem
Restgas zu verringern und den Wärmeverlust
sowie den Pumpverlust aufgrund der Verdichtung und der Expansion des
Restgases zu beschränken,
wobei es dadurch möglich
wird, eine Verschlechterung des thermischen Wirkungsgrads zu beschränken. Da
es des weiteren möglich
ist, die Menge von eingeschlossenem Restgas zu verringern, ist es
möglich,
eine Verringerung der Menge von Luft oder von Luftkraftstoffgemisch,
die neu eingesaugt wird, zu beschränken, wobei es möglich wird,
den einen Betrieb zulassenden Lastbereich zu vergrößern. Somit
ist es bei einer Brennkraftmaschine von dem Standpunkt der Verbesserung
des thermischen Wirkungsgrads und der Verringerung von NOx möglich, eine
Verbesserung der Zündfähigkeit
auch mit einem Kraftstoff zu erzielen, der schwer zu zünden ist,
wobei eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads und eine Vergrößerung des
einen Betrieb zulassenden Lastbereichs erzielt werden.
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Des
weiteren ist es durch Ändern
der Zeitdauer, während
der das Einlassventil und das Auslassventil beide geschlossen sind,
möglich,
den Anteil beziehungsweise die Proportion und die Menge des zu modifizierenden
Kraftstoffs von dem Kraftstoff einzustellen, der von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt
wird. Somit ist es möglich,
die Zündfähigkeit
geeignet einzustellen.
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Bei
einer Brennkraftmaschinensteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch
9 der Erfindung nach Anspruch 8 der Erfindung spritzt das Kraftstoffeinspritzventil
Kraftstoff in die Brennkammer bei einer Zeitabstimmung unmittelbar
vor der Zeit zum Schließen
des Auslassventils ein.
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Mit
dieser Konstruktion wird bei einer Brennkraftmaschine, die mit dieser
Steuerungsvorrichtung ausgestattet ist, wenn Kraftstoff eingespritzt
wird, das Restgas nicht eingefangen und es wird noch nicht begonnen,
dass es mit Druck beaufschlagt wird, wobei sich der Innenraum der
Brennkammer auf einer niedrigen Temperatur befindet, so dass es
möglich
ist, den Kraftstoffeinspritzdruck niedrig zu machen. Somit ist es
möglich,
die Konstruktion der Brennkraftmaschine zu vereinfachen, die mit
dieser Steuerungsvorrichtung ausgestattet ist.
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Bei
einer Brennkraftmaschinensteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch
10 der Erfindung nach Anspruch 8 der Erfindung spritzt das Kraftstoffeinspritzventil
Kraftstoff in die Brennkammer bei einer Zeitabstimmung unmittelbar
nach der Zeit zum Schließen
des Auslassventils ein.
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Mit
dieser Konstruktion sind bei einer Brennkraftmaschine, die mit dieser
Steuerungsvorrichtung ausgestattet ist, wenn der Kraftstoff eingespritzt
wird, das Einlassventil und das Auslassventil beide schon in dem
geschlossenen Zustand, so dass es nicht die Gefahr gibt, dass eingespritzter
Kraftstoff aus der Brennkammer nach außen austritt. Da er des weiteren
unmittelbar nach dem Schließen
des Auslassventils liegt, hat der Druck des Innenraums der Brennkammer
gerade begonnen anzusteigen, so dass es möglich ist, die Kraftstoffeinspritzung
unter einem relativ niedrigen Druck zu bewirken. Das heißt, dass
es möglich
ist, die Druckbeaufschlagungsvorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung
der Brennkraftmaschine wegzulassen, die mit dieser Steuerungsvorrichtung
ausgestattet ist, oder dass es dann, wenn die Druckbeaufschlagungsvorrichtung
vorgesehen ist, eine Druckbeaufschlagungsvorrichtung einer Bauart
sein kann, die in der Lage ist, Kraftstoff unter einem niedrigen
Druck einzuspritzen.
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Bei
einer Brennkraftmaschinensteuerungsvorrichtung gemäß Anspruch
11 der Erfindung nach Anspruch 8 der Erfindung steuert die Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerungseinrichtung
des Einlass- /Auslassventils
den variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus, so dass eine Zeit zum Öffnen des
Einlassventils um den oberen Einlasstotpunkt gesetzt ist.
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Mit
dieser Konstruktion wird bei einer Brennkraftmaschine, die mit dieser
Steuerungsvorrichtung ausgestattet ist, das Einlassventil in einem
Zustand geöffnet,
bei dem der Kolben den oberen Einlasstotpunkt erreicht hat (das
heißt,
in einem Zustand, in dem das Restgas nach dem Einschließen eine
hohe Temperatur und einen hohen Druck erhalten hat und bei dem der
innere Kraftstoff modifiziert wurde), so dass ein Hochtemperaturrestgas,
das einen modifizierten Kraftstoff enthält, eingespritzt wird und das verursacht
wird, dass es rückwärts zu der
Einlassseite strömt
und mit der Luft oder dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite
zum Erwärmen
der Einlassluft gemischt wird. Somit erhält die Einlassluft eine hohe
Temperatur und wird eine weitergehende Verbesserung hinsichtlich
der Zündfähigkeit
erzielt. Des weiteren wird das Restgas nach dem Einschließen im Wesentlichen
auf einen maximalen Grad durch den Kolben verdichtet und wird mit
der Luft oder dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite gemischt,
wobei seine Temperatur und sein Druck sehr viel höher sind.
Somit wird die Menge des modifizierten Kraftstoffs zu dem Zeitpunkt,
wenn er mit der Luft oder dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite
gemischt wird, weitergehend erhöht,
was ebenso dabei hilft, eine weitergehende Verbesserung der Zündfähigkeit
zu realisieren.
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Die
beigefügten
Zeichnungen zeigen Folgendes:
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1 ist
ein Systemdiagramm, das ein Beispiel einer Gaswärmepumpe zeigt, die mit einer Brennkraftmaschine
versehen ist;
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2 ist
ein schematisches Diagramm, das mit einem Blockdiagramm gekoppelt
ist, das einen Hauptabschnitt der Brennkraftmaschine und seines Steuerungssystems
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 ist
ein schematisches Diagramm, das einen Hauptabschnitt der in 2 gezeigten
Brennkraftmaschine zeigt;
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4 ist
ein schematisches Diagramm, das die Beziehung zwischen der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
für das
Einlassventil und das Auslassventil und der Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung
bei der in 2 gezeigten Brennkraftmaschine
zeigt;
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5 ist
ein Diagramm, das ein Steuerungsbeispiel für die in 2 gezeigte
Brennkraftmaschine zeigt;
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6A und 6B sind
Diagramme, die die Beziehung zwischen dem Zylinderinnendruck und dem
Zylinderinnenvolumen zum Darstellen eines Mechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen, der den Pumpverlust beschränken kann;
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7 ist
ein schematisches Diagramm, das einen Hauptabschnitt einer Abwandlung
der Brennkraftmaschine von dem in 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel
zeigt;
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8 ist
ein schematisches Diagramm, das einen Hauptabschnitt einer Brennkraftmaschine
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
ein schematisches Diagramm, das ein weiteres Beispiel der Beziehung
zwischen der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
für das
Einlassventil und das Auslassventil und der Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung
zeigt;
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10 ist
ein Diagramm, das zeigt, wie verursacht wird, dass das Restgas zurückströmt, wenn das
Einlassventil bei einer Brennkraftmaschine geöffnet wird, die die Öffnungs-/Schließzeitabstimmung von 9 annimmt.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
ein Systemdiagramm, das ein Beispiel einer Gaswärmepumpe zeigt, die mit einer Brennkraftmaschine
ausgestattet ist. Eine Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann
beispielsweise bei einer in 1 gezeigten Gaswärmepumpe 100 verwendet
werden. Bei dieser Gaswärmepumpe 100 wird
ein Wärmepumpenzyklus durch
eine Brennkraftmaschine (Gasverbrennungsmotor) unter Verwendung
von Naturgas oder Ähnlichem
zum Bewirken einer Luftaufbereitung beziehungsweise Klimatisierung
angetrieben. Das Systembeispiel, das in 1 gezeigt
ist, funktioniert als ein Raumheizungszyklus.
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Die
Gaswärmepumpe 100 ist
mit einer Außeneinheit 101 und
einer Inneneinheit 102 ausgestattet. Die Außeneinheit 101 ist
mit einer Brennkraftmaschine (Gasverbrennungsmotor) 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel,
einem Verdichter 103, der durch die Brennkraftmaschine 1 angetrieben
wird, Wärmeaustauschern 104 und 105,
einem Expansionsventil 106 und dergleichen ausgestattet.
Ein Kühlmittel
wird durch den Wärmeaustauscher
an der Seite der Inneneinheit 102 kondensiert und verflüssigt, um
dadurch Wärme
abzugeben, und tritt nach dem Erwärmen des Innenraums des Raums
(wie durch den Pfeil a angedeutet ist) durch das Expansionsventil,
um sich dadurch auszudehnen, bevor es eine Flüssigkeit mit einer niedrigen
Temperatur und einem niedrigen Druck wird (wie durch den Pfeil b
angedeutet ist). Dann wird die Flüssigkeit durch den Wärmeaustauscher 104 der
Außeneinheit 101 verdampft, um
Wärme zu
absorbieren, so dass es ein Gas mit einer niedrigen Temperatur und
einem niedrigen Druck wird (wie durch den Pfeil c angedeutet ist),
und wird durch den Verdichter 103 komprimiert, so dass
es ein Gas mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck wird
(wie durch den Pfeil d angedeutet ist). Darauf wird das Gas erneut
bei der Inneneinheit 102 verflüssigt, so dass es dadurch Wärme abgibt,
wobei somit der Raumheizungszyklus wiederholt wird. In dem in 1 gezeigten
Beispiel wird die Wärme
von der Brennkraftmaschine 1 eingesetzt, um warmes Wasser
zu zirkulieren, was einen Wärmeaustausch mit
dem Kühlmittel
und dem Wärmeaustauscher 105 bewirkt.
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Während die
Brennkraftmaschine 1 dieses Ausführungsbeispiels auf die vorstehend
beschriebene Gaswärmepumpe
anwendbar ist, sollte dies nicht beschränkend verstanden werden. Die
Brennkraftmaschine ist ebenso auf verschiedenartige 4-Taktbrennkraftmaschinen
anwendbar, wie zum Beispiel Automobilverbrennungsmotoren.
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Im
Folgenden wird die Brennkraftmaschine
1 dieses Ausführungsbeispiels
beschrieben.
2 ist ein schematisches Diagramm,
das mit einem Blockdiagramm gekoppelt ist, das ein Steuerungssystem darstellt,
das bei einem Hauptabschnitt der Brennkraftmaschine
1 verwendet
wird, und
3 ist ein schematisches Diagramm,
das einen Teil der Brennkraftmaschine
1 zeigt.
2 zeigt
die Bauteile der Brennkraftmaschine
1 einschließlich eines
Zylinderblocks
11, eines Kolbens
12, eines Zylinderkopfs
13, eines
Einlassventils
14 und eines Auslassventils
15. Der
Zylinderblock
11, der Kolben
12 und der Zylinderkopf
13 bilden
eine Brennkammer
16 und der Zylinderkopf
14 hat
einen Einlassanschluss
17 und einen Auslassanschluss
18.
Des weiteren hat die Brennkraftmaschine
1 eine einlassseitige
Nockenwelle und eine auslassseitige Nockenwelle (die nicht gezeigt sind),
die mit einem variablen Zeitabstimmungsmechanismus
19 und
20 ausgestattet
sind, die in der Lage sind, die Öffnungs-/Schließzeitabstimmungen (Ventilöffnungszeit
und Ventilschließzeit)
für das
Einlassventil
14 und das Auslassventil
15 unabhängig zu variieren,
wodurch es möglich
wird, die Drehphasen der Nockenwellen mit Bezug auf die (nicht gezeigte) Kurbelwelle einzustellen.
Des weiteren ist aufgrund dieser Anordnung möglich, die Zeitdauer während der
sowohl das Einlassventil
14 als auch das Auslassventil
15 geschlossen
ist, beliebig festzusetzen. Die variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismen
19 und
20 führen eine
Einstellung der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
durch eine Hydraulikdrucksteuerung mit einem einlassseitigen Hydrauliksteuerungsventil
21 und
einem auslassseitigen Hydrauliksteuerungsventil
22 durch.
Die Mechanismen können
beispielsweise die Bauarten sein, die in
JP 2001-355462 A offenbart
sind.
-
Des
weiteren ist, wie in 3 gezeigt ist, die Brennkraftmaschine 1 ein
Vormischverdichtungszündungsverbrennungsmotor,
wobei ein Luftkraftstoffgemisch, das durch vorhergehendes Mischen
von Luft mit Kraftstoff vorbereitet wird, in die Brennkammer eingesaugt
wird. Durch einen Mischer 23 wird Brennstoffgas, wie zum
Beispiel Naturgas oder Propangas, mit Einlassluft gemischt und in
die Brennkammer 16 durch den Einlassanschluss 17 gesaugt.
Des weiteren ist die Brennkraftmaschine 1 mit einem Kraftstoffeinspritzventil 24 ausgestattet,
und das in der Lage ist, Kraftstoff in die Brennkammer 16 einzuspritzen. Von
diesem Kraftstoffeinspritzventil 24 wird ein Kraftstoff,
der der gleiche wie das Brennstoffgas ist, das mit Luft durch den
Mischer 23 gemischt wird, für eine Hauptverbrennung eingespritzt.
-
Als
nächstes
wird eine Brennkraftmaschinensteuerungsvorrichtung 10,
mit der die Brennkraftmaschine 1 ausgestattet ist, beschrieben.
In 2 ist die Brennkraftmaschinensteuerungsvorrichtung 10 mit
den variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismen (19 und 20),
die in der Lage sind, die Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
für das
Einlass- und Auslassventil (14 und 15) zu variieren,
Hydrauliksteuerungsventilen (21 und 22), dem Kraftstoffeinspritzventil 24 und
einer Verbrennungsmotorsteuerungseinheit (ECU) 25 zum Durchführen von
verschiedenartigen Steuerungen an der Brennkraftmaschine 1 ausgestattet.
-
Die
ECU 25 ist mit einem Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerungsabschnitt
des Einlass-/Auslassventils
(Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerungseinrichtung
des Einlass-/Auslassventils) 26 und
einem Kraftstoffeinspritzventilsteuerungsabschnitt (Kraftstoffeinspritzventilsteuerungseinrichtung) 27 zum
Steuern der Menge des Kraftstoffs, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt
wird, und der Zeitabstimmung, mit der der Kraftstoff eingespritzt
wird, ausgestattet. Und mit der ECU 25 sind Sensoren verbunden,
wie zum Beispiel ein Kurbelwinkelsensor 28, der an der
Kurbelwelle montiert ist und geeignet ist, um ein Kurbelwinkelsignal
für jeden
vorbestimmten Kurbelwinkel abzugeben, ein einlassseitiger Nockenwinkelsensor 29 und ein
auslassseitiger Nockenwinkelsensor 30, die jeweils an der
einlassseitigen Nockenwelle und der auslassseitigen Nockenwelle
montiert sind und geeignet sind, um ein Nockenwinkelsignal für jeden
vorbestimmten Nockenwinkel abzugeben, und ein Lastsensor 31,
der geeignet ist, um eine Einstellbetätigungsbedingung für die Inneneinheit 102 als
ein Lastsignal abzugeben (oder der geeignet ist, um die Betriebsbedingung
des Verdichters 103 zu erfassen und diese als ein Lastsignal
abzugeben), und wobei die Signale von den Sensoren von der ECU 25 aufgenommen
werden können.
Des weiteren ist die ECU 25 ebenso mit den Hydraulikdrucksteuerungsventilen
(21 und 22) und dem Kraftstoffeinspritzventil 24 verbunden
und kann diese Ventile steuern, wie nachstehend beschrieben ist.
-
Des
weiteren enthält
als Hardware-Bauteile die ECU 25 eine CPU (Zentrale Prozessor
Einheit) und einen ROM (Nur-Lese-Speicher).
Der ROM ist eine Speichervorrichtung nur für das Lesen und speichert verschiedenartige
Programme zum Steuern des Betriebs der Brennkraftmaschine 1.
Die CPU führt verschiedenartige
Betriebe und Prozesse auf der Grundlage von verschiedenartigen aufgenommenen
Signalen und den verschiedenartigen Programmen durch, die in dem
ROM gespeichert sind, um die Hydrauliksteuerungsventile (21 und 22)
sowie das Kraftstoffeinspritzventil 24 zu steuern. Das
heißt, dass über eine
Kombination dieser Hardware- und Software-Elemente der Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerungsabschnitt 26 des
Einlass-/Auslassventils
und der Kraftstoffeinspritzventilsteuerungsabschnitt 27 in
der ECU 25 eingebaut sind.
-
Im
Ansprechen auf das Lastsignal von dem Lastsensor 31 setzt
der Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerungsabschnitt 26 des
Einlass-/Auslassventils die Zeitdauer fest, während der sowohl das Einlassventil 14 als
auch das Auslassventil 15 geschlossen ist, und setzt die Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
für das
Einlassventil 14 und das Auslassventil 15 von
einem Auslasstakt zu einem Einlasstakt fest. Zu diesem Zeitpunkt
wird die Zeit zum Schließen des
Auslassventils 15 auf die Vorstellseite mit Bezug auf den
oberen Einlasstotpunkt des Kolbens 12 festgelegt und wird
die Zeit zum Öffnen
des Einlassventils 14 auf den gleichen Grad an der Verzögerungsseite
mit Bezug auf den oberen Einlasstotpunkt des Kolbens 12 gesetzt.
Auf diesem Weg wird die Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung
für die
Einlass-/Auslassventile (14 und 15) so gesetzt,
dass es von dem Auslasstakt zu dem Einlasstakt eine Zeitdauer gibt, während der
sowohl das Einlassventil 14 als auch das Auslassventil 15 geschlossen
ist. Auf der Grundlage von Rückführsignalen
von dem Kurbelwinkelsensor 28 und den Nockenwinkelsensoren
(29 und 30), wird die tatsächliche Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
für die
Einlass-/Auslassventile
(14 und 15) erhalten, um die Anweisung für das Hydrauliksteuerungsventil
einzustellen und eine Rückführregelung bei
den variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismen (19 und 20)
durchzuführen,
so dass die Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
für die
Einlass- /Auslassventile
(14 und 15) in Übereinstimmung mit der Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung
ist.
-
Der
Kraftstoffeinspritzventilsteuerungsabschnitt 27 setzt die
Solleinspritzzeitabstimmung, mit der der Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 einzuspritzen
ist, gemäß der Sollöffnungs-/Schließzeitabstimmung
für die
Einlass-/Auslassventile
(14 und 15) fest, die durch den Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerungsabschnitt 26 des
Einlass-/Auslassventils
festgesetzt. Des weitern setzt der Kraftstoffeinspritzventilsteuerungsabschnitt 27 ebenso
die Sollmenge des Kraftstoffs fest, der einzuspritzen ist. Die Menge
des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt
wird, wird auf der Grundlage der Verbrennungsmotor-Upm (Verbrennungsmotordrehzahl),
die von dem Ausgangssignal des Kurbelwinkelsensors 28 berechnet
wird, und der Last der Brennkraftmaschine 1 festgesetzt,
die von dem Ausgangssignal des Lastsensors 31 und so weiter
berechnet wird. Wenn die Solleinspritzzeitabstimmung erhalten wird,
wird eine Kraftstoffeinspritzanweisung für das Kraftstoffeinspritzventil 24 ausgestellt,
um das Kraftstoffeinspritzventil 24 so zu steuern, dass
der Kraftstoff mit der Sollzeitabstimmung und der Solleinspritzmenge
eingespritzt wird.
-
4 zeigt
schematisch die Beziehung zwischen der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung für das Einlassventil 14 und
das Auslassventil 15 und der Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung.
Bei der Brennkraftmaschine 1 wird zunächst das Auslassventil 15 zu
einem Zeitpunkt um die Beendigung des Auslasstakts geöffnet (EVO)
und wird der Auslasstakt gestartet. Dann wird die vorstehend beschriebene
Steuerung durch die Brennkraftmaschinensteuerungsvorrichtung 10 durch
geführt,
wodurch Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 24 in
die Brennkammer 16 mit einer Solleinspritzmenge entsprechend
der Verbrennungsmotordrehzahl und der Last bei einer Zeitabstimmung
unmittelbar vor dem Schließen
des Auslassventils 15 (EVC) eingespritzt wird. Nach der Kraftstoffeinspritzung
wird das Auslassventil 15 geschlossen (EVC) und wird nach
dem oberen Einlasstotpunkt der Zeitraum T, während der sowohl das Einlassventil 14 als
auch das Auslassventil 15 geschlossen ist, gestartet und
fortgesetzt, bis das Einlassventil 14 geöffnet wird
(IVO). Somit wird während des
Zeitraums vom Schließen
des Auslassventils (EVC) zu dem oberen Einlasstotpunkt der eingespritzte
Kraftstoff in der Brennkammer 16 eingeschlossen, wenn sich
der Kolben 12 hebt, und wird mit dem Restgasdruck beaufschlagt.
Der Kraftstoff, der die hohe Temperatur und den hohen Druck bei diesem
Druckbeaufschlagungsprozess erhält,
wird modifiziert und wird ein Zündbeschleuniger.
Nachdem der obere Einlasstotpunkt durchlaufen wurde, wird das Einlassventil 14 geöffnet (IVO)
und wird ein Luftkraftstoffgemisch von dem Einlassanschluss 17 neu
eingesaugt, bis das Einlassventil 14 geschlossen wird (IVC)
und wird mit dem Hochtemperaturrestgas gemischt, das den modifizierten
Kraftstoff enthält, das
sich einfach entzünden
kann, wobei dadurch die Zündfähigkeit
des Luftkraftstoffgemischs verbessert wird. Somit gibt es keinen
Bedarf, die Schließzeit
für das
Auslassventil 15 ((EVC) beträchtlich an die Vorstellseite
mit Bezug auf den oberen Einlasstotpunkt zum Vorantreiben der Zündung zu
setzen, wodurch es möglich
wird, die Zeitdauer T, während
der sowohl das Einlassventil 14 als auch das Auslassventil 15 geschlossen
sind, kurz zu setzen.
-
Wenn,
wie vorstehend beschrieben ist, die Kraftstoffeinspritzung, die
durch die Brennkraftmaschinensteuerungsvorrichtung 10 gesteuert
wird, unmittelbar vor dem Schließen des Auslassventils 15 (EVC)
bewirkt wird, ist zu dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung das
Restgas noch eingeschlossen und wurde die Druckbeaufschlagung noch
nicht gestartet, wobei sich das Innere der Brennkammer 16 auf
einem niedrigen Druck befindet, so dass es ebenso möglich ist,
den Kraftstoffeinspritzdruck niedrig zu machen, wobei dadurch der
Aufbau des Kraftstoffsystems der Brennkraftmaschine 1 vereinfacht
wird. Des weiteren ist möglich,
den Austritt von Kraftstoff nach außen durch das Auslassventil 15 auf
ein Minimum zu beschränken,
das offen bleibt.
-
Es
ist nicht immer notwendig, dass die Kraftstoffeinspritzung unmittelbar
vor dem Schließen
des Auslassventils (EVC) bewirkt wird. Sie kann bei jeder Zeitabstimmung
bewirkt werden, solange das ermöglicht,
dass der eingespritzte Kraftstoff mit dem in der Brennkammer 16 verbleibenden
Gasdruck beaufschlagt wird. Des weiteren ist es ebenso möglich, die Kraftstoffeinspritzung
zu Steuern, so dass sie nicht vor dem Ventilschließen (EVC)
bewirkt wird (insbesondere an der Vorstellseite), sondern später als
das (insbesondere an der Verzögerungsseite).
Für diesen
Fall ist es wünschenswert,
dass die Kraftstoffeinspritzung gesteuert wird, so dass sie unmittelbar nach
dem Ventilschließen
(EVC) bewirkt wird. Für den
Fall, bei dem die Kraftstoffeinspritzung so gesteuert wird, dass
sie unmittelbar nach dem Ventilschließen (EVC) bewirkt wird, befinden
sich sowohl das Einlassventil 14 als auch das Auslassventil 15 schon
in dem geschlossenen Zustand zu dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung,
so dass es nicht die Gefahr gibt, dass der eingespritzte Kraftstoff
aus der Brennkammer 16 austritt. Da des weiteren die Kraftstoffeinspritzung
unmittelbar nach dem Ventilschließen (EVC) bewirkt wird, hat
der Druck in der Brennkammer 16 gerade begonnen anzusteigen,
so dass die Kraftstoffeinspritzung unter einem relativ niedrigen
Druck bewirkt werden kann. Das heißt, dass es möglich ist,
die Druckbeaufschlagungsvorrichtung für die Kraftstoffeinspritzung
wegzulassen, oder dass, wenn diese vorgesehen ist, die Druckbeaufschlagungsvorrichtung
eine Bauart sein kann, die in der Lage ist, zu verursachen, dass
Kraftstoff unter einem niedrigen Druck eingespritzt wird.
-
In
diesem Ausführungsbeispiel
werden von dem Auslasstakt zu dem Einlasstakt die Länge der Zeitdauer,
während
der sowohl das Einlassventil 14 als auch das Auslassventil 15 geschlossen ist,
sowie die Menge des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt
wird, wie folgt gesteuert.
-
Die
Menge des Kraftstoffs, der zu modifizieren ist (im Folgenden als
die „Modifizierungsmenge") ist proportional
zu der Menge des Kraftstoffs, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt
wird, oder zu der Länge
der Zeit, während
der der Kraftstoff, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt
wird, mit Druck beaufschlagt wird, insbesondere der Länge der
Zeitdauer, während
der die Einlass-/Auslassventile (14 und 15) für den Fall
geschlossen sind, bei dem beispielsweise die Kraftstoffeinspritzung
unmittelbar vor dem Schließen
des Auslassventils 15 bewirkt wird. Wenn sich die Modifizierungsmenge
erhöht,
wird eine Verbesserung der Zündfähigkeit
erzielt, so dass jeder Fehler der Zündung unterdrückt wird
oder die Zündung
zu dem Zeitpunkt der Verdichtungszündung beschleunigt (vorgestellt)
wird.
-
Wenn
die Brennkraftmaschine 1 in einen Niedriglastzustand gebracht
wird, wird die Menge des Kraftstoffs, der in der Form eines Luftkraftstoffgemischs
zugeführt
wird, verringert, so dass die Zündfähigkeit
verschlechtert wird. Für
diesen Fall wird durch Ausdehnen der Zeitdauer während der sowohl das Einlassventil
als auch das Auslassventil (14 und 15) geschlossen
sind, um dadurch die Modifizierungsmenge zu erhöhen, die die Zündfähigkeit
verbessert. Durch Erhöhen
der Menge des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt wird,
ist es ebenso möglich,
die Zündfähigkeit
zu verbessern. Jedoch ist unter einer Niedriglastbedingung der Sollwert
der Menge des Kraftstoffs, der zuzuführen ist, klein, so dass die
Menge des Kraftstoffs, der von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt
wird, nicht so stark erhöht
werden kann. Somit hat die Steuerung zum Erweitern der Zeitdauer,
während
der beide Einlass-/Auslassventile (14 und 15)
geschlossen sind, Priorität,
wobei eine Erhöhung
der Modifizierungsmenge erzielt wird.
-
Wenn
die Brennkraftmaschine 1 in einen Hochdrehzahlzustand gebracht
wird, wird die Menge des Kraftstoffs, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt
wird, erhöht,
um dadurch die Zündfähigkeit
zu verbessern, was verursacht, dass sich die Zündzeitabstimmung zu dem Zeitpunkt
der Verdichtungszündung
vorstellt. In dem Zustand, in dem die Verbrennungsmotordrehzahl
hoch ist, wird, wenn die Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
für die
Einlass-/Auslassventile (14 und 15) mit Bezug
auf den Kurbelwinkel die gleiche ist, die Zeitdauer, während der
die Ventile offen sind, insbesondere die Länge der Zeit, die den Einlass
gestattet, kürzer.
-
Somit
ist es im Hinblick auf das Einsaugen einer ausreichenden Menge eines
Luftkraftstoffgemischs eher schwierig, die Zeitdauer, während der sowohl
das Einlass- als auch das Auslassventil (14, 15)
geschlossen sind, lang zu machen. Somit wird die Modifizierungsmenge
hauptsächlich
durch Erhöhen
der Menge des Kraftstoffs erhöht,
die von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt wird.
-
5 ist
ein Diagramm, dass ein Steuerungsbeispiel für die Brennkraftmaschine 1 darstellt, das
einen Ventilhubbetrag mit Änderungen
des Kurbelwinkels zeigt. In dem Steuerungsbeispiel in 5 ist
die Verbrennungsmotordrehzahl hoch (Hochdrehzahlzustand). Wenn das
Auslassventil 15 offen ist (EVO), beginnt der Ventilhubbetrag
des Auslassventils 15 sich zu erhöhen und erreicht der Kolben 15 den
unteren Totpunkt (1). Davon ausgehend wird das Abgas, das
durch die Verbrennung erzeugt wird, aus der Brennkraftmaschine 16 ausgestoßen, wenn
sich der Kolben 12 anhebt. Dann durchläuft der Ventilhubbetrag des
Auslassventils 15 seinen Spitzenwert und beginnt sich zu
verringern, und wird das Auslassventil 15 geschlossen (EVC),
bevor der Kolben 12 den oberen Einlasstotpunkt (2)
erreicht. Bei diesem Prozess wird unmittelbar vor dem Schließen des Auslassventils 15 (EVC)
der Kraftstoff aus dem Kraftstoffeinspritzventil 24 mit
einer Sollmenge eingespritzt, die das Sicherstellen der notwendigen
Modifizierungsmenge gestattet. Nachdem der Kolben 12 den oberen
Einlasstotpunkt (2) erreicht hat, beginnt das Einlassventil 14 sich
zu öffnen
(IVO). Während
dieser Zeitdauer T, bei der sowohl das Einlassventil 14 als auch
das Auslassventil 15 geschlossen sind, wird der eingespritzte
Kraftstoff gemeinsam mit dem Restgas in der Brennkammer 16 mit
Druck beaufschlagt und durchläuft
eine Modifizierung, so dass er ein Zündbeschleuniger wird. Nachdem
das Einlassventil 14 geöffnet
wurde, wird der Einlass bewirkt, bis der Kolben 12 den
unteren Totpunkt erreicht (3), und wird der Verdichtungstakt
bewirkt, bis der obere Verdichtungstotpunkt (4) erreicht
ist. Dann wird eine Selbstzündung
um den oberen Verdichtungstotpunkt (4) vor dem Verbrennungstakt
bewirkt.
-
Bei
dieser Brennkraftmaschine 1 wird während der Zeitdauer T, bei
der sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil (14 und 15)
geschlossen ist, der eingespritzte Kraftstoff einer Modifizierung
ausgesetzt, so dass er ein Zündbeschleuniger
wird, um dadurch eine Verbesserung der Zündfähigkeit des Luftkraftstoffgemischs
zu erzielen, das eingesaugt wird, so dass dann, wenn die Brennkraftmaschine 1 sich
in dem Hochdrehzahlzustand befindet, es möglich ist, den gesetzten Zeitraum
T im Wesentlichen zu verkürzen,
wie in 5 gezeigt ist. Das macht es möglich, die Menge von eingeschlossenem
Restgast zu verringern und den Wärmeverlust
sowie den Pumpverlust aufgrund der Verdichtung und der Expansion
des Restgases zu beschränken,
wobei es möglich
wird, eine Verringerung des thermischen Wirkungsgrads zu beschränken. Da
des weiteren die Menge des eingeschlossenen Restgases verringert werden
kann, ist es möglich,
die Verringerung der Menge des Luftkraftstoffgemischs, das neu eingesaugt
ist, zu beschränken,
und es ist ebenso möglich, den
einen Betrieb gestattenden Lastbereich zu vergrößern. Wenn sich die Brennkraftmaschine 1 in
dem Niedriglastzustand befindet, wird die Zeitdauer T so gesteuert,
dass sie länger
als in dem Hochdrehzahlzustand ist. Ebenso für den Fall ist es möglich, die Zeitdauer
T kürzer
als bei der herkömmlichen
Brennkraftmaschine zu setzen.
-
Die 6A und 6B zeigen
die Beziehung zwischen dem Zylinderinnendruck und dem Zylinderinnenvolumen
zum Darstellen eines Mechanismus, der in der Lage ist, den Pumpverlust
zu beschränken. 6A zeigt
die Beziehung bei einer herkömmlichen
Brennkraftmaschine und 6B zeigt diejenige bei der Brennkraftmaschine 1.
Wie in 6A gezeigt ist, ist es bei der
herkömmlichen Brennkraftmaschine,
bei der der Auslasstakt C1 nach dem Verdichtungstakt A1 und dem
Verbrennungstakt B1 durchgeführt
wird, notwendig, dass die Zeitdauer T, in der sowohl das Einlass-
als auch das Auslassventil geschlossen ist, lang ist, so dass der
Wärmeverlust
und der Pumpverlust L1 aufgrund der Verdichtung und der Expansion
einer großen
Menge Restgas bei einer hohen Temperatur erzeugt werden. Für den Fall
der in 6B gezeigten Brennkraftmaschine 1 ist
es jedoch dann, wenn der Auslasstakt C2 nach dem Verdichtungsprozess
A2 und dem Verbrennungsprozess B2 durchgeführt wird, möglich, die Zeit zum Schließen des
Auslassventils 15 (EVC) später als nach dem Stand der
Technik zu setzen und die Zeitdauer, während der sowohl das Einlass-
als auch das Auslassventil (14, 15) geschlossen
ist, kurz zu setzen. Somit ist die Erhöhung des Drucks nach dem Schließen des
Auslassventils 15 (EVC) geringer, wobei es möglich wird,
den Pumpverlust L2 geringer als den Pumpverlust L1 zu machen.
-
Wie
vorstehend beschrieben ist, ist es gemäß diesem Ausführungsbeispiel
im Hinblick auf die Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads und der
Verringerung von NOx möglich,
eine Verbesserung der Zündfähigkeit
des Luftkraftstoffgemischs auch mit einem schwer zu zündenden
Kraftstoff zu erzielen und ist es möglich, eine Verbesserung des thermischen
Wirkungsgrads zu erzielen, wodurch es möglich wird, den einen Betrieb
gestattenden Lastbereich zu vergrößern.
-
Des
weiteren gibt es gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
durch Verbessern der Zündfähigkeit des
Luftkraftstoffgemischs keinen Bedarf, eine Heizeinrichtung, wie
zum Beispiel eine Heizung, bei dem Verbrennungsmotorstart zu verwenden,
wobei somit der Bedarf für
eine derartige Heizeinrichtung beseitigt wird.
-
Des
weiteren ist es durch Variieren der Zeitdauer, während der sowohl das Einlassventil
als auch das Auslassventil geschlossen ist, möglich, den Anteil und die Menge
des modifizierten Kraftstoffs von dem Kraftstoff einzustellen, der
aus dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird. Somit ist es
möglich, die
Zündfähigkeit
geeignet einzustellen. Da des weiteren eine augenblickliche Steuerung
mit dem Kraftstoffeinspritzventil 24 möglich ist, ist es möglich, eine Steuerung
mit einem besseren Ansprechverhalten im Vergleich mit der Steuerung
durch einen hydraulisch betätigten
variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus bei einem Hochdrehzahlzustand
durchzuführen.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene
bevorzugte Ausführungsbeispiel
beschränkt.
Sie gestattet verschiedenartige Abwandlungen ohne Abweichen von
dem Anwendungsbereich der Ansprüche.
Beispielsweise sind die folgenden Abwandlungen möglich:
- (1) 7 ist
ein schematisches Diagramm, das einen Teil einer Brennkraftmaschine 2 zeigt,
die durch eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels der vorstehend
genannten Brennkraftmaschine 1 erhalten wird. Die Bauteile,
die die gleichen wie diejenigen der Brennkraftmaschine ein sind,
die in 3 gezeigt ist, werden durch die gleichen Bezugszeichen
bezeichnet. Während
es sich um die gleiche Konstruktion der Brennkraftmaschine 1 handelt,
ist die Brennkraftmaschine 2 nicht mit einem Mischer 23 ausgestattet,
sondern sie ist mit einem Anschlusseinspritzinjektor 23 ausgestattet.
Das heißt,
während
es sich wie bei der Brennkraftmaschine 1 um einen Vormischverdichtungszündungsverbrennungsmotor
handelt, bei dem ein Luftkraftstoffgemisch, das durch vorhergehendes
Mischen von Kraftstoff mit Luft vorbereitet wird, eingesaugt wird,
ist diese Brennkraftmaschine 2 derart ausgelegt, dass der Kraftstoff,
der zu mischen ist, von dem Anschlusseinspritzinjektor 32 zu
dem Einlassanschluss 17 eingespritzt wird, bei dem es für die Mischung
versprüht
wird. Auf diesem Weg ist es durch die Verwendung des Anschlusseinspritzinjektors
anstelle eines Mischers möglich,
die gleiche Wirkung wie diejenige der Brennkraftmaschine 1 zu
erhalten. Bei der Brennkraftmaschine 2 wird Benzin hauptsächlich als
Kraftstoff eingesetzt.
- (2) 8 zeigt eine Brennkraftmaschine 1 gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die Bauteile, die die gleichen wie diejenigen
der Brennkraftmaschine 1 sind, die in 3 gezeigt
ist, sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Während es
sich um die gleiche Konstruktion wie die Brennkraftmaschine 1 handelt,
unterscheidet sich die Brennkraftmaschine 3 von dieser
dahingehend, dass sie nicht mit einem Mischer 23 ausgestattet
ist. Das heißt, dass
bei der Brennkraftmaschine 3 nicht mit Kraftstoff gemischte
Luft in die Brennkammer 16 eingesaugt wird und Kraftstoff
für eine
Hauptverbrennung ebenso von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt
wird. Der Ausdruck "Kraftstoff
für eine Hauptverbrennung" bezieht sich auf
den Kraftstoff für
die Verbrennung in dem Verbrennungstakt (Expansionstakt), der dem
Verdichtungstakt folgt, und bezieht sich nicht auf die Kraftstoffdruckbeaufschlagung
während
der Zeitdauer T, bei der sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil (14 und 15)
geschlossen ist. Bei der Brennkraftmaschine 3 wird hauptsächlich Benzin
als Kraftstoff verwendet. Wie bei der Brennkraftmaschine 1 wird
bei dieser Brennkraftmaschine 3 die Zündfähigkeit in der Brennkammer
durch mit dem Restgasdruck beaufschlagten Kraftstoff verbessert
und wird dann Kraftstoff für
die Hauptverbrennung aus dem gleichen Kraftstoffeinspritzventil 24 um
den oberen Verdichtungstotpunkt eingespritzt, um dadurch die Hauptverbrennung
zu bewirken. Somit gibt es keinen Bedarf, getrennt eine Vorrichtung
zum Vorbereiten eines Luftkraftstoffgemischs durch vorhergehendes
Mischen von Kraftstoff mit Luft vorzusehen, wobei sich somit die Vorrichtungskonstruktion
vereinfacht.
- (3) Während
bei dem Ausführungsbeispiel
der Brennkraftmaschine 1, die vorstehend beschrieben ist,
der Sollwert der Zeitdauer T, während
der sowohl das Einlassventil 14 als auch das Auslassventil 15 geschlossen
ist, durch den Öffnungs-/Schließzeitabstimmungssteuerungsabschnitt 25 von
dem Einlass-/Auslassventil
der ECU 25 gesetzt wird, sollte dies nicht beschränkend ausgelegt
werden. Das heißt,
dass es ebenso möglich
ist, eine Brennkraftmaschine anzunehmen, bei der die Menge von Kraftstoff,
der von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt wird, oder
die Zeitabstimmung mit der der Kraftstoff in die Brennkammer 16 eingespritzt
wird, variiert werden kann, und bei der die Zeitdauer T, während der
sowohl das Einlassventil 14 als auch das Auslassventil 15 beschlossen
ist, im Voraus fixiert werden kann. Während hier von der Voraussetzung
ausgegangen wird, dass ein Kraftstoffsystem vorgesehen ist, das
in der Lage ist, den zu dem Kraftstoffeinspritzventil 24 zugeführten Kraftstoff
ausreichend mit Druck zu beaufschlagen, bezieht sich der Ausdruck "Zeitabstimmung, mit
der der Kraftstoff eingespritzt wird" auf einen frei wählbaren Zeitpunkt während der
Zeitdauer, während der
sowohl das Einlassventil 14 als auch das Auslassventil 15 nach
dem Schließen
des Auslassventils 15 geschlossen bleibt. Für diesen
Fall ist es möglich,
die Menge des modifizierten Kraftstoffs durch Variieren der Menge
des Kraftstoffs, der eingespritzt wird, oder der Einspritzzeitabstimmung
einzustellen, so dass auch dann, wenn die Zeitdauer T, während der
sowohl das Einlassventil 14 als auch das Auslassventil 15 geschlossen bleiben,
fixiert ist, es möglich
ist, das Kraftstoffeinspritzventil 24 gemäß der Variation
der Lasteinstellung zu steuern, um dadurch die Zündfähigkeit zu steuern. Somit ist
es möglich,
den Bedarf nach variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismen (19 und 20)
zum Einstellen der Öffnungs-/Schließzeitabstimmung
für die
Einlass- und Auslassventile (14 und 15) zu beseitigen.
- (4) Die Brennkraftmaschine 1 ist nicht auf eine solche
zur Verwendung bei einem Wärmepumpenzyklus
beschränkt.
Die vorliegende Erfindung sieht ihre Wirkungen vor, wenn sie auf
Verbrennungsmotoren für
verschiedenartige Verwendungen angewendet wird, wie zum Beispiel
Automobilverbrennungsmotoren. Des weiteren können die Brennkraftmaschinen 2 und 3 ebenso
aus Verbrennungsmotoren für
verschiedenartige Verwendungen bestehen, wie zum Beispiel Wärmepumpenzyklus,
Verbrennungsmotoren und Automobilverbrennungsmotoren.
- (5) Es ist ebenso möglich,
einen Benzinkraftstoff bei der Brennkraftmaschine 1 zu
verwenden und einen Gaskraftstoff, wie zum Beispiel Naturgas, bei
den Brennkraftmaschinen 2 und 3 zu verwenden.
- (6) Die vorliegende Erfindung ist ebenso auf eine Brennkraftmaschine
anwendbar, die nicht nur mit einem Kraftstoffeinspritzventil, sondern
auch mit einer Zündkerze
versehen ist, und die in der Lage ist, sowohl eine Selbstzündung als
auch eine Funkenzündung
durchzuführen.
- (7) Während
bei der Brennkraftmaschine 1 des vorstehend genannten Ausführungsbeispiels
die Zeit zum Schließen
des Auslassventils 15 an die Vorstellseite mit Bezug auf
den oberen Einlasstotpunkt des Kolbens 12 gesetzt ist und
die Zeit zum Öffnen
des Einlassventils 14 auf den gleichen Grad an der Verzögerungsseite
mit Bezug auf den oberen Einlasstotpunkt des Kolbens 12 gesetzt ist,
um den Pumpverlust zu beschränken,
ist es nicht immer nötig,
dass der Vorstellgrad des Auslassventils 15 der gleiche
wie der Verzögerungsgrad
des Einlassventils 14 ist.
- (8) Beispielsweise ist es ebenso möglich, den Verzögerungsgrad
der Zeit zum Öffnen
des Einlassventils 14 kleiner als den Vorstellgrad der
Zeit zum Schließen
des Auslassventils 15 zu machen, oder, wie schematisch
in 9 gezeigt ist, den Verzögerungsgrad im Wesentlichen
gleich null zu machen, wobei verursacht wird, dass das Einlassventil 14 um
den oberen Einlasstotpunkt geöffnet wird.
Für diesen
Fall wird das Einlassventil 14 in dem Zustand geöffnet, in
dem der Kolben 12 den oberen Totpunkt erreicht hat, das
heißt
in dem Zustand, in dem das Restgas nach dem Einschließen verdichtet
wurde, um eine hohe Temperatur und einen hohen Druck zu erhalten,
und in dem der innere Kraftstoff modifiziert wurde. Wenn somit,
wie in 10 gezeigt ist, das Einlassventil 14 geöffnet wird,
wird das Hochtemperaturrestgas, das den modifizierten Kraftstoff
enthält,
eingespritzt und strömt
zurück
zu der Einlassseite, so dass es mit dem Luftkraftstoffgemisch an
der Einlassseite gemischt wird, wobei dadurch die Einlassluft erwärmt wird
(in diesem Prozess erhöht sich
die Geschwindigkeit des Restgases durch Zurückströmen von der Brennkammer 16 in
den Einlassanschluss 17 über einen kleinen Durchgang,
der durch den Einlassanschluss 17 und das Einlassventil 14 definiert
ist, und wird seine kinetische Energie in Wärme umgewandelt, um dadurch
die Erwärmung
der Einlassluft voranzutreiben). Darauf durchläuft der Kolben 12 den
oberen Totpunkt und beginnt der Einlasstakt, wobei das Restgas und
der modifizierte Kraftstoff erneut in die Brennkammer 16 gemeinsam
mit dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite eingeführt werden.
Da das Einlassgas die hohe Temperatur dadurch erhalten hat, dass
es erwärmt
wurde, wie vorstehend beschrieben ist, wird eine weitergehende Verbesserung
der Zündfähigkeit
erzielt. Des weiteren wird im Vergleich mit der Konstruktion, bei
der die Öffnung
des Einlassventils 14 an der Verzögerungsseite bewirkt wird,
das Restgas im Wesentlichen auf einen maximalen Grad durch den Kolben 12 verdichtet
und wird mit dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite gemischt, wobei
dessen Temperatur sehr viel höher
ist. Somit erhöht
sich die Menge des Kraftstoffs, der zu dem Zeitpunkt modifiziert
ist, wenn er mit dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite gemischt
wird, was ebenso hilft, die Verbesserung der Zündfähigkeit zu erzielen.
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Gemäß Anspruch
1 der Erfindung ist es im Hinblick auf die Verbesserung des thermischen
Wirkungsgrads und der Verringerung von NOx möglich, eine Verbesserung der
Zündfähigkeit
auch mit einem Kraftstoff zu erzielen, der schwer zu zünden ist,
und ist es möglich,
eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads zu erzielen, wodurch
es möglich
wird, den einen Betrieb zulassenden Lastbereich zu vergrößern.
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Gemäß Anspruch
2 der Erfindung ist es ebenso möglich,
den Kraftstoffeinspritzdruck abzusenken, wobei somit die Vorrichtungskonstruktion vereinfacht
wird.
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Wenn
gemäß Anspruch
3 der Erfindung Kraftstoff eingespritzt wird, befinden sich sowohl
das Einlassventil als auch das Auslassventil in dem geschlossenen
Zustand, so dass es keine Gefahr gibt, dass eingespritzter Kraftstoff
von der Brennkammer nach außen
austritt.
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Gemäß Anspruch
4 der Erfindung wird eine Selbstzündung auch mit einem Kraftstoff
vereinfacht, der schwer zu zünden
ist, wie zum Beispiel Benzin oder Naturgas, wobei es möglich wird,
eine Vormischverdichtungszündung
mit einem hohen thermischen Wirkungsgrad zu realisieren. Somit ist
die Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads mit einer Verringerung
von NOx vereinbar.
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Gemäß Anspruch
5 der Erfindung gibt es keinen Bedarf, getrennt eine Vorrichtung
zum Vorbereiten eines Luftkraftstoffgemischs, das vorhergehend mit
Kraftstoff gemischt wird, vorzusehen, wobei somit die Vorrichtungskonstruktion
vereinfacht wird.
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Gemäß Anspruch
6 der Erfindung ist es möglich,
den Bedarf nach einem variablen Ventilzeitabstimmungsmechanismus
zum Einstellen der Öffnung-/Schließzeitabstimmung
der Einlass- und Auslassventile zu beseitigen.
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Gemäß Anspruch
7 der Erfindung wird das Einlassventil in einem Zustand geöffnet, in
dem der Kolben den oberen Einlasstotpunkt erreicht hat (das heißt in einem
Zustand, in dem das Restgas nach dem Einschließen eine hohe Temperatur und
einen hohen Druck erhalten hat, wobei der innere Kraftstoff modifiziert
ist), so dass das Hochtemperaturrestgas einschließlich des
modifizierten Kraftstoffs eingespritzt wird und dass verursacht
wird, dass dieses rückwärts zu der
Einlassseite strömt,
um mit der Luft oder dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite gemischt
zu werden, um eine Erwärmung
der Einlassluft zu bewirken. Somit erhält die Einlassluft eine hohe
Temperatur, um eine weitergehende Verbesserung der Zündfähigkeit
zu erzielen. Des weiteren wird das Restgas nach dem Einschließen im Wesentlichen
auf ein Maximum durch den Kolben verdichtet und wird mit der Luft
oder dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite in einem Zustand
gemischt, in dem es eine viel höhere
Temperatur/einen viel höheren
Druck erreicht hat. Somit wird die Menge des Kraftstoffs, der zu
dem Zeitpunkt, bei dem er mit der Luft oder dem Luftkraftstoffgemisch
an der Einlassseite gemischt wird, erhöht, wobei dadurch eine weitergehende
Verbesserung der Zündfähigkeit
realisiert wird.
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Gemäß Anspruch
8 der Erfindung ist es bei der Brennkraftmaschine im Hinblick auf
eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads und einer Verringerung
von NOx möglich,
eine Verbesserung der Zündfähigkeit
auch mit einem Kraftstoff zu erzielen, der schwer zu zünden ist,
wobei eine Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads und eine Vergrößerung des
einen Betrieb zulassenden Lastbereichs erzielt wird.
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Des
weiteren ist es durch Ändern
der Zeitdauer, während
der das Einlassventil und das Auslassventil beide geschlossen sind,
den Anteil und die Menge des Kraftstoffs, der zu modifizieren ist,
des Kraftstoffs einzustellen, der von dem Kraftstoffeinspritzventil
eingespritzt wird. Somit ist es möglich, die Zündfähigkeit
geeignet einzustellen.
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Gemäß Anspruch
9 der Erfindung ist es möglich,
die Konstruktion der Brennkraftmaschine zu vereinfachen, die mit
dieser Steuerungsvorrichtung ausgestattet ist.
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Wenn
gemäß Anspruch
10 der Erfindung bei der Brennkraftmaschine, die mit dieser Steuerungsvorrichtung
ausgestattet ist, Kraftstoff eingespritzt wird, sind das Einlassventil
und das Auslassventil beide schon in dem geschlossenen Zustand,
so dass es keine Gefahr gibt, dass der eingespritzte Kraftstoff aus
der Brennkammer nach außen
austritt.
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Gemäß Anspruch
11 der Erfindung ist bei der Brennkraftmaschine, die mit dieser
Steuerungsvorrichtung ausgestattet ist, das Einlassventil in einem geöffneten
Zustand, in dem der Kolben den oberen Einlasstotpunkt erreicht hat
(das heißt
in einem Zustand, in dem das Restgas nach dem Einfangen eine hohe
Temperatur und einen hohen Druck erreicht hat, und in dem der innere
Kraftstoff modifiziert wurde), so dass ein Hochtemperaturrestgas,
das einen modifizierten Kraftstoff enthält, eingespritzt wird, und
dass verursacht wird, dass dieses zu der Einlassseite strömt und mit
der Luft oder dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite zum
Erwärmen
der Einlassluft gemischt wird. Somit erhält die Luft eine hohe Temperatur
und wird eine weitergehende Verbesserung hinsichtlich der Zündfähigkeit
erzielt. Des weiteren wird das Restgas nach dem Einfangen im Wesentlichen
auf einen maximalen Grad durch den Kolben verdichtet und wird mit
der Luft oder dem Luftkraftstoffgemisch an der Einlassseite gemischt,
wobei seine Temperatur und sein Druck sehr viel höher ist.
Somit wird die Menge des Kraftstoffs, der zu dem Zeitpunkt modifiziert
wird, wenn er mit der Luft oder dem Luftkraftstoffgemisch an der
Einlassseite gemischt wird, weitergehend erhöht, was ebenso dabei hilft,
eine weitergehende Verbesserung der Zündfähigkeit zu realisieren.
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Somit
ist die Brennkraftmaschine ist offenbart, bei der es möglich ist,
von dem Auslasstakt zu dem Einlasstakt eine Zeitdauer T vorzusehen,
während
der sowohl ein Einlassventil 14 als auch ein Auslassventil 15 geschlossen
bleiben, wobei die Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffeinspritzventil 24 ausgestattet
ist, das in der Lage ist, Kraftstoff in eine Brennkammer 16 einzuspritzen,
wobei die Schließzeit
EVC für
das Auslassventil 15 auf die Vorstellseite mit Bezug auf
den oberen Einlasstotpunkt gesetzt ist, wobei der Kraftstoff, der
von dem Kraftstoffeinspritzventil 24 eingespritzt wird,
gemeinsam mit einem Restgas innerhalb der Brennkammer 16 während der
Zeitdauer T mit Druck beaufschlagt wird, in dem sowohl das Einlassventil 14 als
auch das Auslassventil 15 geschlossen verbleiben.