DE3413850C2

DE3413850C2 -

Info

Publication number: DE3413850C2
Application number: DE3413850A
Authority: DE
Inventors: Shinji Susono Shizuoka Jp Ikeda
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1983-04-28
Filing date: 1984-04-12
Publication date: 1992-05-07
Also published as: DE3413850A1; US4572119A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dieselmotor mit einer Wirbelkammer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 29 37 884 ist ein Dieselmotor mit einer Wirbelkammer bekannt, bei dem eine Glühkerze innerhalb der Wirbelkammer zwischen einer Austrittsöffnung einer Kraftstoffeinspritzdüse und einer Öffnung eines Verbin dungskanals zwischen einer Hauptbrenn- und der Wirbelkammer angeordnet ist.

In den vergangenen Jahren hat auch bei Dieselmotoren der Aspekt der Kraftstoffeinsparung ständig an Bedeutung gewonnen. Eine Möglichkeit diesen Effekt zu erzielen, besteht darin, die Verbrennungsvorgänge genauer zu steuern, so daß eine höhere Ausnutzung des im Kraftstoff vorhandenen Energieinhalts möglich wird. Das kann durch eine Erfassung und Steuerung von den Verbrennungsvorgang beeinflussenden Parametern geschehen. Hierzu bietet die Vorrichtung gemäß DE-OS 29 37 884 keine Möglichkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungs gemäßen Dieselmotor derart weiterzubilden, daß eine genaue Steuerung von Einspritzung und Zündzeitpunkt möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Anwendung eines Zündzeitpunktsensors ermöglicht erst die genaue Messung des Zündzeitpunkts und eine entsprechende zeitliche Steuerung des folgenden Einspritzvorgangs. Die an die Ausbildung der Wirbelkammer angepaßte Anordnung des Zünd zeitpunktsensors stellt sicher, daß einerseits keine Berüh rung zwischen dem in die Wirbelkammer eintretenden, einge spritzten Kraftstoffstrahls und dem in die Wirbelkammer vorstehenden Ende des Zündzeitpunktsensors stattfindet und andererseits der Kraftstoff nahezu vollständig verbrennt, bevor er das Ende des Zündzeitpunktsensors erreicht. In folgedessen ergibt sich keine oder nur eine sehr geringe Verschmutzung des Endes des Zündzeitpunktsensors. Diese etwaig auftretende Verschmutzung wird zudem bei der Erfin dung durch die Gasströmung vermindert bzw. beseitigt, die durch die Öffnung des Kanals auf das Ende des Zünd zeitpunktsensors gerichtet wird. Dadurch ist sicherge stellt, daß der Zündzeitpunktsensor seine Funktion über eine sehr lange Betriebsdauer zuverlässig erfüllen kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß im Bereich des Endes des Zündzeitpunktsensors vergleichsweise geringe Temperaturen auftreten, wodurch die Lebensdauer des Zündzeitpunktsensors erheblich erhöht wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Zündzeitpunktsensors ergibt sich gemäß Patentanspruch 2; hierbei wird der Erfas sungsbereich des Zündzeitpunktsensors erheblich erweitert, außerdem werden Anlagerungen noch zuverlässiger vermieden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand schematischer Zeichnungen ausführlich erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des lichtaufnehmenden Endes eines Zündzeitpunktsensors;

Fig. 2 einen Längsschnitt eines anderen Zündzeitpunkt sensors; und

Fig. 3 eine schematische Ansicht der Anordnung des Zündzeitpunktsensors in einem Dieselmotor.

Als optisches Leitelement 2 eines Zündzeitpunktsensors ist in Fig. 1 eine Glasfaser aus Quarz so angeordnet, daß sie sich entlang der Längsmittelachse einer nicht dargestellten Elektrode und der Windungsachse einer exo thermen Spule 4 erstreckt. Die exotherme Spule 4 ist elek trisch isoliert in Pulver 5 eines in ein Rohr 3 eingefüllten körnigen isolierenden Werkstoffs eingebettet. Ein licht aufnehmendes Ende 16 der Glasfaser bzw. des optischen Leitelements 2 erstreckt sich durch ein Ende des Rohrs 3 in den Brennraum einer Brennkraftmaschine.

Das Ende 16 des optischen Leitelements 2 ist konisch ge formt, wodurch der lichtempfangende Winkelbereich ver größert ist und Ruß- bzw. Kohleablagerungen dort verhindert werden. Durch diese Konizität wird das Verbrennungslicht unter einem weiten Winkelbereich vom Zündzeitpunktsensor erfaßt, der so den Zündzeitpunkt der Brennkraftmaschine ermittelt.

Fig. 2 zeigt einen Zündzeitpunktsensor 21, bei dem ein optisches Leitelement 23 aus Quarzglas sich durch eine mittige Bohrung eines Hauptgehäuses 22 erstreckt, das aus Kohlenstoffstahl oder rostfreiem Stahl gefertigt ist. Ein Außengewinde 24 ist zum festen Einschrauben des Haupt gehäuses 22 in einen Zylinderkopf auf dieses geschnitten.

Fig. 3 zeigt einen Zylinderkopf 25 eines Dieselmotors, der mit einer Wirbelkammer 26 ausgebildet ist. Eine Aus trittsöffnung 28 einer Kraftstoffeinspritzdüse 27 ist tangential zur Wirbelkammer 26 ausgerichtet. Ein Kraft stoffstrahl 29 strömt durch diese Austrittsöffnung 28 tangential in die Wirbelkammer 26 ein. Bezüglich dieses Kraftstoffstrahls 29 ist stromab der Austrittsöffnung 28 zunächst der Endabschnitt einer Glühkerze 30, dann eine Öffnung 31 eines die Wirbelkammer 26 mit einer Haupt brennkammer verbindenden Kanals und schließlich ein in die Wirbelkammer 26 vorstehendes Ende des Zündzeitpunkt sensors 21 angeordnet; die Öffnung 31 des Kanals ist derart angeordnet, daß sie eine aus der Hauptbrennkammer durch sie eintretende Gasströmung 32 auf das in die Wirbelkammer 26 vorstehende Ende des Zündzeitpunktsensors 21 richtet.

Durch die Öffnung 31 wird beim Kompressionshub des Diesel motors komprimierte Luft in die Wirbelkammer 26 einge drückt und wirbelt in dieser zur Erzeugung eines starken Dralls, wie durch einen die entstehende Gasströmung 32 verdeutlichenden Pfeil gezeigt ist. Die stark verwirbelte Luft mischt sich rasch mit dem aus der Kraftstoffeinspritz düse 27 eingespritzten Kraftstoff, wird durch die Glüh kerze 30 gezündet und brennend durch die Öffnung 31 in die Hauptbrennkammer ausgestoßen. Dieser Zündzeitpunkt wird durch den Zündzeitpunktsensor 21 erfaßt und zu einer Steuereinheit 33 übertragen. Da der Zündzeitpunktsensor 21 bezüglich des Kraftstoffstrahls 29 sehr weit stromab der Kraftstoffeinspritzdüse 27 angeordnet ist, wird der Ruß verbrannt, bevor er verwirbelt und den Zündzeitpunkt sensor 21 erreicht, selbst wenn der Kraftstoff mager ist und der Ruß durch die unvollständige Verbrennung des von der Kraftstoffeinspritzdüse 27 eingespritzten Kraftstoffs erzeugt wird. Deshalb lagern sich kaum feste Bestandteile des Kraftstoffs auf dem Ende des Zündzeitpunktsensors 21 ab, und somit wird sein Erfassungsvermögen durch Ablage rungen kaum verschlechtert. Da ferner die eingeblasene Gasströmung 32 durch die Öffnung 31 auf den Zündzeitpunkt sensor 21 gerichtet wird, wird sein Ende durch diese Gas strömung 32 stark umspült und dadurch gereinigt. Somit entsteht eine starke Reinigungswirkung.

Claims

1. Dieselmotor mit einer Wirbelkammer, in deren Oberab schnitt eine Austrittsöffnung einer Kraftstoffeinspritzdüse mündet, in deren Bereich eine Glühkerze mit ihrem Endab schnitt hineinragt, und in deren Unterabschnitt eine Öffnung eines eine Hauptbrennkammer mit der Wirbelkammer verbindenden Kanals mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Austritts öffnung (28) derart angeordnet ist, daß der Kraftstoff strahl (29) tangential in die Wirbelkammer (26) einströmt, daß bezüglich dieses Kraftstoffstrahls (29) stromab der Austrittsöffnung (28) zunächst der Endabschnitt der Glüh kerze (30), dann die Öffnung (31) des Kanals und schließ lich ein in die Wirbelkammer (26) vorstehendes Ende eines Zündzeitpunktsensors (21) angeordnet sind und daß die Öffnung (31) des Kanals derart angeordnet ist, daß sie die durch sie eintretende Gasströmung (32) auf das in die Wirbelkammer (26) vorstehende Ende des Zündzeitpunkt sensors (21) richtet.

2. Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Wirbelkammer (26) vorstehende Ende des Zündzeitpunktsensors (21) ein konisch geformtes optisches Leitelement ist.