DE3690389C2 - Verfahren zum Steuern der Brennstoffverteilung in einer Verbrennungskammer einer Verbrennungsmaschine und Brennstoffeinspritzsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Brennstoffverteilung in einer Verbrennungskammer ei­ ner funkengezündeten Verbrennungsmaschine sowie ein Brennstoffeinspritzsystem.

Um bessere Werte hinsichtlich der Brennstoffausnut­ zung und der Abgasemission zu erhalten, ist es wün­ schenswert, die Lage der Brennstoffwolke in der Ver­ brennungskammer zu steuern. Es wurde festgestellt, daß die bevorzugte Lage dieser Wolke nicht konstant ist, sondern insbesondere mit der Maschinenlast vari­ iert, welche selbst von der Maschinengeschwindigkeit abhängt. Bei Zweitaktmaschinen ist die Steuerung der Brennstoffwolke von besonderer Bedeutung, um den Brennstoffverlust durch die Auslaßöffnung zu begren­ zen, die während des letzten Teils der Brennstoffein­ spritzperiode nicht vollständig geschlossen sein kann.

Bei Leichtlast und damit niedrigen Brennstoffzuführ­ geschwindigkeiten sollte der Grad des Eindringens des Brennstoffs in den Zylinder beschränkt werden, um den Grad der Brennstoffverdünnung durch Vermischung mit Luft in der Verbrennungskammer zu reduzieren. Die Brennstoffverdünnung führt zu einer mageren Mischung, die schwerer entzündbar und deren vollständige Ver­ brennung schwerer zu erreichen ist. Bei hohen Lasten und hohen Brennstoffzuführgeschwindigkeiten sollte der Grad des Eindringens erhöht werden, um sicherzu­ stellen, daß die größere Brennstoffmenge ausreichend Zugriff zur Luft (Sauerstoffträger) erhält, um die Verbrennung des gesamten Brennstoffs zu erzielen.

Aus der DE-AS 11 08 979 ist ein Einspritzverfahren für einen schnellaufenden Dieselmotor mit im Kolben liegendem rotationskörperförmigem Verbrennungsraum und schräg außerhalb der Mitte im Zylinderdeckel an­ geordneter Düse bekannt, bei der der Kraftstoff auf die Wandung des Brennraumes aufgespritzt und zugleich der einströmenden Luft eine solche Drehbewegung er­ teilt wird, daß hierdurch der als dünner Film auf die Brennraumwand aufgebrachte Kraftstoff in Dampfform von der Brennraumwand allmählich abgelöst, vermischt und verbrannt wird. Hierbei wird der Kraftstoff ent­ gegen der Luftbewegung oder senkrecht zu dieser mit solcher Stärke eingespritzt, daß er im wesentlichen ohne vorherige Zerstäubung unmittelbar an die Brenn­ raumwand gelangt. Zu diesem Zweck weist die Ein­ spritzdüse einen in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors so steuerbaren Nadelhub auf, daß aus der Dü­ senmündung beim Kaltstart bzw. niedriger Motordreh­ zahl mehr oder weniger breit zerstäubende, eine grö­ ßere Luftverteilung des Kraftstoffs im Brennraum her­ beiführende Kraftstoffstrahlen, dagegen bei Lastbe­ trieb bzw. hoher Drehzahl geschlossen bleibende, eine Luftverteilung des Kraftstoffes im Brennraum weitge­ hend ausschließende Kraftstoffstrahlen in Richtung auf die Brennraumwand austreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun­ de, ein Verfahren zum Steuern der Brennstoffvertei­ lung in einer Verbrennungskammer einer funkengezünde­ ten Verbrennungsmaschine sowie ein Brennstoffein­ spritzsystem mit einer Einspritzung in den freien Brennraum anzugeben, derart, daß die Lage der Brenn­ stoffwolke lastabhängig so variiert wird, daß eine bessere Brennstoffausnutzung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bei dem Brenn­ stoffeinspritzsystem erfindungsgemäß durch die Merk­ male des Anspruchs 3 gelöst.

Die Erfindung kennzeichnet sich somit durch ein Ver­ fahren zum Steuern der Brennstoffverteilung in einer Verbrennungskammer einer funkengezündeten Verbren­ nungsmaschine, wobei eine dosierte Menge von Brenn­ stoff in einem Gas unter Druck mitgenommen wird zur Bildung einer Brennstoff/Gas-Ladung und die Menge des Brennstoffs in Abhängigkeit von der Maschinenlast dosiert wird, wenn er zur Mitnahme in das Gas gelie­ fert wird, wobei die Brennstoff/Gas-Ladung durch eine Düse direkt in die Verbrennungskammer unter einem Einspritzdruck injiziert wird, der durch den Druck des Gases bestimmt ist, so daß der Brennstoff eine von dem Einspritzdruck abhängige Wegstrecke in die Verbrennungskammer eindringt, wobei die Brennstoff/Gas-La­ dung unter einem Einspritzdruck injiziert wird, wenn die Maschine bei einer Last oder Geschwindigkeit unterhalb eines vorgewählten Wertes betrieben wird, und der Einspritzdruck der Brennstoff/Gas-Ladung ab­ hängig davon erhöht wird, daß die Maschinenlast oder -geschwindigkeit den vorgewählten Wert über­ schreitet, so daß der Brennstoff bei Maschinenlasten oder -geschwindigkeiten oberhalb dieses vorgewählten Wertes eine größere Wegstrecke in die Verbrennungs­ kammer eindringt, und wobei der Brennstoff auf einer vorbestimmten Druckdifferenz über dem Gasdruck über den gesamten Maschinenlast- oder -geschwindigkeits­ bereich gehalten wird.

Die Erfindung kennzeichnet sich weiterhin durch ein Brennstoffeinspritzsystem für eine funkengezündete Verbrennungsmaschine, bei dem eine dosierte Menge von Brennstoff unter Druck in ein Gas eingebracht wird, um eine Brennstoff/Gas-Ladung zu bilden, die durch eine Düse in eine Verbrennungskammer der Maschine unter einem Einspritzdruck injiziert wird, der durch den Druck des Gases bestimmt ist, so daß der Brenn­ stoff eine von dem Einspritzdruck abhängige Weg­ strecke in die Verbrennungskammer eindringt, mit ei­ ner Vorrichtung zum Regulieren des Brennstoff- und des Gasdruckes, um eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen dem Brennstoff- und dem Gasdruck aufrecht­ zuerhalten, und mit einer Vorrichtung zum Erhöhen der regulierten Drücke in Abhängigkeit davon, daß die Maschinenlast oder -geschwindigkeit über einen vor­ bestimmten Wert ansteigt, wodurch, während die vor­ bestimmte Druckdifferenz aufrechterhalten wird, die Brennstoff/Gas-Ladung unter einem Einspritzdruck in­ jiziert wird, wenn die Maschine bei einer Last oder Geschwindigkeit unterhalb des vorbestimmten Wertes betrieben wird, und unter einem höheren Einspritz­ druck, wenn sie bei einer Last oder Geschwindigkeit oberhalb des vorbestimmten Wertes betrieben wird, um die Wegstrecke des Eindringens des Brennstoffs in die Verbrennungskammer zu verlängern.

Einer der Vorteile besteht darin, daß Gas weniger viskos als ein flüssiger Brennstoff ist und daher wird bei einer zu regelnden Situation der geregelte Gasdruck durch Fließgeschwindigkeitsänderungen im Druckregler nicht so beeinflußt. Dies bedeutet, daß die Druckdifferenz weniger empfindlich gegenüber Fließgeschwindigkeitsänderungen sowohl des Brenn­ stoffs als auch des Gases ist. Dieses Merkmal ist von besonderer Bedeutung in dem Fall, in dem die den Brennstoff und das Gas zuführenden Pumpen von der Maschine angetrieben werden und erheblich von deren Geschwindigkeit abhängen.

Es wir hier Bezug genommen auf die Änderung des Ein­ dringens des Brennstoffstroms durch Einstellung des Druckes für die Zuführung des Brennstoffs in die Ver­ brennungskammer in Abhängigkeit von einem Wechsel des Maschinen­ lastbedarfs, wobei dieser Bedarf auf verschiedene Arten festgestellt werden kann. Bei vielen Maschinenanwendungen ist die Maschinenge­ schwindigkeit unter den meisten Betriebsbe­ dingungen ein Maß für die Maschinenlast, ins­ besondere wenn die Maschine normalerweise innerhalb spezifischer Geschwindigkeitsbereiche betrieben wird, wie bei Außenbordschiffsmaschinen. Wenn demgemäß die Maschinengeschwindigkeit zweckmäßig erfaßt wird und relativ einfache Sensoren hierfür erforderlich sind, wird die Maschinengeschwindigkeit überwacht, um das Auftreten der Laständerung festzustellen, bei der eine Änderung des Eindringens des Brennstoffs zu bewirken ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch eine Zweitaktmaschine mit einem Brennstoff­ einspritzsystem für direkte Injektion in den Zylinder,

Fig. 2 eine teilweise Schnittdarstellung der Ansicht einer Brennstoffdosier- und -injektionseinheit, die für den Einsatz in der Maschine nach Fig. 1 geeignet ist, und

Fig. 3 eine Schnittansicht eines kombinierten Brennstoff- und Luftreglers für den Einsatz in der Einheit nach Fig. 2, zusammen mit schematisch dargestellten anderen Komponenten eines Brennstoffeinspritzsystems.

Die Maschine in Fig. 1 ist eine Einzylinder-Zwei­ taktmaschine von im wesentlichen bekannter Konstruktion mit einem Zylinder 110 einem Kurbelgehäuse 111 und einem im Zylinder 110 hin und her gehenden Kolben 112. Der Kolben 112 ist über eine Kolbenstange 113 mit einer Kurbelwelle 114 verbunden. Das Kurbelgehäuse 111 ist mit Lufteinlaßöffnungen 115 versehen, die mit bekannten Klappenventilen ausge­ stattet sind, und drei Durchgänge 116 (nur einer davon ist gezeigt) verbinden das Kurbel­ gehäuse mit zugeordneten Übertragungsöffnungen 117 und 118, von denen nur zwei gezeigt sind, während die dritte der Übertragungsöffnung 117 entspricht und der Übertragungsöffnung 118 gegenüberliegt.

Die Übertragungsöffnungen sind jeweils in der Wand des Zylinders 110 mit ihrer jeweils oberen Kante in der gleichen diametralen Zylinderebene ausgebildet. Eine Auslaßöffnung befindet sich ebenfalls in der Zylinderwand im wesentlich gegenüber der zentralen Über­ tragungsöffnung 118.

Ein abnehmbarer Zylinderkopf 121 weist einen Verbrennungsraum 122 auf, in den eine Zündkerze 123 hineinragt. Der Verbrennungsraum 122 ist im wesentlich symmetrisch zu der Zylinderachse angeordnet und die Zündkerze 123 befindet sich auf dieser Achse. Eine Brennstoff-Einspritzdüse 124 ist in der Wand des Zylinders 110 zwischen den Übertragungsöffnungen und dem Zylinder­ kopf vorgesehen. Im gezeigten Ausführungs­ beispiel befindet sich die Einspritzdüse 124 direkt über der zentralen Übertragungsöffnung 118.

Die Einspritzdüse 124 ist ein integraler Bestand­ teil eines Brennstoffdosier- und -einspritzsystems, durch welches von Luft mitgenommener Brennstoff direkt in die Verbrennungskammer der Maschine durch den Druck einer Luftquelle injiziert wird. Eine besondere Ausbildung einer Brenn­ stoffdosier- und -injektionseinheit ist in Fig. 2 dargestellt, welche repräsentativ ist für die Anwendung eines Brennstoff- und Luft­ druckregelsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Brennstoffdosier- und -injektionseinheit in Fig. 2 enthält eine geeignete Dosiervor­ richtung 130, zum Beispiel einen Kraftfahrzeug-Dros­ selkörperinjektor, die mit einem eine Haltekammer 132 aufweisenden Injektorkörper 131 gekoppelt ist. Brennstoff wird von einer nicht gezeigten Brennstoffpumpe durch eine Brennstoff­ einlaßöffnung 133 zu der Dosiervorrichtung 130 geführt, welche in Übereinstimmung mit dem Maschinenbrennstoffbedarf eine bestimmte Menge Brennstoff in die Haltekammer 132 abgibt. Zur Dosiervorrichtung gelieferter überschüssiger Brennstoff wird über eine Brennstoffrückführ­ öffnung 134 zu einem Brennstoffreservoir zurückgegeben. Die besondere Ausbildung der Brennstoff-Dosiervorrichtung 130 ist nicht wesentlich, so daß jede geeignete Vorrichtung hierfür benutzt werden kann.

Im Betrieb wird die Haltekammer 132 durch durch eine Lufteinlaßöffnung 145 im Injektor­ körper 131 zugeführte Luft unter Druck gesetzt. Ein Einspritzventil 143 wird betätigt, um der unter Druck stehenden Luft zu ermöglichen, die dosierte Menge Brennstoffs aus der Halte­ kammer 132 durch eine Einspritzdüse 142 in eine Verbrennungskammer der Maschine aus zu­ treiben. Das Einspritzventil 143 der Einspritz­ düse ist ein Ringventil, das sich nach innen in die Verbrennungskammer öffnet, d. h. von der Haltekammer aus nach außen.

Das Einspritzventil 143 ist über einen Ventil­ schaft 144, der durch die Haltekammer 132 hindurchgeht, mit dem Anker 141 eines Elektromagneten 147 verbunden, der innerhalb des Injektorkörpers 131 angeordnet ist. Das Einspritzventil 143 wird durch eine Scheiben­ feder 140 in die geschlossene Stellung vorge­ spannt und durch Erregen des Elektromagneten 147 geöffnet. Die Erregung des Elektromagneten 147 wird in zeitlicher Beziehung zum Maschinen­ zyklus gesteuert, um die Zuführung des Brenn­ stoffs aus der Haltekammer 132 in die Ver­ brennungskammer der Maschine zu bewirken.

Der Brennstoff wird von der Dosiervorrichtung 130 gegen den Druck der in der Haltekammer 132 befindlichen Luft in diese eingespeist. Dem­ gemäß ist der Unterschied in den Drücken zwischen der Brennstoffzuführung in der Dosiervorrichtung und der Luft in der Halte­ kammer wesentlich für die Brennstoffmenge, die in die Haltekammer eingespeist wird.

Für die Genauigkeit der Brennstoffdosierung ist es, sowohl aus dem Gesichtspunkt der Brennstoffausnutzung als auch aus dem der Abgasemissionskontrolle, wichtig, diese Druckdifferenz wirksam zu steuern.

Fig. 3 stellt ein Brennstoffeinspritzsystem dar, mit einem kombinierten Brennstoff- und Luft­ regler, der geeignet ist für den Einsatz mit der Brennstoffdosier- und Injektionseinheit nach Fig. 2. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß dieser Regler gemäß Fig. 3 auch für andere Brennstoffdosier- und -injektionseinheiten verwendet werden kann und somit nicht auf die­ jenige nach Fig. 2 begrenzt ist.

Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung weist eine Brennstoffdosier- und -injektionseinheit 5 auf, der Luft von einem Kompressor 2 und Brennstoff von einem Reservoir 6 jeweils über einen Regler 10 zugeführt werden. Der Brennstoff wird aus dem Reservoir 6 durch eine Niederdruck­ pumpe 3 über einen Durchgang 18 im Regler 10 zu einer Hochdruckpumpe 7 geliefert.

Der Regler 10 besitzt ein Brennstoffdruckregel­ teil 9 und ein Luftdruckregelteil 11, die in integrierter Bauweise zusammengefaßt sind. Eine Brennstoffregelkammer 12 besitzt eine aus einer flexiblen Membran 13 gebildete Wand, die entlang ihrer Umfangskante befestigt ist. An der Membran 13 ist ein Ventilelement 14 befestigt, das mit einer in einer der Membran 13 gegenüberliegenden Wand 17 der Brennstoff­ regelkammer vorgesehenen Öffnung 15 zusammenwirkt.

Die Öffnung 15 ist mit dem Durchgang 18 für den unter niedrigem Druck stehenden Brennstoff verbunden, die ihrerseits mit der Druckseite der Niederdruckpumpe 3 und der Saugseite der Hochdruckpumpe 7 verbunden ist.

Ein Durchgang 20 im Einlaß für den unter hohem Druck stehenden Brennstoff verbindet die Druckregelkammer 12 mit der Druckseite der Hochdruckpumpe 7. Ein Einwegventil 21 zwischen dem Durchgang 18 und der Brennstoffregelkammer 12 ist nur leicht vorbelastet, so daß während des Startvorganges unter niedrigem Druck stehender Brennstoff aus dem Durchgang 18 durch die Brennstoffregelkammer 12 abfließen kann, um den Hochdruckbrennstoffkreis und die Einheit 5 von Luft zu reinigen.

Die Membran 13 wird von einer Feder 25 so beauf­ schlagt, daß das Ventilelement 14 normalerweise die Öffnung 15 verschließt. Eine Federstütz­ platte 24 liegt normalerweise an einem Anschlag 19 an, der auf einer Endwand 26 des Regelkörpers angeordnet ist. Die Federstützplatte 24 ist an einer Membran 27 befestigt, die einen Steuerraum 28 unterteilt. Ein Bereich 29 des Steuerraums auf der Federseite der Membran 27 liegt über eine Öffnung 22 an Atmosphärendruck, während ein Bereich 30 auf der entgegenge­ setzten Seite der Membran 27 über eine Öffnung 31 und ein elektromagnetisch betätigtes Ventil 49 wahlweise mit der regelbaren Luftquelle ver­ bunden sein kann. Wenn dem Bereich 30 des Steuerraums 28 Druckluft über die Öffnung 31 zugeführt wird, werden die Membran 27 und die Federstützplatte 24 nach rechts bewegt, wie aus der Figur ersichtlich ist, um die Feder 25 weiter zusammen zu drücken. Die Bewegung der Federstützplatte 24 nach rechts ist begrenzt durch ihren Randsteg 32, der gegen eine ringförmige Schulter 33 des Regelkörpers stößt.

Wenn der Druck des Brennstoffs in der Brennstoff­ regelkammer 12 den geregelten Druck über­ schreitet, wird die Membran 13 entgegen der Wirkung der Feder 25 versetzt und das Ventil­ element 14 aus der Öffnung 15 herausbewegt, wodurch Brennstoff durch die Öffnung 15 zum Durchgang 18 fließen kann und somit der Druck in der Brennstoffregelkammer 12 auf den geforderten Wert herabgesetzt werden kann.

Es ist ersichtlich, daß die Ausübung des steuernden Luftdrucks auf den Bereich 30 des Steuerraums 28 den Federdruck auf die Membran 13 um einen vorgegebenen Betrag erhöht, wodurch wiederum der Freigabedruck des Ventilelements 14 und entsprechend der Druck des von der Hochdruckpumpe 7 zur Brenn­ stoffdosier- und -injektionseinheit 5 ge­ lieferten Brennstoffs erhöht werden.

Um den erforderlichen Druck der dem Bereich 30 des Steuerraums 28 zugeführten Luft herab­ zusetzen, kann eine nicht gezeigte Feder zwischen der Federstützplatte 24 und der Endwand 26 vorgesehen sein, die der Feder 25 teilweise entgegenwirkt.

Die elektromagnetische Betätigung des Ventils 49 zur Erhöhung des Brennstoffzuführungsdruckes kann über einen geeigneten Maschinenge­ schwindigkeitsmesser bewirkt werden, durch den ein Schalter bei Erreichen einer vorbe­ stimmten Maschinengeschwindigkeit betätigt wird. Über diesen Schalter wird der das Ventil 49 betätigende Elektromagnet erregt, so daß Luft von der geregelten Luftquelle der Injektoreinheit 5 in den Bereich 30 des Steuerraums 28 gelenkt wird. Der von dieser Luft auf die Membran 27 ausgeübte Druck bewegt die Federstützplatte 24 in der Weise, daß der Randsteg 32 gegen die Schulter 33 stößt, wodurch die von der Feder 25 auf die Membran 13 ausgeübte Kraft um einen bestimmten Betrag steigt.

Der Betrieb des Ventils 49 und des Steuerraums 28 können so erfolgen, daß mehr als eine Erhöhung des geregelten Brennstoffdrucks möglich ist. Alternativ hierzu kann eine elektrisch betätigte Vorrichtung zur Vor­ nahme der Einstellung verwendet werden. Dabei kann der durch die Vorrichtung geführte Strom verändert werden, um die Bewegung der Membran entsprechend zu steuern.

Die Funktion des elektromagnetisch betätigten Ventils 49 ist vorzugsweise mit einer Hysterese ausgestattet, um ein "Jagen" zwischen dem alternativen Brennstoffdruck zu verhindern.

Der Brennstoffdruckregelteil kann auch als individueller Brennstoffdruckregler ausgebildet werden, indem der geregelte Druck während des Betriebs variabel ist. Der Wunsch nach einem einstellbaren Injektionsdruck wurde bereits erörtert als ein Mittel zur Veränderung des Eindringens des Brennstoffs in die Ver­ brennungskammer, und dies ist in gleicher Weise anwendbar auf Einspritzsysteme, bei denen flüssiger Brennstoff allein injiziert oder bei denen der Brennstoff von Luft oder einem anderen geeigneten Gas mitgenommen wird. Demgemäß kann der Brennstoffdruckregelteil zur Regelung des variablen Drucks in Ein­ spritzsystemen verwendet werden, bei denen flüssiger Brennstoff allein injiziert wird.

Die Brennstoffregelkammer 12 steht über einen Durchgang 35 mit einer Kammer 36 im Luftdruck­ regelteil 11 in Verbindung und ist von einer Luftdruckkammer 37 durch eine Membran 38 getrennt. Die Luftdruckkammer 37 ist über einen Durchgang 39 mit dem Kompressor 2 verbunden, und ein Luftauslaß 40 führt von der Kammer 37 zur Injektoreinheit 5. Die Membran 38 trägt einen Ventilkörper 41, der mit einer mit einer Luftumgehungsleitung 43 verbundenen Öffnung 42 zusammenwirkt.

Eine Feder 45 übt Druck auf die Membran 38 in der Weise aus, daß das vom Ventilkörper 41 gebildete Ventil normalerweise offen gehalten wird. Demgemäß ist die Öffnung 42 frei, wenn der Luftdruck in der Kammer 37 und die Kraft der Feder 45 zusammen groß genug sind, um die vom Brennstoffdruck in der Kammer 36 auf die Membran 38 ausgeübte Kraft zu überwinden.

Es ist daher davon auszugehen, daß der Luft­ druck immer um einen Betrag, der der durch die Feder 45 auf die Membran 38 ausgeübten Kraft entspricht, kleiner ist als der Brennstoff­ druck.

Der vorbeschriebene Regler regelt im Betrieb relativ zum Atmosphärendruck den Druck des von der Hochdruckpumpe 7 zur Brennstoff­ injektionseinheit 5 gelieferten Brennstoffs, und regelt relativ zum Brennstoffdruck den Druck der zur Injektionseinheit gelieferten Luft, so daß während des Betriebs der Brennstoff­ injektionseinheit eine vorgegebene Differenz zwischen den Drücken des Brennstoffs und der Luft besteht. Durch Ausübung eines Luftdruckes auf den Bereich 30 des Steuerraums 28 kann zusätzlich der geregelte Brennstoffdruck um einen vorgegebenen Betrag erhöht werden, wobei sich der Luftdruck ebenfalls um den gleichen Betrag erhöht, so daß die gleiche Differenz zwischen den Drücken des Brennstoffs und der Luft, die jeweils der Brennstoffdosier- und -injektionseinheit zugeführt werden, auf­ rechterhalten wird. Die Eindringtiefe des Brennstoffstroms kann so geändert werden, ohne daß weitere Einstellungen oder Korrekturen hinsichtlich der Dosierung des Brennstoffs erforderlich sind.

Der Grad der Änderung des Druckes der zur Zuführung des Brennstoff/Luft-Gemisches zu der Verbrennungskammer vorgesehenen Luft wird für jede Maschine experimentell bestimmt, wobei er im wesentlichen von der Geometrie der Maschine abhängt, sowie ebenfalls der erforderliche Grad des Eindringens des Brennstoffs in Abhängigkeit von den Last- oder Geschwindigkeits­ bedingungen. In einem bestimmten, auf eine Zweitaktmaschine anwendbaren Ausführungs­ beispiel mit einem Hubraum von 0,4 l je Verbrennungskammer wird der Luftdruck von 250 auf 500 kPa bei einer Maschinengeschwindig­ keit von 2500 U/min erhöht, wobei diese Ge­ schwindigkeit im mittleren Geschwindigkeits­ bereich der Maschine liegt.

In der vorliegenden Beschreibung wurde Bezug genommen auf eine Zweitaktmaschine mit Funkenzündung und hin- und hergehendem Kolben, jedoch ist die Erfindung auch anwendbar auf funkengezündete Viertaktmaschinen und/oder andere Ausgestaltungen wie zum Beispiel Drehkolbenmaschinen. Die Erfindung ist anwendbar auf Verbrennungsmaschinen für sämtliche Ver­ wendungen und trägt insbesondere zu einer Brennstoffersparnis und zur Kontrolle der Abgasemissionen bei Maschinen für oder in Fahrzeugen wie Automobilen, Motorrädern und Schiffen bei, wobei auch Außenbordschiffs­ maschinen eingeschlossen sind.

Claims (8)

1. Verfahren zum Steuern der Brennstoffverteilung in einer Verbrennungskammer (122) einer funkengezündeten Verbrennungsmaschine, wobei eine dosierte Menge von Brennstoff von einem Gas unter Druck mitgenom­ men wird zur Bildung einer Brennstoff, Gas-Ladung und die Menge des Brennstoffs in Abhängigkeit von der Maschinenlast dosiert wird, wenn er zur Mitnahme in das Gas geliefert wird, wobei die Brennstoff/Gas-Ladung durch eine Düse (124) direkt in die Verbrennungskammer (122) unter einem Einspritzdruck injiziert wird, der durch den Druck des Gases bestimmt ist, so daß der Brenn­ stoff eine von dem Einspritzdruck abhängige Weg­ strecke in die Verbrennungskammer (122) eindringt, wobei die Brennstoff/Gas-Ladung unter einem Ein­ spritzdruck injiziert wird, wenn die Maschine bei einer Last oder Geschwindigkeit unterhalb eines vorgewählten Wertes betrieben wird, und der Ein­ spritzdruck der Brennstoff/Gas-Ladung abhängig davon erhöht wird, daß die Maschinenlast- oder -geschwindigkeit den vorgewählten Wert überschreitet, so daß der Brennstoff bei Maschi­ nenlasten oder -geschwindigkeiten oberhalb dieses vorgewählten Wertes eine größere Wegstrecke in die Verbrennungskammer (122) eindringt, und wobei der Brennstoff auf einer vorbestimmten Druckdifferenz über dem Gasdruck über den gesam­ ten Maschinenlast- oder -geschwindigkeitsbe­ reich gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Einspritzdruckes bewirkt wird durch Änderung des Brennstoffdruckes in Abhängig­ keit von der Änderung der Maschinenlast- oder -geschwindigkeit und durch Regulieren des Gas­ druckes relativ zum Brennstoffdruck, um die vor­ bestimmte Druckdifferenz über den gesamten Maschi­ nenlast- oder -geschwindigkeitsbereich auf­ rechtzuerhalten.

3. Brennstoffeinspritzsystem für eine funkengezündete Verbrennungsmaschine, bei dem eine dosierte Menge von Brennstoff unter Druck in ein Gas eingebracht wird, um eine Brennstoff/Gas-Ladung zu bilden, die durch eine Düse (124) in eine Verbrennungskammer (122) der Maschine unter einem Einspritzdruck injiziert wird, der durch den Druck des Gases bestimmt ist, so daß der Brennstoff eine von dem Einspritzdruck abhängige Wegstrecke in die Verbrennungskammer (122) eindringt, mit einer Vorrichtung (10) zum Regulieren des Brenn­ stoff- und des Gasdruckes, um eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen dem Brennstoff- und dem Gasdruck aufrechtzuerhalten, und mit einer Vor­ richtung (49) zum Erhöhen der regulierten Drücke in Abhängigkeit davon, daß die Maschinenlast- oder -geschwindigkeit über einen vorbestimmten Wert ansteigt, wodurch, während die vorbestimmte Druck­ differenz aufrechterhalten wird, die Brennstoff/Gas-La­ dung unter einem Einspritzdruck injiziert wird, wenn die Maschine bei einer Last oder Ge­ schwindigkeit unterhalb des vorbestimmten Wertes betrieben wird, und unter einem höheren Einspritz­ druck, wenn sie bei einer Last oder Geschwindig­ keit oberhalb des vorbestimmten Wertes betrieben wird, um die Wegstrecke des Eindringens des Brenn­ stoffs in die Verbrennungskammer (122) zu verlän­ gern.

4. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Regulieren (10) des Brenn­ stoff- und des Gasdruckes so ausgebildet ist, daß sie den Brennstoffdruck in Abhängigkeit von der Änderung der Maschinenlast- oder -geschwindig­ keit ändert und den Gasdruck relativ zum Brenn­ stoffdruck reguliert, um die vorbestimmte Diffe­ renz aufrechtzuerhalten.

5. System nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (10) zum Regulieren des Brennstoff- und des Gasdruckes mit einer ersten Einrichtung (9) zum Regulieren des Brennstoffdrucks auf einen ersten vorbestimmten Druck oberhalb des Atmosphärendrucks und einer zweiten Einrichtung (11) zum Regulieren des Gas­ drucks auf einen zweiten vorbestimmten Wert unter­ halb des ersten vorbestimmten Druckes des Brenn­ stoffs.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung (9) aufweist: eine Brennstoffkammer (12) und eine Luftkammer (30), die durch eine bewegbare Wand (13) getrennt sind, eine Brennstoffeinlaßöffnung (20) und eine Brenn­ stoffrückführungsöffnung (15) in der Brennstoff­ kammer (12), eine Einrichtung (14) zum wahlweisen Öffnen der Brennstoffrückführungsöffnung (15) in Abhängigkeit von der Bewegung der Wand (13) in einer Richtung, eine der Bewegung der Wand (13) in dieser Richtung entgegenwirkende Vorspanneinrich­ tung (25), und eine Öffnung (22) in der Luftkammer (30) für den Zugang von atmosphärischer Luft zu dieser, wobei die Vorspanneinrichtung (25) und die atmosphärische Luft in der Luftkammer (30) zusam­ men eine Bewegung der Wand (13) ermöglichen, um die Brennstoff-Rückführungsöffnung (15) zu öffnen, wenn der Druck des Brennstoffs in der Brennstoffkammer (12) oberhalb des ersten vorbestimmten Druckes ist.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung (11) aufweist: eine Gaskammer (37) und eine weitere Brennstoffkammer (36), die durch eine weitere bewegbare Wand (38) zwischen ihnen getrennt sind, wobei die weitere Brennstoffkammer (36) mit der Brennstoffkammer (12) der ersten Einrichtung (9) verbunden ist und eine Gaseinlaßöffnung (39) und eine Gasumgehungs­ öffnung (42) in der Gaskammer (37) vorgesehen sind, eine Einrichtung (41) zum wahlweisen Öffnen der Gasumgehungsöffnung (42) in Abhängigkeit von der Bewegung der weiteren Wand (38) in einer Rich­ tung, eine weitere Vorspanneinrichtung (45), die die weitere Wand (38) zur Bewegung in dieser einen Rich­ tung vorspannt, wobei die weitere Vorspanneinrich­ tung (45) und der Druck in der Gaskammer (37) eine Bewegung der weiteren Wand (38) bewirken, um die Gasumgehungsöffnung (42) zu öffnen, wenn der Druck in der Gaskammer (37) oberhalb des zweiten vorbe­ stimmten Wertes ist.

8. System nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (49) zum wahlweisen Erhöhen der von der Vorspanneinrichtung (25) ausgeübten Kraft, um den ersten vorbestimmten Druck des Brennstoffs zu erhöhen.