DE3732259A1 - Verfahren und vorrichtung zum einspritzen von kraftstoff in einen verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kraftstoffeinspritz­ vorrichtungen für Verbrennungsmotoren und ins­ besondere auf Kraftstoffeinspritzvorrichtungen, bei denen eine zugemessene Kraftstoffmenge durch Mitführen des Kraftstoffes in einem Gas oder durch anderweitiges Zuführen von unter Druck stehendem Gas zum Kraftstoff dem Motor eingespritzt wird.

Es sind Kraftstoffeinspritzvorrichtungen bekannt, bei denen ein durch den Motor angetriebener Kompressor eine unter Druck stehende Gasquelle für die Einspritzung des Kraftstoffs in den Motor bildet. Obwohl die Ausbildung eines Kompressors als Gasquelle keine wesentlichen funktionellen Nachteile aufweist, stellt der Kompressor eine erhebliche Kostenkomponente sowohl vom Gesichtspunkt der Herstellung als auch der Installation dar.

Diese Betrachtung ist insbesondere in Hinsicht auf Kraftstoffeinspritzvorrichtungen von Wichtigkeit, die in in großen Mengen als Massen­ produkt hergestellte Motoren großen Volumens eingebaut werden sollen, wie beispielsweise in Kraftfahrzeug- oder Außenbordschiffsmotoren.

Unabhängige Kompressoren verlangen auch ein geeignetes Schmiersystem und Antriebsübertragungs­ mittel vom Motor, die weiterhin zur Erhöhung der Herstellungs- und Einbaukosten beitragen und in wenigem großen Ausmaße zu erhöhten Sicherheitsrisiken und Servicekosten. Sie müssen üblicherweise an dem Äußeren des Motors mit einer geeigneten Antriebsverbindung zur Kurbelwelle oder Nockenwelle, wie beispielsweise mit einem Riemenantrieb, befestigt sein.

Diese Anordnung bringt gewöhnlich eine unerwünschte Erhöhung der gesamten Abmessung des Motors mit sich.

Aus der US-PS 21 34 786 (Ivan P. Haring) ist eine funkengezündete Zweitaktverbrennungsmaschine bekannt, bei der aus den Zylindern abgezogenes Abgas dazu verwendet wird, bei der Zerstäubung des Kraftstoffs mitzuwirken und den Kraftstoff über eine zugehörige Saugleitung in den Motor zu leiten. Obwohl die Haring-Druckschrift eine Zuführung von Gas unter Druck durch Abziehen von Abgas aus dem Zylinder vor dem Öffnen der Abgas­ öffnung zur Verfügung stellt, wird das abgezogene Abgas hauptsächlich als Wärmequelle zur Zer­ stäubung des Kraftstoffs in der Vergaservor­ richtung und zum Halten des zerstäubten Kraftstoffs auf einem relativ niedrigen Druck in der Saug­ leitung verwendet. Der Druck in der Saugleitung muß dort nur ausreichend sein, damit die Kraft­ stoffwolke in den Zylinder gegen den dort aufgrund der Lüfter unterstützten Spülung nach dem Schließen des Lufteinlasses und der Auslaßöffnungen herrschenden Druck strömen kann.

Es ist aus einer Vielzahl von Konstruktions­ gesichtspunkten des von Haring vorgeschlagenen Kraftstoffversorgungssystems offensichtlich, daß der zerstäubte Kraftstoff in den Zylinder bei einem vergleichsweisen niedrigen Druck eintritt und somit ist diese Vorrichtung nicht geeignet, in eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen modernen Motor direkt in den Zylinder eingebaut zu werden, bei dem der Kraftstoff relativ spät im Verdichtungshub an den Zylinder geliefert wird, wenn der Druck des Gases in dem Zylinder sehr hoch ist.

In Hinsicht auf das Timing des Abzuges des Abgases im Arbeitsspiel des Motors muß berücksichtigt werden, daß aufgrund der Verwendung von nocken­ betätigten Tellerventilen zum Abziehen des Abgases die Eigenschaften dieser mechanischen Anordnung bedingen, daß das Abgasabzugsventil für einen merkbaren Zeitraum offen ist und somit ein erheblicher Leistungsverlust auftreten würde, wenn der Abgasabzug während eines Zeitraums maximalen Drucks oder hohem Druck im Zylinder durchgeführt würde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einspritzung von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor durch eine Gasladung zu schaffen, bei denen ein üblicher Kompressor als Mittel für eine Gasversorgung zur Durchführung der Kraftstoff­ einspritzung verlangt wird, eine sichere und wirksame Betriebsweise gewährleistet wird, die Herstellungskosten und Einbaukosten geringer sind als bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Es wird ein Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in einen eine oder mehrere Verbrennungskammern aufweisenden Verbrennungs­ motor vorgeschlagen, bei dem eine in einer Gasladung mitgeführte zugemessene Kraftstoff­ menge in einen Motor geliefert wird, wobei weiterhin das Gas von mindestens einer Ver­ brennungskammer des Motors an ein Gasreservoir geliefert wird, die Zufuhr des Gases zu dem Reservoir in der Weise gesteuert wird, daß das Gas im Reservoir über einem bestimmten Druckwert gehalten wird und das Gas bei einem geregelten Druck unter dem vorbestimmten Druck aus dem Gasreservoir zur Durchführung der Einspritzung des Kraftstoffes in den Motor geliefert wird.

Die Verbindung zwischen dem Gasreservoir und der Verbrennungskammer wird dann hergestellt, wenn der Gasdruck in der Verbrennungskammer um einen bestimmten Wert über dem vorbestimmten Druck liegt. Eine oder mehrere Öffnungen festen oder variablen Strömungsquerschnittes können vorgesehen sein, um eine Druckdifferenz zwischen dem Gas in der Verbrennungskammer und dem Gas in dem Gasreservoir herzustellen. Die Öffnung oder die Öffnungen mit festem Strömungs­ querschnitt können einen Anfangsdruckabfall vom Gasdruck in der Verbrennungskammer her­ stellen, während die Regelung des Druckes am Reservoir durch einen variablen Strömungs­ anforderungsregler gesteuert wird. Wenn Öffnungen mit variabler Strömungsfläche vorge­ sehen sind, kann die Druckregelung in dem Reservoir vollständig durch Veränderung der Fläche der Öffnungen gesteuert werden.

In einem Ausführungsbeispiel wird das Gas durch eine gesteuerte Öffnung aus der Verbrennungs­ kammer in eine Zwischenkammer geliefert und aus dieser Zwischenkammer wird das Gas in das Gasreservoir in der Weise überführt, daß der vorbestimmte Druck in dem Gasreservoir aufrechterhalten wird.

In einer Abwandlung des obigen Verfahrens wird der Druck aus der Verbrennungskammer dazu verwendet, eine über einen Regler an das Gasreservoir gelieferte Luftladung zu komprimieren. Die Luftladung ist vorzugsweise in einer Kompressionskammer angeordnet, in die das Gas von der Verbrennungskammer zyklisch zur Komprimierung des Gases zugelassen wird. Die Luft kann aus dem Kurbelgehäuse in die Kompressionskammer gefördert werden, wobei in dem Kurbelgehäuse des Motors die Luft zu einem geringen Grad durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens komprimiert wird. Es kann eine Anordnung von Einwegventilen vorgesehen sein, wobei zwischen jeder Gaszufuhr von der Verbrennungs­ kammer zur Kompressionskammer diese von dem Gas aus der Verbrennungskammer gespült wird, so daß in der Kompressionskammer keine An­ sammlung von Gas aus der Verbrennungskammer auftritt.

Durch die vorliegende Erfindung wird auch ein Verfahren der Kraftstoffeinspritzung für einen Verbrennungsmotor mit einer oder mehreren Ver­ brennungskammern vorgeschlagen, bei dem eine zugemessene Kraftstoffmenge in einer Gas­ ladung mitgeführt wird und direkt in jeder Verbrennungskammer zu jedem Arbeitsspiel durch den Druck der Gasladung eingespritzt wird. Das Gas wird von mindestens einer Verbrennungs­ kammer des Motors an ein Gasreservoir ge­ liefert, wobei die Gaszufuhr zu dem Gasreservoir in der Weise gesteuert wird, daß es darin auf einem Druckwert gehalten wird, der über die Durchführung einer direkten Kraftstoffeinspritzung in die Verbrennungskammer des Motors ausreicht, und wobei das Gas bei einem geregelten Druck von dem Gasreservoir geliefert wird, ohne die Einspritzung des Kraftstoffes in die Ver­ brennungskammer durchzuführen.

Vorzugsweise liegt der vorbestimmte Druck in dem Gasreservoir über dem in der Verbrennungskammer vor der Zündung der kompri­ mierten Kraftstoff-Luftladung maximalen Druck. Der Druck in der Verbrennungskammer steigt nach der Zündung weiterhin.

Die Aufrechterhaltung eines hohen Druckes in dem Gasreservoir und die Verwendung eines niedrigeren geregelten Druckes für die Förderung des Kraftstoffes verringern die tatsächlichen Druckverluste in der Verbrennungskammer als Ergebnis der Entziehung des Gases für die Einspritzung des Kraftstoffs. Diese Ver­ ringerung des Druckverlustes in der Verbrennungs­ kammer verringert entsprechend dem folgenden Verlust an Motorleistung. Weiterhin ist auch eine Verkürzung des Zeitraumes vorhanden, bei dem das Gas von der Verbrennungskammer in das Gasreservoir strömt und daher sind die Bauteile in diesem Strömungspfad für eine geringere Zeit den Verbrennungsgasen hoher Temperatur ausgesetzt. Somit wird eine wirksame Betriebsweise und die Lebensdauer dieser Bau­ teile verbessert.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei modernen Motoren mit elektronisch gesteuerter Kraftstoff­ einspritzung der maximale Verbrennungskammer­ druck an unterschiedlichen Punkten im Arbeits­ spiel abhängig von Faktoren, wie Einspritz- und Zündzeitpunkt, die mit der Motorlast und der Motorgeschwindigkeit veränderbar sind, auftreten kann. Die vorgeschlagene Kraftstoff­ einspritzvorrichtung entzieht der Verbrennungs­ kammer das Gas auf der Grundlage der Druck­ bedingungen und ist somit nicht an einer festen Zeitabhängigkeit zu dem Arbeitsspiel des Motors gebunden.

Zusätzlich zu dem oben angeführten Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung wird entsprechend der vorliegenden Erfindung auch eine Kraftstoff­ einspritzvorrichtung für einen Verbrennungs­ motor vorgeschlagen, der eine Zumeßeinheit zur Vorbereitung einer zugemessenen Kraftstoff­ menge in Abhängigkeit von der Kraftstoff­ anforderung des Motors, Mittel zur selektiven Förderung der zugemessenen Kraftstoffmenge in den Motor durch Mitführen in einer von einem Gasreservoir gelieferten Gasladung aufweist. Weiterhin ist eine Einrichtung vorge­ sehen, die das Gas von mindestens einer Ver­ brennungskammer des Motors in das Gasreservoir fördert, eine Steuereinheit zur Steuerung der Förderung des Gases von der Verbrennungs­ kammer an das Gasreservoir in der Weise, daß der Druck im Gasreservoir über dem Druck für die Einspritzung des Kraftstoffs in den Motor benötigten Druck liegt, und es sind weiterhin Mittel zur Lieferung des Gases vom Gasreservoir bei einem geregelten Druck zur Durchführung der Einspritzung des Kraftstoffs in den Motor vorgesehen.

Vorzugsweise ist eine ventilgesteuerte Öffnung vorgesehen, durch die die Verbindung zwischen dem Reservoir und der Verbrennungskammer des Motors hergestellt wird. Das Ventil ist vorzugs­ weise derart angeordnet, daß es in Abhängigkeit von einem Druckunterschied öffnet. In einer bevorzugten Ausführung wird der Druckunterschied derart gewählt, daß das Ventil öffnet, wenn das Gas in der Verbrennungskammer nahe dem maximalen pro Arbeitsspiel erreichten Druck ist, wobei dieser maximale Druck nach der Zündung der Kraft­ stoffladung in der Verbrennungskammer auftritt. Der Öffnunggrad des Ventils ist veränderbar, so daß der Druckunterschied zwischen der Verbrennungs­ kammer und dem Reservoir bei steigendem Druck in dem Reservoir gesteuert werden kann.

In einem Ausführungsbeispiel wird der Kraft­ stoff in die Verbrennungskammer über eine ventilgesteuerte, am Ende eines Düsenkörpers mit einem sich axial erstreckenden Kraftstoff­ durchgang angeordneten Kraftstofföffnung. Das Gasreservoir wird durch einen ringförmigen Hohlraum gebildet, der koaxial um den Kraft­ stoffdurchgang herum im Düsenkörper angeordnet ist. Eine Vielzahl von Öffnungen sind in einer kreisförmigen Ausbildung in die Kraftstoff­ öffnung herum angeordnet, um eine Verbindung zwischen dem ringförmigen Hohlraum und der Verbrennungskammer herzustellen. Eine Regel­ hülse ist gleitend koaxial in dem Hohlraum angeordnet und weist eine erste kreisring­ förmige Fläche, die zu der Vielzahl von Öffnungen gerichtet ist, und eine gegenüber­ liegend ausgerichtete zweite kreisringförmige Fläche auf. Die zweite Fläche ist größer als die erste Fläche, die den Öffnungen ausgesetzt ist, wenn die erste Fläche gegen sie gedrückt wird. Eine Feder oder ähnliche elastische Mittel ist zwischen dem Düsenkörper und der Hülse im vorgespannten Zustand angeordnet, um die Hülse dazu zu zwingen, sich in einer Richtung zu bewegen, die der Fläche gegenüberliegt, durch die der auf die zweite Fläche wirkende Gasdruck in dem Hohlraum der Hülse die Be­ wegung mitgeteilt wird.

In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der den Kraftstoffdurchgang umgebende Hohlraum das Gasreservoir und die erste Fläche der Hülse arbeitet direkt oder über einen Dicht­ ring mit den Öffnungen zum selektiven Öffnen und Schließen zusammen. Der Druck des Gases in dem Hohlraum wirkt auf die zweite Fläche der Hülse und widersteht der Bewegung der Hülse in einer Richtung, in der die Öffnungen geöffnet werden und Gas in den Hohlraum aus der Verbrennungskammer strömen kann. Die durch die vorgespannten Federn auftretende Kraft und der auf die erste Fläche der Hülse wirkende Druck des Gases aus der Verbrennungskammer arbeiten zusammen, um die Bewegung der Hülse in eine Richtung, in der die Öffnungen geöffnet sind und Gas in den Hohlraum eintreten kann, zu unterstützen. Die resultierenden Wirkungen der jeweiligen auf die erste und zweite Fläche gerichteten Gasdrücke und die auf die Hülse wirkende Federkraft regelt den Druck des Gases in dem Hohlraum auf einen vorbestimmten Wert unter dem Gasdruck in der Verbrennungskammer.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nach­ folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Kraftstoffeinspritzvorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein erstes Aus­ führungsbeispiel einer Gasgewinnungs- und -speichereinheit,

Fig. 3 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gas­ gewinnungs- und -speichereinheit,

Fig. 4 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Gas­ gewinnungs- und -speichereinheit,

Fig. 4A eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches A aus Fig. 4,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung durch ein viertes Ausführungsbeispiel der Gasgewinnungs- und -speicher­ einheit,

Fig. 6 eine Teilansicht auf den Zylinder­ kopf eines Motors, wobei die darin eingebaute Gasgewinnungs­ vorrichtung im Längsschnitt gezeigt ist,

Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht des Bereiches A aus Fig. 6, und

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Kraftstoffeinspritz­ vorrichtung für einen Mehr­ zylindermotor, der die Vor­ richtungen nach Fig. 6 und 7 enthält.

In Fig. 1 ist eine typische Vorrichtung zur Kraftstoffzufuhr an eine Verbrennungsmaschine 10 dargestellt, die einen Kraftstofftank 12, eine Kraftstoffpumpe 14 zur Förderung von Kraftstoff zu einer Kraftstoffzumeßeinheit 16 bei einem durch den Regler 18 festgesetzten Druck aufweist. Die zugemessenen Kraftstoff­ mengen werden einer Einspritzeinheit 20 zur Einspritzung in die Verbrennungskammer 22 des Motors zugeführt. Die eingespritzte Kraft­ stoffmenge wird durch einen elektronischen Prozessor 24 festgelegt, der den Kraftstoff­ anforderungen des Motors entsprechende Eingangs­ signale vom Motor 10 erhält.

Die Einspritzung der zugemessenen Kraftstoffmenge wird dadurch bewirkt, daß der Kraftstoff in einem Gas bei einem Druck, der ausreicht, um den Kraft­ stoff in die Verbrennungskammer gegen den darin herrschenden Druck einzuspritzen, mitgeführt wird. Das Gas wird von einer Gasgewinnungs- und Speichereinheit 25 geliefert, die ein Gas­ reservoir bei geregeltem Druck durch Extraktion des Gases aus der Verbrennungskammer bildet, wenn das Gas einen Druck über dem geregelten Gasdruck aufweist.

Die Steuerung der Aufbringung des Gasdruckes auf den Kraftstoff und das Timing der Kraftstoff­ einspritzung in den Motor wird durch den Prozessor 24 bewirkt.

Weitere Informationen bezüglich des Aufbaus und der Betriebsweise einer typischen Kraftstoff­ zumeß- und -einspritzeinheit, die für die oben beschriebene Vorrichtung zur Kraftstofförderung geeignet ist, ist in den PCT-Anmeldungen PCT/AU84/00150 und PCT/AU85/00176 und den entsprechenden US-Patentanmeldungen Nos. 740067 und 849501 beschrieben, auf deren Offen­ barungen hier Bezug genommen werden soll.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Gasge­ winnungs- und Speichereinheit 30, die allgemein in Fig. 1 mit 25 bezeichnet ist. Diese in Fig. 2 dargestellte Einheit umfaßt einen Körper 31 mit einem zylindrischen, mit einem Außengewinde versehenen Stirnteil 32, das mit einer Gewinde­ öffnung in dem Zylinderkopf des Motors zusammen­ arbeitet. Im Inneren weist der Körper 31 eine Gasspeicherkammer 33 und eine Gasaufnahmekammer 34 auf, die über den Durchgang 35 miteinander in Verbindung stehen.

Die Gasaufnahmekammer 34 ist mit einer Öffnung 36 versehen, über die die Aufnahmekammer 34 mit der Verbrennungskammer des Motors verbindbar ist. Eine Kugel 37 arbeitet mit einem konischen Ventil­ sitz 38 zusammen, um die Gasaufnahmekammer 34 von der Verbrennungskammer 22 zu trennen, wenn die Kugel 37 mit dem Ventilsitz 38 in Eingriff ist. Die Kugel 37 kann sich vom Ventilsitz 38 abheben, wie später beschrieben, damit das Gas von der Verbrennungskammer durch die Öffnung 36 in die Gasaufnahmekammer 34 gelangen kann.

Koaxial zu der Öffnung 36 und die Kugel 37 ist ein Steuerstab 40 angeordnet, der von einer oberen und unteren Membran 41, 42 getragen wird, die jeweils in der Gasspeicherkammer 33 und der Gasaufnahme­ kammer 34 angeordnet sind. Der zwischen der oberen und unteren Membran gebildete Hohlraum 43, der eine zwischen einer am Körper 31 vorgesehenen Schulter 46 und einem Flansch 47 an dem Stab 40 angeordneten Druckfeder 45 aufnimmt, ist über eine Öffnung 44 mit der Atmosphäre verbunden.

Eine Öffnung 48 in der Gasspeicherkammer 33 ist über geeignete Kupplungs- und Verbindungs­ mittel mit einem in der Einspritzeinheit 20 vorgesehenen Magnetventil verbindbar, um den Gasstrom in die Kraftstoffeinspritzeinheit 20 zur Einspritzung des Kraftstoffes in den Motor zu steuern.

Da die Fläche der Membran 41 größer ist als die der Membran 42, wird bei gleichem Druck in den Kammern 33, 34 eine nach unten auf den Stab 40 gerichtete Kraft auftreten, gegen die die nach oben durch die Feder 45 auf den Flansch 47 an dem Steuerstab 40 aufgebrachte Kraft wirkt. Wenn daher der Druck in den Kammern 33, 34 niedriger liegt als ein vorgegebener Wert, der durch die Größe der Membranen 41, 42 und die Eigenschaften der Feder 45 bestimmt ist, wird der Steuerstab 40 durch die Feder 45 hoch­ gehoben, wodurch die Kugel 37 abheben kann und die Größe der Durchflußöffnung durch die Öffnung 36 erhöhen kann, wenn der Druck in der Verbrennungskammer über dem in der Kammer 34 liegt. Wenn allerdings der Druck in den Kammern 34, 33 sich erhöht, wird sich der Steuerstab 40 nach unten bewegen, wodurch der Öffnungsgrad der Öffnung 36 begrenzt wird. Eine einstellbare Anschlagschraube 39 begrenzt die maximale Offenstellung der Öffnung 36.

Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß die Kugel 37 immer entweder mit dem Sitz 38 oder dem Stab 40 in Kontakt ist, wodurch ein Weg für die Wärmeableitung von der Kugel vorge­ sehen ist, um sie bei annehmbaren Temperaturen zu halten. Zusätzlich ermöglicht der Unter­ schied in den Flächen der Membranen 41, 42, daß die Öffnung 36 genügend geöffnet wird, damit die verlangte Gasmenge während des kurzen Zeit­ raums, bei dem in der Verbrennungskammer hohe Druckverhältnisse herrschen, in die Kammern 33, 34 gelangen kann. Dies bringt einen Vorteil für die Minimierung des Leistungsverlustes von dem Motor mit sich.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Gasgewinnungs- und Speichereinheit 25 der Fig. 1, die einen Körper 50 mit einem mit Gewinde versehenen zylindrischen Endteil 51 aufweist, das in eine Gewindeöffnung im Zylinder­ kopf eingeschraubt werden kann. Eine Öffnung steuert die Verbindung zwischen der Verbrennungs­ kammer des Motors und einer Gasaufnahmekammer 53 mittels eines Kugelventils, wobei eine Kugel 54 mit einem Ventilsitz 55 zusammenarbeitet. Die Kugel 54 hat eine durch die Schulter 63 bestimmte feste Offenstellung, wobei entsprechend die Öffnung 52 voll geöffnet ist, wenn der Druck in der Kammer 53 niedriger als der Druck in der Verbrennungskammer des Motors ist. Die Gasspeicher­ kammer 56 empfängt das Gas von der Gasaufnahme­ kammer 53 über die Öffnung 57, die durch das Ventil 58 gesteuert ist. Das Ventil 58 ist über einen steifen Stößel 59 mit der Membran 60 verbunden, auf die einerseits der Gasdruck in der Kammer 56 und andererseits in einer kombinierten Wirkung der Druckfeder 61 und des atmosphärischen Drucks in ihrem belüfteten Gehäuse wirkt.

Bei dieser Konstruktion wird das Gas in der Aufnahmekammer 53 ungefähr beim maximalen Druck in der Verbrennungskammer gehalten, wobei wie benötigt Gas in die Gasspeicherkammer 56 abgezogen wird, um in ihr den durch die Feder 61 festgesetzten Druck aufrechtzuerhalten. Die Speicherkammer 56 ist, wie oben erwähnt, mit einem Magnetventil in der Kraftstoffeinspritz­ einheit verbunden, damit das Gas für die Ein­ spritzung des Kraftstoffes in den Motor in geeigneter zeitlicher Relation zu dem Arbeits­ zyklus zur Verfügung gestellt wird.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Gasgewinnungs- und Speichereinheit integraler Bestandteil der Kraftstoffeinspritz­ düse ist. Der Einspritzdüsenstößel 70 weist eine mittlere Bohrung 71 auf, dessen unteres Ende mit einer Öffnung 72 und einem Tellerventil­ sitz 73 versehen ist. Der Stößel 70 durchgreift das Gehäuse 74 und bildet mit ihm einen innen­ liegenden Hohlraum 75. Eine Reihe von Öffnungen 76 sind umfänglich um die Öffnung 72 mit Abstand angeordnet, über die die Verbrennungskammer des Motors mit dem Hohlraum 75 in Verbindung steht, damit Gas von der Verbrennungskammer in den Hohlraum 75 strömen kann.

Eine Reglerhülse 77 ist gleitend in dem Hohlraum 75 gelagert, wobei Dichtungen 78, 79 den Gas­ durchgang zwischen der Außenfläche der Regler­ hülse 77 und den anliegenden Flächen des Körpers 74 verhindern. In dem Absatz zwischen der Regler­ hülse 77 und dem Körper 74 sind mehrere Federn 80 angeordnet, die mit entsprechenden Schultern 77 a, 74 a derart in Eingriff treten, daß die Regler­ hülse 77 durch die Federn 80 in der Zeichnung nach oben gezwungen wird.

Das untere Ende der Reglerhülse 77 stellt eine untere Ringfläche 81 dar, die dem Gasdruck in der Verbrennungskammer ausgesetzt ist. Das obere Ende der Reglerhülse bildet eine obere Fläche 82 mit einer größeren Querschnittsfläche als die untere Fläche 81, wobei sie dem Gasdruck in dem Hohlraum 75 ausgesetzt ist. Wenn daher die durch die gemeinsame Wirkung des Verbrennungs­ kammergasdruckes auf die untere Fläche 81 und die Federn 80 auftretende Kraft größer als die Kraft ist, die durch den Gasdruck in dem Hohlraum 75 auf die obere Fläche 82 wirkt, wird die Regler­ hülse 77 hochgehoben, wodurch die Öffnungen 76 für ein Durchströmen des Gases von der Verbrennungs­ kammer in die Gasspeicherkammer 75 geöffnet werden. Bei einem genügend großen Anstieg des Druckes in der Kammer 75 kann die kombinierte Kraft durch den Druck auf die untere Fläche 81 und die Wirkung der Federn 80 überwunden werden, wodurch die Reglerhülse 77 sich nach unten bewegt und die Öffnungen 76 schließt.

Ein vergrößerter Teilschnitt in Fig. 4A zeigt den Aufbau des unteren Endes der Reglerhülse 77 und der Öffnungen 76 etwas genauer. Die Reihe von Öffnungen 76 arbeiten mit einer ringförmigen Nut 85 zusammen, die sich durchgehend konzentrisch um die mittlere Bohrung 71 in dem Einspritzstößel 70 erstreckt. Ein steifer kreisförmiger Ring 86, der nach Art eines Rückströmventils wirkt, ist ebenfalls durchgehend und konzentrisch in bezug auf die Achse der Bohrung 71 angeordnet und sitzt auf den ringförmigen, innerhalb und außerhalb der ringförmigen Nut 85 angeordneten Absätzen 87. Die untere ringförmige Fläche 81 der Reglerhülse 77 stößt gegen den kreisförmigen Ring 86 und hält ihn in dichtem Kontakt, um die ringförmige Nut 85 abzuschließen. Wenn der Druck in der Kammer unter den geregelten Druck fällt, hebt der Druck in der ringförmigen Nut 85, der dem Druck des Gases in der Verbrennungskammer ent­ spricht, sowohl den Dichtring 86 als auch die Reglerhülse 87 hoch, wodurch das Gas in die Kammer 75 eintreten kann. Wenn der Druck in der Kammer 75 wieder auf den Regeldruck steigt, be­ wegen sich die Hülse 77 und der Dichtring 86 nach unten und schließen die ringförmige Nut 85 ab.

ln den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Gas aus der Verbrennungskammer für das Einspritzen der zugemessenen Kraftstoffmenge abgezogen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird dahingegen das Gas aus der Ver­ brennungskammer als Druckquelle zum Komprimieren einer frischen Luftladung, die zum Fördern der zugemessenen Kraftstoffmenge verwendet wird, angewandt. Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß das für die Einspritzung des Kraftstoffs verwendete Gas keine Verunreinigungen aus der Verbrennungskammer und insbesondere keine Ver­ brennungsprodukte, die Korrosionsprobleme in der Einspritzdüse auslösen könnten, aufweist. Er wird insbesondere als geeignet für die Ver­ wendung in einer Zweitaktverbrennungstaktmaschine beschrieben, obwohl er auch für andere Ver­ brennungskraftmaschinen geeignet ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 weist einen Körper 100 mit einer Kompressionskammer 101 auf, die mit der Verbrennungskammer des Motors über die Öffnung 102 in Verbindung steht. Die Fläche der Öffnung kann durch den Einstellstab 103 verändert werden, allerdings kann in speziellen Installationen eine Einstellung nicht verlangt werden und die Öffnung kann entsprechend einer geeigneten Größe für den speziellen Motor ausgebildet sein.

Die Kompressionskammer 101 steht über eine Öffnung 104 und ein Klappenventil 105 mit dem Kurbel­ gehäuse in Verbindung, wobei das Klappenventil 105 dann öffnet, wenn der Druck in dem Kurbelge­ häuse über den Druck in der Kompressionskammer 101 steigt. Eine Gasablaßöffnung 106 steht ebenfalls mit der Kompressionskammer 101 in Verbindung und wird durch ein Klappenventil 107 gesteuert. Das Klappenventil 107 ist derart ausgebildet, daß die Öffnung 106 offenbleibt, wenn der Druckabfall durch die Öffnung niedrig ist, aber schließt, wenn der Druckabfall über einen vorgegebenen Wert steigt. Die Klappe 107 ist weiterhin derart berechnet, daß, wenn die Kompressionskammer 101 nur dem Druck der Luftzufuhr vom Kurbelgehäuse des Motors ausgesetzt ist, die Öffnung offenbleibt und Gas aus der Kompressionskammer 101 ausstößt. Wenn allerdings der Druck in der Kammer 101 durch das Eintreten von Gas aus der Ver­ brennungskammer des Motors steigt, dann wird der Druckabfall über die Klappe 107 steigen, wodurch sie die Ausstoßöffnung 106 schließt.

Eine Druckregeleinrichtung 110 weist ein Ventil­ element 111 auf, das gleitend in einer Bohrung 112 geführt ist und dichtend mit einem Sitz 113 des Reglers in Eingriff oder außer Eingriff tritt. Das Ventilelement 111 ist über einen Stab 115 mit einer Membran 116 verbunden, die dem Druck des Gases in einer Kammer 117 auf einer Seite und einer durch den atmosphä­ rischen Druck und eine Feder 118 hervorgerufene Regelkraft auf der gegenüberliegenden Seite unterworfen ist. Wenn der Druck in der Kammer 117 unter den Regeldruck fällt, hebt sich das Ventilelement 111 vom Sitz 113 ab und ver­ bindet über die ringförmige Öffnung 120 die Kammer 101 mit der Kammer 117. Die Kammer 117 ist über die Öffnung 119 und einer geeigneten Leitung zur Zuführung des benötigten Gases mit der Kraftstoffeinspritzvorrichtung verbunden. Ein Rückströmventil 114 verhindert bei ge­ öffneter Öffnung 120 einen Rückstrom von der Kammer 117 in die Kammer 101.

Wenn dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer über das Kurbelgehäuse gespülten Zweitaktmaschine angewandt wird, arbeitet es wie folgt:

Wenn der Kolben des Motors in Abwärtsbewegung (Expansion) ist, d.h. sich zum unteren Totpunkt bewegt, steigt der Luftdruck in dem Kurbel­ gehäuse des Motors und liefert über die Öffnung 104 Luft in die Kompressionskammer 101, wodurch diese mit Luft gefüllt wird. Beim Ver­ dichtungshub des Kolbens, d.h. wenn der Kolben sich zum oberen Totpunkt hin bewegt, bewirkt der Kompressionsdruck in der Verbrennungs­ kammer des Motors, daß Gas aus der Verbrennungs­ kammer über die Öffnung 102 in die Kompressions­ kammer 101 gelangt.

Der Druck in der Kammer 101 ist dann ausreichend, damit das Klappenventil 107 die Ausstoßöffnung 106 und ebenfalls die Klappe 105 die Luftein­ laßöffnung 104 schließt. Wenn der Druck in der Verbrennungskammer weiterhin steigt, wird das in die Kompressionskammer 101 eintretende Gas die darin enthaltene Luftladung verdichten, so daß unter hohem Druck stehende Luft zur Verfügung steht, die durch das Reglerventil­ element 111 hindurchgeht und in die Kammer 117 eintritt. Dieser Luftstrom wird selbstverständlich nur auftreten, wenn der Druck in der Kammer 117 unterhalb des Regeldrucks liegt.

Während des darauffolgenden Expansionshubes in dem Motor wird der Druck in der Kompressions­ kammer 101 wieder fallen und die nächste Luft­ ladung aus dem Kurbelgehäuse wird in die Kammer 101 eintreten und über die Ausstoßöffnung 106 das Gas verdrängen, das vorher aus der Ver­ brennungskammer eingetreten ist. Die Kompressions­ kammer 101 wird somit wieder mit einer frischen Luftladung gefüllt und der oben beschriebene Zyklus wird wiederholt.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß das in die Kammer 101 aus dem Motor­ zylinder eintretende Gas während jedes Zyklus ausgestoßen wird, so daß die in die Kammer 117 strömende komprimierte Luft, die anschließend der Einspritzvorrichtung zur Verfügung steht, nicht mit Verbrennungsprodukten aus dem Zylinder verunreinigt ist.

Wenn es in einem anderen Ausführungsbeispiel gewünscht ist, kann eine Mischung aus Luft aus dem Motorkurbelgehäuse und Gas von der Verbrennungskammer in der Kompressionskammer 101 für eine Förderung in die Kammer 117 ver­ dichtet werden. Das Verhältnis von Luft und Gas aus der Verbrennungskammer kann zu einem festen Verhältnis durch geeignete Dimensionierung der Öffnung 102 und einer zusätzlichen nicht dargestellten in der Öffnung 104 eingegliederten Öffnung gesteuert werden. Wenn gewünscht, kann eine Einstellung der Größe mindestens einer der Öffnungen beispielsweise durch den Einstellstab 103 vorgesehen sein, um das Verhältnis von Luft zu Gas aus der Verbrennungskammer zu verändern. Die Einstellung kann abhängig von den Betriebs­ bedingungen des Motors gemacht werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird für eine Zweitaktverbrennungskraftmaschine angewandt, wobei Luft im Kurbelgehäuse für die Förderung in die Verbrennungskammer komprimiert wird und daher kann Luft in üblicher Weise aus dem Kurbelgehäuse für den Eintritt in die Kompressions­ kammer 101 entnommen werden. Bei anderen Motoren können Vorkehrungen dafür getroffen werden, daß Luft bei einem geeigneten Druck für die Zulieferung in die Kammer 101 ver­ fügbar ist.

Die Ausführungsbeispiele der Gasgewinnungs- und Speichereinheit 25 nach den Fig. 2 bis 5 stellen jeweils Gas bei einem für die Einspritzung des Kraftstoffes in den Motor geforderten Druck ohne die Konstruktions- oder Funktionsnachteile, die der Betrieb eines üblichen Kompressors mit sich bringt, zur Verfügung. Diese Gas­ gewinnungs- und Speichereinheiten können in Motoren eingebaut sein, die für einen großen Anwendungsbereich berechnet sind einschließlich für Fahrzeuge aller Art, wie Automobile und Schiffsfahrzeuge einschließlich von Außenbord­ motoren.

Bei Mehrzylindermotoren kann für jeden Zylinder eine einzelne Gasgewinnungs- und Speichereinheit vorgesehen sein, wobei Gas der Kraftstoffein­ spritzvorrichtung nur für diesen speziellen Zylinder zugeführt wird oder jede Einheit kann komprimiertes Gas zu einem gemeinsamen Reservoir liefern, von dem jeweils Gas zu der Einspritzvorrichtung jedes Zylinders zugeführt wird. Andererseits kann ein oder mehrere Zylinder mit einer Gasgewinnungs- und Speichereinheit, wie oben beschrieben, versehen sein, die ein gemeinsames Reservoir beliefert, von dem alle Einspritzvorrichtungen versorgt werden. In einem noch anderen Ausführungsbeispiel wird das komprimierte Gas von einem Zylinder verwendet, um Gas einem anderen Zylinder desselben Motors zuzuführen, vorzugsweise bei zwei einzelnen Zylindern, die bei außer Phase zueinander liegenden Verbrennungszyklen arbeiten.

Das oben beschriebene Verfahren und die Vorrichtung können bei Kraftstoffeinspritzsystemen für einen breiten Bereich von Verbrennungskraftmaschinen angewandt werden, die entweder als Zweitakt- oder Viertaktmaschinen ausgebildet sind und diese Verbrennungskraftmaschinen können für Land- oder Schiffsfahrzeuge verwendet werden einschließlich Automobilmotoren und Außenbord­ motoren.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 5 sind die Mittel zur Druckregelung in der für den oder jeden Zylinder vorgesehenen Vorrichtung eingebaut. In einem Mehrzylindermotor können erhebliche Kosten und Schwierigkeiten dadurch gespart werden, daß nicht individuelle Regel­ mittel in jeder Vorrichtung vorgesehen sind sondern eine einzige Regelvorrichtung, die die Gaszufuhr von den Vorrichtungen zu einem ge­ meinsamen Reservoir steuert, wobei jede Kraft­ stoffeinspritzdüse für jeden Zylinder das komprimierte Gas von dem gemeinsamen Reservoir erhält. In einer Ausführungsform wird das von jedem Zylinder abgezogene Gas einer gemeinsamen Leitung oder Reservoir zugeführt und das Gas wird von dort zu jeder Einspritzdüse geleitet, wobei der Druck des Gases durch eine einzige Regelvorrichtung gesteuert wird.

Ein Ausführungsbeispiel in der oben angeführten Form ist in den Fig. 6, 7, 8 dargestellt. Eine Gasgewinnungsvorrichtung 125 nach den Fig. 6 und 7 besteht aus zwei Teilen und weist einen Kopfteil 130 und einen Körperteil 129 auf, die koaxial zueinander angeordnet sind und eine im wesentlichen zylindrische äußere Form aufweisen. Der Kopfteil 130 ist mit sechs Durchgängen 132 versehen, die sich über die gesamte Höhe von der unteren Fläche 133 zur oberen Fläche 134 erstrecken. Die Durchgänge 132 sind gleichabständig um die Achse des Kopfteils 130 angeordnet und enden in einer ringförmigen Vertiefung 135, die in der oberen Fläche 134 des Kopfteils 130 angeordnet ist. Die ringförmige Vertiefung 135 liegt koaxial zur Achse des Kopfteils 130. Ein mittlerer Hohlraum 136 im Kopfteil 130 ist am oberen Ende durch einen Stopfen 137 abgeschlossen und weist eine Reihe von radialen Durchgängen 126 auf, die sich von dem mittleren Hohlraum 136 zur äußeren Umfangsfläche des Kopfteils erstrecken, um eine Verbindung zum Wasserkühlungshohlraum des Zylinderkopfes, wie im folgenden beschrieben, herzustellen.

Der Körperteil 129 weist eine mittlere Bohrung 138 auf, die sich axial über seine Länge erstreckt und am oberen Ende 139 derart ausgebildet ist, daß eine dichte Verbindung zu einer Leitung 140 hergestellt werden kann. Am unteren Ende weist der Körperteil 129 eine Stirnfläche 141 parallel zur oberen Stirnfläche 134 des Kopfteils auf. Zwischen den Flächen 134, 141 ist ein kreisförmiger Abstandsring 142 angeordnet, wobei der Körperteil 129 und der Kopfteil 130 durch einen Klemmring am Umfang koaxial zusammengehalten sind und der Abstandsring 142 zwischen ihnen ange­ ordnet ist. Der Klemmring 144 ist radial zusammengedrückt, um kraftschlüssig mit der äußeren Fläche des Kopfteils 130 und des Körperteils 129 in Eingriff zu treten und sie in koaxialer Ausrichtung zueinander zu halten.

Die untere Fläche 141 des Körperteils 129 ist mit einer ringförmigen Vertiefung 150 versehen, die koaxial und gegenüberliegend zu der Vertiefung 135 angeordnet ist. In der Fläche 141 sind weiterhin eine Reihe von radialen Nuten 152 vorgesehen, die die kreisförmige Vertiefung 150 schneiden und sich radial nach innen erstrecken, wobei sie mit der mittleren Bohrung 138 in Verbindung stehen.

In dem zwischen den Flächen 134 und 141 gebildeten ringförmigen Spalt ist ein Ventilring 155 angeordnet. Der Ventilring liegt in der mittleren Öffnung des Abstandsringes 142 mit einem radialen Zwischenraum dazwischen und hat eine geringere axiale Dicke als der Abstands­ ring 142, so daß der Ventilring eine begrenzte axiale Bewegung zwischen den Flächen 134 und 141 ausführen kann. Die radiale Breite des Ventil­ ringes 155 ist derart bemessen, daß die ring­ förmige Vertiefung 131 übergriffen wird.

Wenn der Ventilring 155 auf der oberen Stirnfläche 134 liegt, wird eine Fläche des Ventilringes 155 entsprechend der ringförmigen Fläche der Ver­ tiefung 135 dem Druck der Gase in der Ver­ brennungskammer des Motors ausgesetzt, während die gegenüberliegende Fläche des Ventilringes über seine gesamte Fläche dem Druck unterliegt, der in der mittleren Bohrung 138 des Körperteils herrscht. Dies ist die Anordnung des Ventilringes, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist.

Wenn der Druck in der Verbrennungskammer aus­ reichend höher als der in der mittleren Bohrung 138 ist, so daß die nach oben auf den Ventil­ ring gerichtete Kraft, die von dem Gasdruck in der ringförmigen Vertiefung 135 bestimmt wird, größer ist als die auf die obere Seite des Ventilrings durch den Druck in der mittleren Bohrung 138 wirkende Kraft, wird sich der Ventilring abheben, so daß der Kontakt mit der Fläche 134 unterbrochen wird. Bei dieser ge­ öffneten Stellung des Ventilrings kann das Gas durch die Durchgänge 132 und die ringförmige Vertiefung 135 hindurchtreten und in die mittlere Bohrung 138 strömen.

Das Funktionsprinzip des Ventilringes 155 ist ähnlich zu dem des Ringes 86 nach dem Ausführungs­ beispiel 4, 4 a. Allerdings wird der Ventilring 155 des vorliegenden Ausführungsbeispiels keinem durch eine Reglerfeder bewirkten Druck ausgesetzt, die im wesentlichen den Druck steuert, bei dem der Ventilring sich abhebt, damit Gas in die mittlere Bohrung 138 einströmen kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hängt die Stellung des Ventilringes 155 nur von dem Druckunterschied zwischen dem Gas in der ring­ förmigen Vertiefung 135 und der axialen Bohrung 138 ab.

Um die oben beschriebene Anordnung an den Zylinderkopf des Motors anzupassen, ist ein geeigneter zylindrischer Durchgang 151 durch den Zylinderkopf hindurch gebildet, wodurch eine Verbindung mit dem Inneren der Ver­ brennungskammer hergestellt ist und wobei außerdem eine Verbindung mit einem in dem Zylinderkopf für den Durchfluß von Kühlwasser vorgesehenen Hohlraum, wie den Hohlraum 160 in Fig. 6 besteht. Eine Hülse 161 ist mit Preß­ passung in das obere Breitende 162 des Durchganges 151 eingepreßt und der Körperteil 129 ist in einem engen Gleitsitz in das Innere der Hülse 161 eingesetzt, wobei ein O-Ring 162 eine Dichtung zwischen ihnen bildet. In einem anderen Aus­ führungsbeispiel kann die Hülse Teil des Zylin­ derkopfes sein.

Eine äußere Klemmplatte 145 ist über Schrauben 166 mit einer ringförmigen Schulter 155 an dem Körperteil 129 befestigt, wobei der Kopfteil 130 gegen eine Schulter 167 in dem Durchgang 151 mit einem kompressiblen Dichtungselement 168 zwischen ihnen drückt. Wenn die Schrauben 166 einmal festgezogen sind, sind der Kopfteil 130 und der Körperteil 129 sicher zusammengeklemmt und daher ist die Sicherungsfunktion des Klemm­ ringes 144 überflüssig. Es wird daher darauf hingewiesen, daß die Klemmfunktion des Klemmringes 144 nur benötigt wird, um die Teile zusammenzuhalten, wenn sie noch nicht in dem Motor installiert sind, und es ist nicht nötig, daß er den Kräften die von den in den verschiedenen Abschnitten der Vorrichtung im Betrieb auftretenden Gasdrücken widersteht, da diese Drücke durch die äußere Klemmplatte 145 aufgenommen werden.

Da der Durchgang 151 im Zylinderkopf in Verbindung mit dem Hohlraum 160 im Zylinderkopf für die Kühlflüssigkeit steht, kann die Kühlflüssig­ keit durch die Durchgänge 126 und den Hohlraum 136 im Kopfteil 130 hindurchfließen und eine Kühlung bewirken. Auch der weitgehend außen­ liegende Absatz 165 in dem Körperteil 129 steht mit der Kühlflüssigkeit in Verbindung, wodurch eine weitere Kühlung des Körperteils vorgenommen wird.

Fig. 8 zeigt schematisch einen Gaskreislauf, der in einem Dreizylindermotor verwendet werden kann. Eine Gasgewinnungseinheit entsprechend den Fig. 6, 7 ist in jedem Zylinder vorgesehen, um unter Druck stehendes Gas zur Verfügung zu stellen, das die Einspritzung von zugemessenen Kraftstoffmengen in den jeweiligen Zylinder des Motors bewirkt. Jeder der drei Zylinder 171, 172, 173 sind mit einer Gasgewinnungseinheit 125 versehen, die Gas in eine als Gasreservoir dienende gemeinsame Leitung 174 liefert. Da das Reservoir nur eine relativ geringe Gasmenge ausnehmen muß, kann die Leitung 174 aufgrund ihrer Größe einfach und kostengünstig ausgebildet sein. Die Gaszufuhr von der Leitung 174 zu der Steuereinheit 175 der Kraftstoffeinspritzvor­ richtung wird durch den Druckregler 176 in der Weise gesteuert, daß der Gasdruck auf einen vorbestimmten konstanten Wert gehalten wird.

Wenn das Gas an der Steuereinheit 175 den ge­ forderten Druck aufweist, verhindert der Regler 176, daß das Gas von der Leitung 174 zur Steuereinheit 175 fließt, und dadurch steigt der Druck des Gases in der Leitung 174. Aufgrund des steigenden Druckes in der Leitung 174 steigt ebenfalls der Druck in der mittleren Bohrung 138 jeder Gasgewinnungseinheit, und es wird verhindert, daß der Ventilring 155 in jeder Einheit 125 angehoben wird und weiteres Gas von dem jeweiligen Zylinder des Motors durch die Durchgänge 132 in die zentralen Bohrungen 138 strömt. Wenn der Gasdruck an der Steuereinheit 175 unter den geforderten Wert fällt, arbeitet der Regler in der Weise, daß Gas von der Leitung 174 zur Steuereinheit 175 fließen kann, wodurch der resultierende Druck­ abfall in der Leitung 174 einen entsprechenden Druckabfall in der mittleren Bohrung 138 erzeugt, so daß die Ventilringe abheben und Gas von den Zylindern des Motors in die Leitung 174 strömt.

Das Gas von der Steuereinheit 175 wird bei ge­ regeltem Druck den Kraftstoffzumeß- und -einspritz­ vorrichtungen 178 geliefert, die an den Zylindern 171, 172, 173 befestigt sind. Die Zumeß- und Einspritzvorrichtungen 178 sind vorzugsweise von einer Ausführungsform, wie sie in der australischen Patentanmeldung No. 32 132/84 offenbart ist. Es können allerdings auch andere Ausführungsformen der Zumeß- und Einspritz­ vorrichtungen verwendet werden, bei denen Gas unter Druck zur Einspritzung des Kraftstoffes in den Motor angewandt wird, wobei jede der Gasgewinnungseinheiten, wie oben beschrieben, verwendet werden kann.

Die Vorrichtung, wie sie in den Fig. 6, 7 be­ schrieben ist, kann derart modifiziert werden, daß sie einen zentralen Kraftstofförder­ durchgang und ein zugeordnetes Ventil, ähnlich dem Kraftstoffdurchgang 71 und dem Ventil 72 in Fig. 4 aufweist.

Die vorliegende Erfindung wurde insbesondere in Zusammenhang mit der Kraftstoffeinspritzung direkt in die Verbrennungskammer des Motors beschrieben, es ist aber selbstverständlich, daß sie auch für die Kraftstoffeinspritz­ vorrichtungen anwendbar ist, bei denen der Kraftstoff in die Saugleitung des Motors eingespritzt wird.

Claims (22)

1. Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in einen ein oder mehrere Verbrennungskammern aufweisenden Verbrennungsmotor, bei dem eine in einer Gasladung mitgeführte zugemessene Kraftstoff­ menge direkt in jede Verbrennungskammer bei jedem Arbeitsspiel durch den Druck der Gasladung eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas von mindestens einer Verbrennungs­ kammer des Motors an ein Gasreservoir ge­ liefert wird, daß die Lieferung des Gases zu dem Reservoir in der Weise gesteuert wird, daß das Gas im Reservoir über einem Druckwert, der ausreicht, um eine direkte Einspritzung des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer zu bewirken, gehalten wird, und daß das Gas bei geregeltem Druck aus dem Gasreservoir zur Bewirkung der Einspritzung des Kraftstoffs in die Verbrennungskammern gefördert wird.

2. Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in einen eine oder mehrere Verbrennungskammern aufweisenden Verbrennungsmotor, bei dem eine in einer Gasladung mitgeführte zugemessene einzelne Kraftstoffmenge durch den Druck des Gases einzeln in jede Verbrennungskammer bei jedem Arbeitsspiel eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas von mindestens einer Verbrennungskammer des Motors an ein Gasreservoir geliefert wird, daß die Gaslieferung zu dem Gasreservoir in der Weise gesteuert wird, daß es darin auf einem Druck­ wert gehalten wird, der über dem maximalen Kompressionsdruck in der Verbrennungskammer vor dem Beginn der Verbrennung liegt und daß das Gas bei einem geregelten Druck von dem Gasreservoir geliefert wird, um die zugemessene Kraftstoffmenge aufzu­ nehmen und die Einspritzung dieses Kraft­ stoffs in die jeweilige Verbrennungskammer zu bewirken.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gas aus der Verbrennungs­ kammer in das Gasreservoir geliefert wird, wenn der Druck in der Verbrennungskammer um einen vorbestimmten Wert größer ist als im Gasreservoir.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck im Gas­ reservoir vorherbestimmt ist und über dem Kompressionsdruck vor der Zündung des Kraftstoffes in der Verbrennungskammer liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus der Ver­ brennungskammer über eine Öffnung mit festen Abmessungen in eine Zwischenkammer geliefert wird, wenn der Druck in der Verbrennungskammer über dem Druck in der Zwischenkammer liegt und daß das Gas aus der Zwischenkammer dem Gasreservoir zugeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zwischenkammer von dem Gas aus der Verbrennungskammer während des Zeit­ raums in Arbeitsspiel gereinigt wird, wenn der Druck in der Verbrennungskammer unter dem Druck in der Zwischenkammer liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Spülgas nach Beendigung der Spülung in der Zwischenkammer zurück­ behalten wird und von dem darauffolgend gelieferten Gas aus der Verbrennungskammer für eine Förderung in das Reservoir kompri­ miert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungs­ motor ein Mehrzylindermotor ist und das Gas selektiv von einem einzelnen Gasreservoir zur Einspritzung des Kraftstoffs in die Verbrennungskammer jedes Zylinders geliefert wird, wobei Gas aus der Verbrennungskammer mindestens eines der Zylinder in das Gas­ reservoir gefördert wird.

9. Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in einen eine oder mehrere Verbrennungskammern aufweisenden Verbrennungsmotor, bei dem eine in einer Gasladung mitgeführte zugemessene Kraftstoffmenge dem Motor zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Gas aus mindestens einer Verbrennungskammer des Motors einem Gasreservoir geliefert wird, daß die Gaszufuhr zu dem Gasreservoir in der Weise gesteuert wird, daß das Gas in dem Gasreservoir über einem bestimmten Druck gehalten wird und daß das Gas für eine Einspritzung von Kraftstoff in den Motor bei einem geregelten Druck unterhalb des bestimmten Druckes aus dem Gasreservoir geliefert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gas dem Gasreservoir über eine Öffnung mit variabler Fläche zugeführt wird und daß die Fläche der Öffnung größer wird, wenn der Druckunterschied zwischen dem Gasreservoir und der Verbrennungskammer innerhalb eines vorbestimmten Bereiches des Druckunterschiedes steigt.

11. Verfahren zum Einspritzen von Kraftstoff in einen Verbrennungsmotor, bei dem in Über­ einstimmung mit der Kraftstoffanforderung des Motors eine bestimmte Kraftstoffmenge zugemessen wird, die zugemessene Kraftstoff­ menge bei einem vorbestimmten Druck, der zur Förderung des Kraftstoffs in den Motor ausreicht, in einer Gasladung mitgeführt wird, und die Gasladung und der mitgeführte Kraft­ stoff in einer zeitlichen Abhängigkeit vom Arbeitsspiel des Motors in denselben einge­ spritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasladung von einem Gasreservoir geliefert wird, daß das Gas aus mindestens einer Ver­ brennungskammer des Motors dem Reservoir zugeführt wird, wobei die Zuführung des Gases aus der Verbrennungskammer in der Art geregelt wird, daß das Gas in dem Reservoir auf dem vorbestimmten Druck gehalten wird.

12. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einer Zumeßvorrichtung zur Vorbereitung einer zugemessenen Kraftstoff­ menge in Übereinstimmung mit der Kraftstoff­ anforderung des Motors, Mittel zur selektiven Förderung der zugemessenen Kraftstoffmenge in den Motor durch Mitführen in einer von einem Gasreservoir gelieferten Gasladung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ein­ richtung vorgesehen ist, die das Gas von mindestens einer Verbrennungskammer des Motors in das Gasreservoir fördert, daß eine Steuereinheit die Förderung des Gases von der Verbrennungskammer an das Gas­ reservoir in der Weise steuert, daß der Druck in dem Gasreservoir über dem für die Einspritzung des Kraftstoffs in den Motor benötigten Druck liegt, und daß Mittel zur Lieferung des Gases vom Gas­ reservoir bei einem geregelten Druck zur Durchführung der Einspritzung des Kraft­ stoffs in den Motor vorgesehen sind.

13. Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem oder mehreren Verbrennungskammern mit einer Zumeßein­ richtung zum Vorbereiten einzelner zuge­ messenen Kraftstoffmengen, wobei jede in einer Gasladung mitgeführt und einzeln durch den Druck des Gases direkt in die jeweilige Verbrennungskammer bei jedem Arbeitsspiel eingespritzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Förderung von Gas aus mindestens einer Verbrennungskammer des Motors zu einem Gasreservoir vorgesehen ist, daß eine Steuereinheit die Förderung des Gases zu dem Gasreservoir derart steuert, daß das Gas darin auf einem Druck gehalten wird, der über dem maximalen Kompressionsdruck in den Verbrennungskammern vor dem Beginn der Verbrennung liegt, und daß Mittel zur Lieferung des Gases vom Gasreservoir bei einem geregelten Druck vorgesehen sind, um die zugemessene Kraftstoffmenge auf­ zunehmen und die Einspritzung des Kraft­ stoffs in die jeweilige Verbrennungskammer zu bewirken.

14. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit zur Steuerung der Gasförderung zu dem Reservoir derart ausgebildet ist, daß die Förderung ermöglicht wird, wenn ein vorbestimmter Druckunterschied zwischen der Verbrennungskammer und dem Reservoir besteht.

15. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerein­ heit zur Steuerung der Gasförderung zu dem Reservoir mindestens eine Öffnung zur Ver­ bindung der Verbrennungskammer mit dem Reservoir und eine Ventilanordnung zum Öffnen der Öffnung zum Einlassen des Gases in das Reservoir aufweist, wenn der vor­ bestimmte Druckunterschied besteht.

16. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Öffnungen vorgesehen sind, wobei jede mit einer ringförmigen Vertiefung in Ver­ bindung steht, die eine axial gerichtete mit dem Reservoir verbundene offene Seite aufweist und daß die Ventilanordnung ein ringförmiges Ventilelement besitzt, das koaxial zu der ringförmigen Vertiefung liegt und axial zwischen einer Schließstellung der offenen Seite der ringförmigen Vertiefung und einer Offenstellung mit Abstand zu der offenen Seite der Vertiefung bewegbar ist, wobei die axiale Bewegung durch die Differenz im Gasdruck auf axial gegenüber­ liegenden Seiten des ringförmigen Ventil­ elementes durchgeführt wird.

17. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Ventilelement derart ausgebildet ist, daß die dem Gasdruck in der ringförmigen Vertiefung ausgesetzte Fläche des ring­ förmigen Ventilelementes in seiner offenen Stellung größer ist als in seiner geschlossenen Stellung.

18. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die das ringförmige Ventil­ element elastisch in die geschlossene Stellung vorspannen.

19. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Gehäuse vorgesehen ist, das die Öffnungen und die ringförmige Ver­ tiefung aufweist und derart im Motor be­ festigbar ist, daß die Öffnungen mit einer Verbrennungskammer des Motors verbunden sind, wobei das Gehäuse einen koaxial zu der ring­ förmigen Vertiefung angeordneten, mit der Verbrennungskammer verbundenen Kraftstoff­ einspritzkanal und eine Ventilanordnung zur Steuerung der Kraftstofflieferung aus dem Kraftstoffeinspritzkanal in die Verbrennungskammer aufweist.

20. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Reservoir einen in dem Gehäuse ange­ ordneten ringförmigen Hohlraum aufweist, wobei mindestens ein Teil des ring­ förmigen Hohlraums sich in den Kraftstoff­ durchgang herum erstreckt.

21. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorge­ sehen sind, die eine Kraft auf das ring­ förmige Ventilelement abhängig vom Druck im Gasreservoir aufbringen, wodurch die durch den Druck im Gasreservoir entwickelte, direkt auf das ringförmige Ventilelement wirkende Kraft ergänzt wird und das Ventil­ element in der geschlossenen Stellung hält.

22. Kraftstoffeinspritzvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Förderung des Gases zu dem Gasreservoir eine Kompressionskammer, eine Gasöffnung zum Verbinden der Kompressions­ kammer mit der Verbrennungskammer des Motors, wobei ein Ventil die Gasöffnung öffnet, wenn der Druck in der Verbrennungskammer den Druck in der Kompressionskammer um einen vorbestimmten Druckunterschied über­ steigt, eine Luftöffnung zum Verbinden der Kompressionskammer mit einer Luftquelle mit einer Luftquelle mit einem Einwegsventil für den Lufteintritt von der Luftquelle in die Kompressionskammer, eine Förder­ öffnung zum Verbinden der Kompressions­ kammer mit dem Gasreservoir, wobei ein druckabhängiges Ventil den Strom durch die Förderöffnung in der Weise steuert, daß sie geöffnet wird, wenn der Druck im Gas­ reservoir unter einem bestimmten Wert liegt und eine gedrosselte Entlüftungsöffnung aufweist, die die Kompressionskammer mit der Umgebung verbindet, wobei die Anordnung derart ausgebildet ist, daß bei Über­ schreiten des Gasdrucks in der Verbrennungs­ kammer über den Druck der Luftzufuhr die Luft in der Kompressionskammer für eine Lieferung in das Gasreservoir komprimiert wird und daß die Luftquelle Luft an die Kompressionskammer abgibt, wenn das Gas­ ventil des Motors geschlossen ist, um das Motorgas aus der Kompressionskammer durch die Entlüftungsöffnung zu spülen.