DE4029572A1

DE4029572A1 - Zweitaktmotor

Info

Publication number: DE4029572A1
Application number: DE4029572A
Authority: DE
Inventors: Masanobu Kanamaru; Norihiko Nakamura; Toshio Tanahashi; Yoshio Kido; Toshio Ito; Katsuhiko Hirose
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1991-04-04
Anticipated expiration: 2010-09-19
Also published as: DE4029572C2; US5063886A

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweitaktmotor.

Bei der Krafstoffeinspritzung, bei welcher der Kraftstoff in den Zylinder durch den Brennstoffdruck injiziert und die Brennstoffmenge, die zu injizieren ist, durch die Injektions zeit gesteuert wird, wenn das Druckdifferential zwischen dem Brennstoffdruck und einem Druck im Zylinder schwankt, kann die zu injizierende Brennstoffmenge nicht präzise gesteuert werden.

Dementsprechend wird in der JP-OS 58-2 17 730 ein Verfahren zur Steuerung der Brennstoffmenge, die in einen Dieselmotor injiziert wird, vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird bei einer Brennstoffinjektionssteuereinrichtung für einen Diesel motor, bei welcher die Steuerung der Menge des injizierten Brennstoffes durch die Steuerung des Brennstoffdruckes erfolgt, der Druck im Zylinder während der Brennstoffinjektion durch einen Drucksensor ermittelt, und der Brennstoffdruck wird ent sprechend dem im Zylinder ermittelten Druck gesteuert, so daß jegliche Schwankung der Menge des injizierten Brennstoffes, der auf einer Schwankung des Druckes im Zylinder beruht, ver hindert. Bei diesem Verfahren müssen jedoch ein Drucksensor und andere Bauelemente eingesetzt werden, wodurch das Problem eines komplizierten Aufbaues entsteht.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, einen Zweitaktmotor zur Verfügung zu stellen, bei welchem die Menge des injizierten Brennstoffes präzise gesteuert wird durch einen einfachen Aufbau.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Nach der Erfindung ist ein Zweitaktmotor mit einem Zylinder sowie einem Zylinderkopf vorgesehen, der sich durch die folgenden Merkmale auszeichnet, nämlich mindestens ein Ein laßventil sowie mindestens ein Auslaßventil an der Innen wandung des Zylinderkopfes, eine Einlaßöffnung, die über das Einlaßventil mit dem Zylinder verbunden ist, mindestens eine Einspritzeinrichtung innerhalb des Zylinderblockes zur In jektion des Brennstoffes, eine Druckregeleinrichtung zur Regulierung des Brennstoffdruckes, der der Einspritzeinrichtung zugeführt wird, auf der Basis eines Spüldruckes in der Einlaß öffnung, unter Erhöhung des Brennstoffdruckes, entsprechend einer Erhöhung des Spüldruckes, sowie eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Brennstoffeinspritzung mittels der Einspritz einrichtung während einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, bei welchem das Einlaßventil geöffnet ist, bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem der Spüldruck gleich dem Druck innerhalb des Zylinders ist, nachdem das Einlaßventil geschlossen ist.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Schnitt in Seitenansicht eines Zweitakt motors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der Innen wandung des in Fig. 1 gezeigten Zylinderkopfes,

Fig. 3 eine schematische, perspektivische Ansicht,ge sehen aus der Richtung des Pfeiles III in Fig. 1,

Fig. 4 eine schematische, perspektivische Ansicht, ge sehen aus der Richtung des Pfeiles IV in Fig. 1,

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Öffnungs- und Schließzeiten des Einlaßventils sowie des Auslaßventils und der Brennstoffin jektionszeit,

Fig. 6 eine Seitenansicht im Schnitt durch einen Zweitakt motor während der Injektion des Brennstoffes durch die Einspritzeinrichtung,

Fig. 7 die Gesamtansicht eines Zweitaktmotors einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in schema tischer Darstellung,

Fig. 8 eine Ansicht zur Erläuterung der Innenwandung des in Fig. 7 dargestellten Zylinderkopfes,

Fig. 9 einen Schnitt in Seitenansicht durch eine erste Brennstoffeinspritzeinrichtung,

Fig. 10 u. Fig. 11 schematische Darstellungen zur Erläuterung der Injektionszeiten der Brennstoffeinspritz einrichtungen,

Fig. 12 einen Vertikalschnitt durch einen Zweitaktmotor gemäß der zweiten Ausführungsform während der Brennstoffinjektion durch die erste Brennstoff einspritzeinrichtung,

Fig. 13 ein Ablaufdiagramm zur Ausführung der Berechnung der Injektionszeit TAU,

Fig. 14 ein Ablaufdiagramm zur Ausführung der Berechnung der zeitlichen Abstimmung der Brennstoffinjektion,

Fig. 15 eine Erläuterung der Beziehung zwischen der Motor geschwindigkeit N und der Standardinjektionszeit A,

Fig. 16 ein Ablaufdiagramm zur Ausführung der Brennstoff injektion durch die erste Brennstoffeinspritzein richtung,

Fig. 17 ein Ablaufdiagramm zur Ausführung der Brennstoff injektion durch die zweite Brennstoffeinspritz einrichtung, und

Fig. 18 eine Darstellung zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Menge des von der ersten Einspritz einrichtung injizierten Brennstoffes und der Menge des von der zweiten Einspritzeinrichtung injizierten Brennstoffes.

Es soll zunächst eine erste Ausführungsform der Erfindung erläutert werden, unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4, wobei die Bezugsziffer 1 einen Zylinderblock, 2a einen in dem Zylinderblock 1 hin- und herführbaren Kolben, 3 einen an dem Zylinderblock 1 befestigten Zylinderkopf und 4a die Brennkammer, die zwischen der Innenwandung 3a des Zylinderkopfes und der oberen Fläche des Kolbens 2 gebildet wird, bezeichnen. Eine Ausbuchtung 5 ist an der Innenwandung 3a des Zylinderkopfes 3 ausgebildet, während ein Paar von Einlaßventilen 6 an dem Innenwandungsteil 3b des Zylinderkopfes 3 angeordnet ist, die die Bodenwandung der Ausbuchtung 5 bildet. Außer der Ausbuchtung 5 der Innenwandung 3c ist der Zylinderkopf 3 im wesentlichen flach, und ein Paar Auslaßventile 7 ist an dieser Innenwand 3c des Zylinderkopfes 3 angeordnet. Die Innenwandbereiche 3b und 3c des Zylinderkopfes 3 sind über eine periphere Wandung 8 der Ausbuchtung 5 miteinander verbunden. Die periphere Wandung 8 der Ausbuchtung 5 umfaßt ein Paar von Abschirmwandungen 8a, die so nah wie möglich an den peripheren Bereichen der ent sprechenden Einlaßventile 6 angeordnet sind und sich in einem Bogen entlang der Peripherie der entsprechenden Einlaßventile 6 erstrecken, während eine Frischluftleitwandung 8b zwischen den Einlaßventilen 6 und ein Paar von Frischluftleitwandungen 8c jeweils zwischen den Umfangswandungen der inneren Wandung 3a des Zylinderkopfes 3 und dem entsprechenden Einlaßventil 6 vor gesehen sind. Die Abschirmwandungen 8a erstrecken sich in Richtung auf die Brennkammer 4 bis in eine Position unterhalb der Einlaßventile 6, wenn sich die Ventile 6 in der maximal angehobenen Position befinden, wie dies durch eine gestrichelte Linie in Fig. 1 dargestellt ist, und somit wird die Ventil öffnung zwischen dem Ventilsitz 9 und dem peripheren Bereich des Einlaßventils 6, das sich auf der Auslaßventilseite be findet, durch die entsprechende Abschirmwand 8a während der gesamten Zeit, in welcher das Einlaßventil 6 offen ist, abge schirmt. Ein Paar von Frischluftleitwandungen 8b befindet sich im wesentlichen in der gleichen Ebene, und die Frischluft leitwandungen 8b und 8c erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Linie, die durch die Mitten der Einlaßventile 6 verläuft. Außerdem erstreckt sich ein Paar von Frischluftleitwandungen 8c zur Bodenwandung der Innenwandung 3a des Zylinderkopfes 3. Die Bodenwandung der Innenwandung 3a des Zylinderkopfes 3 besitzt ein Paar von Bodenwandungsbereichen 3d, die in Richtung auf die Brennkammer 4 U-förmig vorragen, und die Frischluftleit wandungen 8c erstrecken sich von dem Innenwandbereich 3b des Zylinderkopfes 3 bis zum Bodenwandungsbereich 3d. Dementsprechend ist die Frischluftleitwandung 8c höher als die Abschirmwandung 8a. Die Abschirmwandung 8a, die sich auf der Seite der Frisch luftleitwandung 8c befindet, trägt einen verlängerten Bereich 8d, der sich bis zum Bodenwandungsteil 3d erstreckt,und der verlängerte Bereich 8d bildet außerdem eine Frischluftleitwandung. Wie die Fig. 3 zeigt, erstreckt sich die Frischluftleitwandung 8b zur Frischluftleitwandung 8c in einer gekrümmten Form, und die Frischluftleitwandung 8d wird höher, je näher sie der Frischluftleitwandung 8c kommt. Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, sind Verbrennungsgasleitwände 8e gegenüber den Frischluftleitwandungen 8c ausgebildet. Die Verbrennungs gasleitwandung 8e wird durch eine gekrümmte Fläche gebildet, die sich von dem Innenwandbereich 3c des Zylinderkopfes 3 bis zum Bodenwandteil 3d erstreckt.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist eine Zündkerze 10 an den Innenwand bereich 3c des Zylinderkopfes 3 in einer solchen Weise ange ordnet, daß sie sich in der Mitte der Innenwandung 3a des Zylinderkopfes 3 befindet. Wenn das Auslaßventil 7 geöffnet ist, ist die gesamte Ventilöffnung zwischen dem Ventilsitz 11 und dem peripheren Bereich des Auslaßventils 7 zur Brennkammer 4 geöffnet.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 sind Einlaßöffnungen 12 in dem Zylinderkopf 3 für die Einlaßventile 6 ausge bildet, während Auslaßöffnungen 13 für die Auslaßventile 7 in dem Zylinderkopf 3 ausgebildet sind. Die Einlaßöffnungen 12 sind mit einem Einlaßrohr 14 verbunden, und ein Luft strömungsmengenmesser 35, eine Drosselklappe 5, ein mechanisch getriebener Kompressor 16 und ein Druckausgleichsbehälter 17 befinden sich in dem Einlaßrohr 14 in dieser Reihenfolge auf der stromaufwärtigen Seite. Der Kompressor 16 komprimiert Frischluft und führt diese der Brennkammer 4 zu, so daß dem entsprechend ein Spüldruck dem Einlaßrohr 14 stromabwärtig von dem Kompressor 16 und den Einlaßöffnungen 12 durch den Kompressor 16 zugeführt wird, wobei Frischluft in die Brenn kammer 4 durch den Spüldruck eingeleitet wird. Eine Einspritz einrichtung 18 ist im peripheren Bereich des Innenwandungs teils 3b des Zylinderkopfes 3 stromabwärtig von den Einlaß ventilen 6 vorgesehen. Die Einspritzeinrichtung 18 und die Abschirmwandung 8a befinden sich auf der gegenüberliegenden Seite in bezug auf das Einlaßventil 6, und eine Düsenöffnung 19 ist an der Spitze der Brennstoffeinspritzeinrichtung 18 vorge sehen. Die Düse 19 ist in der Brennkammer 4 vorgesehen, und das rückwärtige Ende der Einspritzeinrichtung 18 steht mit einer Brennstoffzuführleitung 20 in Verbindung, die an einen Brennstofftank über eine Leitung 21 angeschlossen ist, wobei sich in der Leitung 21 eine Brennstoffpumpe 23 befindet. Eine Druckreguliereinrichtung 24 ist innerhalb der Brennstoff zuführleitung 20 vorgesehen und umfaßt eine Federkammer 26 und eine Brennstoffkammer 27, die über eine Membran 25 vonein ander geteilt sind, während eine Druckfeder 28 sich in der Federkammer 26 befindet, um die Membran 25 unter Druck zu verschieben. Die Federkammer 26 ist an den Druckausgleichs behälter 17 über eine Druckleitung 29 angeschlossen, wodurch der Druck innerhalb des Druckausgleichsbehälters 17 der Feder kammer zugeführt wird. Die Brennstoffkammer 27 ist an die Brennstoffzuführleitung 20 über ein Verbindungsrohr 33 ange schlossen, so daß der Brennstoff in der Zuführleitung 20 der Brennstoffkammer 27 zugeleitet wird. Ein Ventilkörper 30, der sich in die Brennstoffkammer 27 hineinerstreckt, ist in der Mitte der Membran 25 angeordnet, und eine Brennstoffrück führleitung 31, die die Brennstoffkammer 27 mit dem Brenn stofftank 22 verbindet, ragt in die Brennstoffkammer 27 hinein. Die Öffnung 32 der Brennstoffrückführleitung 31 in der Brenn stoffkammer 27 wird durch den Ventilkörper 30 geöffnet und geschlossen. Die Öffnung 32 wird geöffnet, wenn der Brenn stoffdruck in der Brennstoffkammer 27 höher wird als der Druck in der Federkammer durch einen vorbestimmten Druck, und der Brennstoff in der Brennstoffkammer 27 wird zum Brenn stofftank 22 über die Brennstoffrückführleitung 21 zurückge leitet. Dementsprechend wird der Brennstoffdruck in der Brenn stoffzuführleitung 20 auf einen Druck eingestellt, der höher ist als der Druck in dem Druckausgleichsbehälter 17,durch einen vorbestimmten konstanten Druck. Die Brennstoffeinspritz einrichtung 18 wird durch eine elektronische Steuereinheit 40 gesteuert, auf der Basis von Signalen, die von dem Luft strömungsmengenmesser 35 und einem Kurbelwinkelsensor 36 abge geben werden. Wenn die Düsenöffnung 19 geöffnet ist, wird Brennstoff in die Brennkammer 4 über die Düsenöffnung 19 einge spritzt, und die Menge an Brennstoff, die durch die Brennstoff einspritzeinrichtung 18 injiziert wird, wird durch die In jektionszeit gesteuert, d. h., die Öffnungszeit der Düsen öffnung 19.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 besitzt der Zweitaktmotor zwei Einlaßventile 6, wobei sich die Brennstoffeinspritzeinrichtung 18 in einer Position unter und zwischen den Einlaßventilen 6 befindet. Die Brennstoffeinspritzeinrichtung 18 ist so ange ordnet, daß sie Brennstoff entlang der Injektionsachse K parallel zu einer vertikalen Ebene P einspritzt. Die Ebene P ist eine Vertikalebene, die die Mitten O₁ und O₂ des Einlaß ventils 6 und des Auslaßventils 7 enthält, die auf einander gegenüberliegenden Seiten in bezug die Abschirmwandung 8a angeordnet sind. Die Injektionsachse K durchläuft die Zünd kerze 10 und den Mittelpunkt zwischen dem Paar von Einlaß ventilen 6. Wie die Fig. 1 zeigt, trifft die Injektionsachse K die Bodenfläche 3e des Zylinderkopfes 3 in einem Winkel von 30°.

Die Fig. 5 erläutert die Öffnungs- und Schließzeiten des Ein laßventils 6 und des Auslaßventils 7 sowie die Injektionszeit der Brennstoffeinspritzeinrichtung 18. Wie die Fig. 5 zeigt, öffnen die Auslaßventile 7 vor den Einlaßventilen vor dem unteren Totpunkt BDC,und die Auslaßventile 7 schließen früher als die Einlaßventile 6 nach dem oberen Totpunkt BDC. Die Brennstoffeinspritzeinrichtung 18 beginnt mit der Brennstoff injektion unmittelbar bevor die Auslaßventile 7 schließen und beendet die Brennstoffinjektion unmittelbar bevor die Einlaß ventile 6 schließen.

Wenn der Kolben 2 sich nach unten bewegt und das Auslaßventil 7 geöffnet ist, strömt unter hohem Druck stehendes Verbrennungs gas rasch in die Brennkammer 4 zur Auslaßöffnung 13, und der Druck in der Brennkammer 4 wird rasch reduziert. Wie in Fig. 6 dargstellt ist, strömt, wenn das Einlaßventil 6 geöffnet ist, Frischluft in die Brennkammer 4 über die Einlaßöffnung 12. Zu dieser Zeit strömt, da die Abschirmwandungen 8a für die Ventilöffnungen der Einlaßventile 6 vorgesehen sind, die Frisch luft hauptsächlich in die Brennkammer 4 von den Bereichen der Ventilöffnungen des Einlaßventils 6, wie durch den Pfeil N wiedergeben ist, wobei sich die Bereiche auf der gegenüber liegenden Seite in bezug auf die Abschirmwandungen 8a be finden. Dann bewegt sich, wie durch den Pfeil S wiedergegeben ist, die Frischluft abwärts entlang der Innenfläche des Zy linders unterhalb des Einlaßventiles 6, überkreuzt die obere Fläche des Kolbens 2 und bewegt sich dann entlang der Innen fläche des Zylinders unterhalb der Auslaßventile 7. Hieraus ergibt sich, daß das Abgas der Brennkammer 4 durch die Frisch luft herausgedrückt und in die Abgasöffnungen 13 eingeleitet wird. Wenn die Verschiebung der Auslaßventile 7 klein wird nach dem unteren Totpunkt, bewegt sich die Frischluft, die nach oben entlang der Innenfläche des Zylinders an den Aus laßventilen 7 herabgeführt wird, dann entlang dem Innenflächen teil 3c des Zylinderkopfes 3, an welchem die Auslaßventile 7 angeordnet sind,und in Richtung auf die Einlaßventile 6. Dem entsprechend wird in der Brennkammer 4 ein Wirbel erzeugt um eine Achse senkrecht zur Zylinderachse, und Abgas hoher Temperatur wird in der Mitte des Wirbels gesammelt, d. h., in der Mitte der Brennkammer 4. Dann wird Brennstoff von der Düsenöffnung 19 der Brennstoffeinspritzeinrichtung 18 inji ziert.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 6 ist die Brennstoffein spritzeinrichtung 18 in einem Winkel derart angeordnet, daß die Injektionsachse K in Richtung auf den oberen Raum der Brennkammer 4 gerichtet ist, wobei Brennstoff von der Düsen öffnung 19 entlang der Injektionsachse K injiziert wird. Da die Frischluftströmung N, die von den Öffnungen der Einlaßventile 6 in die Brennkammer 4 einströmt, den injizierten Brennstoff in einem Winkel von etwa 90° trifft, wird der injizierte Brennstoff durch die Frischluftströmung N geschnitten, so daß der Brennstoff in einer geeigneten Weise atomisiert wird. Der Brennstoff F, der durch die Frischluftströmung N atomisiert wurde, wird in Richtung auf den Boden der Brennkammer 4 abgelenkt. Darüber hinaus wird der injizierte Brennstoff in die Brenn kammer 4 diffundiert durch die Frischluftströmung S und mit dem Abgas hoher Temperatur vermischt, so daß die Brennstoffver dampfung verbessert wird. Dann strömt, obwohl das Auslaßventil geschlossen ist, Frischluft weiter in die Brennkammer 4 durch die Öffnungen der Einlaßventile ein. Dementsprechend wird, da ein starker Wirbel erzeugt wird, der injizierte Brennstoff atomisiert und in der Brennkammer 4 diffundiert, so daß damit die Brennstoffverdampfung verbessert wird. Der injizierte Brenn stoff wird zum Boden der Brennkammer 4 abgelenkt durch den Frischluftstrom entlang dem Innenflächenbereich 3c des Zylinderkopfes und in Richtung auf die Einlaßventile.

Dann wird die Brennstoffinjektion von der Brennstoffeinspritz einrichtung 18 abgebrochen, und die Einlaßventile werden ge schlossen.

Während die Einlaßventile offen sind, wird, da der Druckaus gleichsbehälter 17 in Verbindung mit der Brennkammer 4 steht, der Druck in dem Ausgleichsbehälter, d. h., der Spüldruck, gleich dem Druck in der Brennkammer. Außerdem wird für eine kurze Dauer, nachdem die Einlaßventile 6 geschlossen sind, der Druck in dem Ausgleichsbehälter 17 im wesentlichen gleich dem Druck in der Brennkammer 4. Die Brennstoffinjektion wird ungefähr am unteren Totpunkt BDC ausgeführt, und dementsprechen wird während der Brennstoffinjektion die Druckschwankung in der Brennkammer 4 klein, und der Druck im Druckausgleichsbe hälter 17 wird im wesentlichen gleich dem Druck in der Brenn kammer 4.

Die Druckreguliereinrichtung 24 steuert den Brennstoffdruck, der der Brennstoffeinspritzeinrichtung 18 zugeführt wird, auf einen Druck, der höher ist als der Druck im Druckausgleichsbe hälter 17, durch einen vorbestimmten konstanten Druck. Dement sprechend wird, wenn der Brennstoff von der Brennstoffein spritzeinrichtung 18 injiziert wird, der Brennstoffdruck auf einen Druck gesteuert, der höher ist als der Druck in der Brennkammer 4, durch einen vorbestimmten konstanten Druck. Daher kann, obwohl der Brennstoff von der Brennstoffein spritzeinrichtung 18 während der Brennstoffeinspritzzeit, die aus der Motorbelastung und der Motorgeschwindigkeit be rechnet wird, injiziert wird, die Menge an injiziertem Brenn stoff präzise gesteuert werden, auch wenn der Druck in der Brennkammer schwankt.

Da bei dieser Ausführungsform das Abgas in der Brennkammer 4 nicht in die Federkammer 26 der Druckreguliereinrichtung 24 eingeführt wird, wird die Federkammer 26 nicht durch das Ab gas kontaminiert. Da die Einlaßventile 6 geschlossen sind, wird während des Arbeitstaktes der Explosionsdruck in der Brennkammer 4 nicht der Federkammer 26 zugeführt. Dement sprechend kann durch eine einfach Einstellung der Brennstoff druck während der Brennstoffinjekton auf einen Druck einge stellt werden, der höher ist als der Druck in der Brennkammer 4, durch einen vorbestimmten konstanten Druck.

Da bei dieser Ausführungsform der Brennstoff von der Einspritz einrichtung 18 in die Brennkammer 4 eingespritzt wird, während die Einlaßventile geöffnet sind, wird der injizierte Brenn stoff durch den Frischluftstrom atomisiert, der in die Brenn kammer 4 einströmt, durch die Öffnunge der Einlaßventile 6 und abgelenkt wird in Richtung auf den Boden der Brennkammer 4. Dementsprechend wird der injizierte Brennstoff in der Brenn kammer 4 diffundiert durch einen Frischluftstrom S und ver mischt mit dem Abgas hoher Temperatur, so daß damit eine schnellere Brennstoffverdampfung erreicht wird aufgrund des Abgases hoher Temperatur. Dementsprechend wird der Brennstoff leicht entzündet, und man erhält eine gute Verbrennung. Da ein Brennstoffnebel F nach unten abgelenkt wird durch den Frischluftstrom S, strömt kein Brennstoff durch die Auslaß öffnung 13 aus, auch wenn die Einspritzeinrichtung 18 die Injektion beginnt bevor die Auslaßventile 7 geschlossen sind.

Die Injektionszeitvorgabe der Einspritzeinrichtung 18 kann vorgestellt werden, soweit der Brennstoff nicht aus der Auslaß öffnung 13 auströmt. Beispielsweise kann, wie durch die unter brochene Linie in Fig. 5 wiedergeben ist, die Einspritzein richtung die Brennstoffinjektion beginnen, unmittelbar nach dem unteren Totpunkt BDC.

Die Einspritzeinrichtung 18 kann auch die Injektion be ginnen, nachdem die Auslaßventile geschlossen sind.

Da der Druck in dem Druckausgleichsbehälter 17 im wesentlichen gleich dem Druck in der Brennkammer 4 ist, kann während einer kurzen Zeitdauer, nachdem die Einlaßventile 6 geschlossen sind, die Einspritzeinrichtung 18 die Brennstoffinjektion ab brechen, nachdem die Einlaßventile geschlossen sind. Das heißt, die Einspritzeinrichtung 18 kann Brennstoff injizieren, während der Druck in dem Druckausgleichsbehälter 17 im wesentlichen gleich dem Druck in der Brennkammer 4 ist, nachdem die Einlaß ventile geschlossen sind.

Die Zeitvorgabe des Beginns der Brennstoffinjektion durch die Einspritzeinrichtung 18 kann fixiert sein, oder sie kann auf der Motorgeschwindigkeit und der Motorbelastung basieren.

Es soll nun eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben werden, wobei 101 einen Zylinderblock, 102 einen Kolben, 103a einen Zylinder kopf, 104 eine Brennkammer, 105 ein Paar von Einlaßventilen und 106 ein Paar von Auslaßventilen bezeichnen. Abschirm wandungen 107 sind so nah wie möglich an den peripheren Be reichen der entsprechenden Einlaßventile 105 vorgesehen und erstrecken sich in einem Bogen entlang der Peripherie der entsprechenden Einlaßventile 105. Die Ventilöffnung zwischen dem Ventilsitz und dem peripheren Teil des Einlaßventiles 105, das sich auf der Auslaßventilseite befindet, wird abge schirmt durch die entsprechende Abschirmwandung 107 während der gesamten Zeit, während welcher das Einlaßventil 105 offen ist. Eine Zündkerze 108 befindet sich in der Mitte der Innenwandung 103a des Zylinderkopfes 103, und Einlaß öffnungen 109 sind in dem Zylinderkopf 103 ausgebildet für die Einlaßventile 105, und Auslaßöffnungen 110 sind in dem Zylinderkopf 103 ausgebildet für die Auslaßventile 106.

Wie die Fig. 7 zeigt, stehen die Einlaßöffnungen 109 in Ver bindung mit einem Luftfilter 112 über ein Einlaßrohr 111, wo bei ein Luftströmungsmengenmesser 113, eine Drosselklappe 114, ein mechanisch getriebener Kompressor 115 und ein Druckaus gleichsbehälter 116 in dem Einlaßrohr 111 in dieser Reihen folge auf der stromaufwärtigen Seite angeordnet sind. Eine erste Einspritzeinrichtung 117 ist in dem peripheren Teil der Innenwandung 103a des Zylinderkopfes 103 vorgesehen, unterhalb der Einlaßventile 105, und eine Düsenöffnung 118 ist an der Spitze der ersten Einspritzeinrichtung 117 ausgebildet und befindet sich in der Brennkammer 4.

Die erste Brennstoffeinspritzeinrichtung 117 wird, unter Be zugnahme auf Fig. 9, beschrieben, wobei eine gerade Nadelein steckbohrung 120 in dem Gehäuse 119 der ersten Einspritzein richtung 117 ausgebildet ist, wobei eine Nadel 121 mit einem Durchmesser, der etwas geringer ist als derjenige der Nadel einsteckbohrung 120, in diese Nadeleinsteckbohrung 120 einge führt ist. Eine Düsenöffnung 118 ist an einem Ende der Nadel einsteckbohrung 120 ausgebildet, und die Düsenöffnung 118 wird geöffnet und geschlossen durch einen Ventilkopf 122, der an der Spitze der Nadel 121 ausgebildet ist. Ein Flüssigkeitsein laß 129 steht mit der Nadeleinsteckbohrung 120 in Verbindung und gestattet eine Brennstoffströmung hierdurch. Ein Feder rückhalter 123 ist an der Nadel 121 befestigt, und eine Druck feder 124 befindet sich zwischen dem Federrückhalter 123 und dem Gehäuse 119. Die Düsenöffnung 118 ist normalerweise ge schlossen durch den Ventilkopf 122 der Nadel 121, aufgrund der Kraft der Druckfeder 124. Ein bewegbarer Kern 125 wird konstant gegen den Endbereich der Nadel 121 gedrückt, der dem Ventilkopf 122 gegenüberliegt, durch die Kraft der Druckfeder 126, wobei ein Solenoid 127 und ein Stator 128 in dem Gehäuse 119 vorgesehen sind, um den verschiebbaren Kern 125 anzuziehen. Wenn das Solenoid 127 erregt wird, wird der verschiebbare Kern 125 in Richtung auf den Stator 128 geführt, und zu dieser Zeit wird, da die Nadel 121 in Richtung auf die Düsenöffnung 118 gegen die Kraft der Druckfeder 120 geführt wird, die Düsen öffnung 118 geöffnet. Der durch die Düsenöffnung 118 inji zierte Brennstoff besitzt einen Sprühwinkel von 60°, und der Durchmesser der Düsenöffnung 118 der ersten Einspritzeinrichtung 117 wird derart bestimmt, daß die zu injizierende Brennstoff menge im Leerlaufstatus präzise injiziert werden kann. Dement sprechend kann, wenn die Brennstoffmenge, die injiziert werden soll, zu groß ist, d. h., wenn die Motorlast hoch ist, da die Brennstoffinjektionszeit verlängert wird, die Brennstoff injektion nicht während einer erforderlichen Zeitdauer ausge führt werden.

Entsprechend der Darstellung in den Fig. 7 und 8 ist eine zweite Brennstoffeinspritzeinrichtung 130 an einer der Einlaß öffnungen 109 vorgesehen, und Brennstoff mit einem kleinen Sprühwinkel wird aus der zweiten Brennstoffeinspritzeinrichtung 130 in die Einlaßöffnung i09 injiziert. Die zweite Einspritz einrichtung 130 injiziert Brennstoff in Richtung auf den Ventilkopf des Einlaßventils 105, wobei der injizierte Brenn stoff auf dem Ventilkopf des Einlaßventils 105 auftrifft und somit atomisiert wird.

Der Brennstoffeinlaß 129 sowie der Brennstoffeinlaß 131, der mit der zweiten Brennstoffeinspritzeinrichtung 130 ver bunden ist, sind an einen Brennstoffbehälter 133 über eine Zuführleitung 132 angeschlossen, wobei sich eine Brennstoff pumpe 134 in der Zuführleitung 132 befindet, während eine Druckregulierungseinrichtung 135 an einem Ende der Brenn stoffzuführleitung 132 sich befindet. Die Druckregulierein richtung 135 umfaßt eine Federkammer 137 sowie eine Brenn stoffkammer 138, die durch eine Membran 136 voneinander ge trennt sind, während eine Druckfeder 139, die die Membran 136 unter Kraft auslenkt, innerhalb der Federkammer 137 angeordnet ist. Die Federkammer 137 steht mit dem Druckausgleichsbehälter 116 über eine Druckleitung 140 in Verbindung, so daß der Druck in dem Druckausgleichsbehälter 116 in die Federkammer 137 eingeleitet wird. Die Brennstoffkammer 138 steht mit der Brennstoffzuführleitung 132 in Verbindung, so daß Brennstoff in die Brennstoffkammer 138 eingeleitet wird. Ein Ventil körper 141, der sich in die Brennstoffkammer 138 hineiner streckt, befindet sich in der Mitte der Membran 136, während eine Brennstoffrückführleitung 142, die die Brennstoffkammer 138 mit dem Brennstofftank 133 verbindet, in die Brennstoff kammer 138 hineinragt. Die Öffnung 143 der Brennstoffrück führleitung 142 in die Brennstoffkammer 138 wird durch den Ventilkörper 141 geöffnet und geschlossen. Die Öffnung 143 wird geöffnet, wenn der Brennstoffdruck in der Brennstoff kammer 138 höher wird als der Druck in der Federkammer 137 durch deren vorbestimmten Druck, beispielsweise 5 bar, und in der Brennstoffkammer 138 befindlicher Brennstoff wird in den Brennstofftank 133 zurückgeführt. Dementsprechend wird der Brennstoffdruck, der der ersten und der zweiten Einspritzeinrichtung 117 bzw. 130 zugeführt wird, gesteuert auf einen Druck, der höher ist als der Druck im Druckausgleichs tank 116, durch einen vorbestimmten konstanten Druck. Die beiden Einspritzeinrichtungen 117 und 118 werden durch eine elektronische Steuereinheit 150 gesteuert, auf der Basis von Signalen, die von dem Luftströmungsmengenmesser 113 und einem Kurbelwinkelsensor 144 abgegeben werden.

Wie die Fig. 8 zeigt, ist die erste Einspritzeinrichtung 117 so angeordnet, daß der Brennstoff entlang der Injektions achse K parallel zu einer Ebene P injiziert wird. Die Ebene P ist eine Vertikalebene, die die Mitten 0 ₁ und 0₂ des Ein laßventils 105 und des Auslaßventils 106 enthält, die auf der gegenüberliegenden Seite der Abschirmwandung 107a ange ordnet sind. Die Injektionsachse K durchläuft die Zündkerze 108 sowie einen Mittelpunkt zwischen dem Paar von Einlaß ventilen 105.

Die elektronische Steuereinheit 150 ist als Digitalcomputer aufgebaut und umfaßt ein ROM (read only memory) 152, ein RAM (random access memory) 153, eine CPU (Rechnereinheit usw.) 154, sowie eine Einlaßöffnung 155 und eine Auslaßöffnung 156. Das ROM 152, das RAM 153, die CPU 154, die Einlaßöffnung 155, sowie die Auslaßöffnung 156 sind über eine bidirektionale Anschlußschiene 151 miteinander verbunden.

Der Luftströmungsmengenmesser 113 ist an die Einlaßöffnung 155 über einen Gleichstromumfsetzer 157 angeschlossen, und der Kurbelwinkelsensor 144, der Ausgangsimpulse erzeugt mit einer Frequenz, die der Motorgeschwindigkeit proportional ist, steht mit der Einlaßöffnung 155 in Verbindung.

Die Auslaßöffnung 156 ist an die beiden Einspritzeinrichtungen 117 und 130 über entsprechende Treiberschaltungen 159 und 158 angeschlossen.

Die Fig. 10 und 11 erläutern die Öffnungszeiten des Einlaß ventils 105 sowie des Auslaßventils 106 und die Injektions zeiten der Einspritzeinrichtungen 117 und 130. Entsprechend der Darstellung in den Fig. 10 und 11 öffnen die Auslaß ventile 106 früher als die Einlaßventile 105, vor dem unteren Totpunkt BDC, und die Auslaßventile 106 schließen früher als die Einlaßventile 105 nach dem unteren Totpunkt BDC. Wenn die zu injizierende Brennstoffmenge geringer ist als eine vorbe stimmte Menge, wird der Brennstoff nur durch die erste Ein spritzeinrichtung 117 injiziert. Die erste Einspritzeinrichtung 117 injiziert den Brennstoff während der Zeit von der letzteren Hälfte des Spülhubes zum Schließen des Einlaßventils 105. Es ist herauszustellen, daß die erste Einspritzeinrichtung 117 Brennstoff einzuspritzen vermag, unmittelbar nachdem das Ein laßventil 105 geschlossen ist.

Wenn sich der Kolben 102 nach unten bewegt und das Auslaßventil 106 geöffnet ist, strömt rasch das in der Brennkammer unter hohem Druck stehende Abgas zur Auslaßöffnung 110, und der Druck in der Brennkammer 104 wird rasch reduziert. Wie Fig. 7 zeigt, strömt, wenn das Einlaßventil 105 geöffnet ist, Frischluft in die Brennkammer 104 hinein von der Einlaßöffnung 109. Zu dieser Zeit strömt, da die Abschirmwandungen 107 für die Ventil öffnungen der Einlaßventile 105 vorgesehen sind, Frischluft hauptsächlich in die Brennkammer 104 von den Teilen der Ventil öffnungen der Einlaßventile 105, entsprechend der Darstellung durch den Pfeil N, die auf den gegenüberliegenden Seiten der Abschirmwandungen 107 angeordnet sind. Dann strömt, wie durch den Pfeil S wiedergegeben ist, die Frischluft an den Innen flächen des Zylinders unterhalb der EinlaßventiIe 6 herab, überkreuzt die obere Fläche des Kolbens 102 und bewegt sich dann aufwärts entlang der Innenfläche des Zylinders unterhalb der Ventile 106, woraus sich ergibt, daß das Abgas in der Brennkammer 104 durch die Frischluft herausgedrückt wird. Wenn die Verschiebung der Auslaßventile 106 gering wird nach dem unteren Totpunkt BDC, bewegt sich die Frischluft aufwärts ent lang der Innenfläche des Zylinders unterhalb der Auslaßventile 106, strömt entlang der Innenflächenbereiche 103 des Zy linderkopfes, an welchem die Auslaßventile 106 angeordnet sind, und dann in Richtung auf die Einlaßventile 105. Dementsprechend wird in der Brennkammer 104 ein Wirbel erzeugt um ihre Achse senkrecht zur Zylinderachse, und das Abgas hoher Temperatur wird in der Mitte des Wirbels gesammelt, d. h., in der Mitte der Brennkammer 104. Dann wird der Brennstoff durch die Düsen öffnung 118 der ersten Einspritzeinrichtung 117 injiziert.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 12 ist die erste Ein spritzeinrichtung 117 in einem abwärtigen Winkel derart ange ordnet, daß die Injektionsachse K auf den oberen Raum in der Brennkammer 104 ausgerichtet ist, und der aus der Düsenöffnung 118 entlang der Injektionsachse K injizierte Brennstoff be sitzt einen Sprühwinkel von 60°. Da der Frischluftstrom N, der aus der Öffnung der Einlaßventile 105 in die Brennkammer 104 hineinströmt, auf den injizierten Brennstoff in einem Winkel von etwa 90° auftrifft, wird der injizierte Brennstoff durch den Frischluftstrom N gekreuzt, und somit wird der Brennstoff in geeigneter Weise atomisiert. Der atomisierte Brennstoff F wird zum Boden der Brennkammer 104 durch den Frischluftstrom N abgelenkt. Darüber hinaus wird der Brennstoff in der Brenn kammer 104 diffundiert durch den Frischluftstrom S und gemischt mit dem Abgas hoher Temperatur, so daß damit die Brennstoff verdampfung verbessert wird. Dann strömt, obwohl das Auslaß ventil geschlossen ist, die frische Luft weiter in die Brenn kammer 104 hinein von den Öffnungen der Einlaßventile 105, und dementsprechend wird, da ein starker Wirbel erzeugt wird, der injizierte Brennstoff atomisiert und in der Brennkammer 104 diffundiert, so daß damit die Brennstoffverdampfung weiter hin verbessert wird. Der injizierte Brennstoff wird abgelenkt zum Boden der Brennkammer 104 durch den Frischluftstrom, der entlang des inneren Oberflächenbereiches 103a des Zylinder kopfes fließt und in Richtung auf die Einlaßventile 105. Dann wird, wenn die Brennstoffeinspritzzeit vorüber ist, die erste Einspritzeinrichtung 117 geschlossen, d. h., die Brennstoff injektion aus der ersten Einspritzeinrichtung 117 wird abge brochen, und die Einlaßventile werden geschlossen.

Dementsprechend wird, da der Brennstoff von der ersten Ein spritzeinrichtung 117 in die Brennkammer 104 injiziert wird während die Einlaßventile geöffnet sind, der injizierte Brenn stoff atomisiert durch den Frischluftstrom und abgelenkt in Richtung auf den Boden der Brennkammer 104. Daher wird der injizierte Brennstoff in der Brennkammer durch den Frischluft strom S diffundiert und mit dem Abgas hoher Temperatur ver mischt, so daß der Brennstoff rasch durch die hohe Temperatur des Abgases verdampft wird. Dementsprechend läßt sich der Brenn stoff leicht entzünden, und man erreicht eine gute Verbrennung. Da der Brennstoffnebel F durch den Frischluftstrom S nach unten abgelenkt wird, strömt der Brennstoff nicht aus der Auslaßöffnung 110 heraus, auch wenn die erste Einspritzein richtung 117 mit dem Injizieren des Brennstoffes beginnt, be vor die Auslaßventile 106 geschlossen sind.

Während die Einlaßventile 105 geöffnet sind, wird, da der Druck ausgleichsbehälter 116 mit der Brennkammer 104 in Verbindung steht, der Druck in dem Druckausgleichsbehälter 116 gleich dem Druck in der Brennkammer 104. Darüber hinaus steuert die Druck regeleinrichtung 135 den Brennstoffdruck, der der ersten Ein spritzeinrichtung 117 zugeführt wird, auf einen höheren Druck als der Druck im Ausgleichsbehälter 116, durch einen vorbe stimmten konstanten Druck, und dementsprechend wird, wenn der Brennstoff aus der ersten Einspritzeinrichtung 117 injiziert wird, der Brennstoffdruck auf einen Druck eingestellt, der höher ist als der Druck in der Brennkammer 104, durch einen vorbestimmten konstanten Druck. Dementsprechend kann, obwohl der Brennstoff der ersten Einspritzeinrichtung 117 während der Brennstofeinspritzzeit injiziert wird, die aus der Motorlast und der Motorgeschwindigkeit berechnet wurde, die Menge an Brennstoff, die injiziert wird, präzise gesteuert werden, auch wenn der Druck in der Brennkammer schwankt.

Wenn die Menge an zu injizierendem Brennstoff größer wird als eine vorbestimmte Brennstoffmenge, wird, wenn der Brennstoff nur von der ersten Einspritzeinrichtung 117 injiziert wird, die Injektionszeit zu lang, und dementsprechend wird der Brennstoff sowohl von der ersten als auch der zweiten Brenn stoffeinspritzeinrichtung 117 und 130 injiziert. Die zweite Brennstoffeinspritzeinrichtung 130 injiziert den Brennstoff während des Spülhubes, gemäß der Darstellung in den Fig. 10 und 11. Der von der zweiten Einspritzeinrichtung 130 inji zierte Brennstoff trifft auf den Ventilkopf des Einlaßventiles 105 auf und wird durch den Frischluftstrom atomisiert, worauf der atomisierte Brennstoff in die Brennkammer 104 zusammen mit der Frischluft einströmt, worauf er in der Brennkammer 104 diffundiert. Dann wird der Brennstoff aus der ersten Einspritz einrichtung 117 in der oben beschriebenen Weise injiziert, und dementsprechend wird, wenn der Motor unter hohen Lastbe dingungen läuft, d. h., wenn die zu injizierende Brennstoffmenge groß ist, der Brennstoff von der ersten und der zweiten Ein spritzeinrichtung 117 und 130 injiziert, so daß damit eine gute Verbrennung erzielt wird. Da der Wirbel S in der Brennkammer 104 erzeugt wird, strömt die Frischluft von den offenen Einlaß ventilen 105 nicht direkt zur Auslaßöffnung 110, und die Menge an Brennstoff, der aus der zweiten Einspritzeinrichtung 130 injiziert wird, ist ein Teil der Gesamtmenge des zu inji zierenden Brennstoffes und ist klein. Dementsprechend strömt eine sehr kleine Menge an Brennstoff, der aus der zweiten Einspritzeinrichtung 130 injiziert wird, zur Auslaßöffnung 110.

Die Fig. 13 zeigt eine Routine zur Berechnung der Brennstoff einspritzzeit. Diese Routine wird bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel ausgeführt.

Wie in Fig. 13 gezeigt ist, wird im Schritt 170 die Grund einspritzzeit TP berechnet aus der Motorgeschwindigkeit N und der Luftmenge Q, die dem Motorzylinder zugeführt wird. Diese Grundeinspritzzeit TP bezeichnet die Grundeinspritzzeit der ersten Einspritzeinrichtung 117. In diesem Schritt gibt K₁ einen konstanten Wert an. Dann wird im Schritt 171 die aktuelle Einspritzzeit TAU berechnet aus der folgenden Gleichung:
TAU = TP×KF.

Dabei gibt KF einen Korrekturkoeffizienten an, basierend auf der Kühlwassertemperatur und der Lufttemperatur. Dann wird im Schritt 172 die aktuelle Einspritzzeit in einem Speicher ab gespeichert.

Die Fig. 14 erläutert eine Routine zur Berechnung des zeit lichen Ablaufes der Brennstoffinjektion. Diese Routine wird durch schrittweise Unterbrechungen ausgeführt bei einem vorbe stimmten Kurbelwinkel.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 14 wird im Schritt 180 eine Standardinjektionszeit A berechnet. Die Standardinjektions zeit A gibt eine geeignete Injektionszeit an für die erste Einspritzeinrichtung 117, d. h., eine Zeit von der letzten Hälfte der Spülzeit zu dem Zeitpunkt, an welchem das Einlaß ventil 105 geschlossen ist. So entspricht beispielsweise die Standardzeit A einer Rotation der Kurbelwelle über einen Winkel von 50°. Dementsprechend wird, gemäß der Darstellung in Fig. 15, die Standardinjektionszeit A abgekürzt durch einen Anstieg der Motorgeschwindigkeit. Im Schritt 181 wird be stimmt, ob die aktuelle Injektionszeit TAU kleiner ist als die Standardzeit A. Wenn TAU < A, geht die Routine zum Schritt 182. Im Schritt 182 wird eine Marke F neu einge stellt, und im Schritt 183 wird die aktuelle Injektionszeit TAU umgesetzt in einen Injektionskurbelwinkel TCAC durch die folgende Gleichung:
TCAC = TAU×N×α.

Dabei ist N die Motorgeschwindigkeit und α ein Umsetzungskoeffi zient. Im Schritt 184 wird der Injektionsstartwinkel TSC (siehe Fig. 10) der ersten Einspritzeinrichtung 117 berechnet durch die folgende Formel:
TSC = TFC-TCAC.

Dabei ist TFC (siehe Fig. 10) der Unterbrechungskurbelwinkel der ersten Einspritzeinrichtung 117 und ein fester Wert. Dann werden im Schritt 185 TSC und TFC in einem ersten Speicher ab gespeichert. Im Schritt 181 geht, wenn TAU A, die Routine zum Schritt 186, und die Marke F wird eingestellt. Im Schritt 187 wird die Injektionszeit TAUP der zweiten Brennstoffein spritzeinrichtung 130 durch die folgende Gleichung berechnet:
TAUP = (TAU-A)×KH.

Dabei ist KH ein Koeffizient, der die Injektionszeit der ersten Einspritzeinrichtung 117 in eine Injektionszeit der zweiten Einspritzeinrichtung 130 umsetzt. Im Schritt 188 wird die In jektionszeit TAUP der zweiten Einspritzeinrichtung 130 umge setzt in einen Injektionskurbelwinkel TCAP der zweiten Brenn stoffeinspritzeinrichtung 130 durch die folgende Gleichung:
TCAP = TAUP×N×α.

Im Schritt 189 wird der Injektionsstartkurbelwinkel TSP (siehe Fig. 10) der zweiten Einspritzeinrichtung 130 be rechnet durch die folgende Gleichung:
TSP = TFP-TCAP.

Dabei ist TFP (siehe Fig. 10) der Beendigungskurbelwinkel der zweiten Einspritzeinrichtung 130 und ein fester Wert. Dann werden im Schritt 190 TSP und TFP in einem zweiten Speicher abgespeichert. Dann wird im Schritt 191 die Standardinjektions zeit A umgesetzt in einen Injektionskurbelwinkel TCAC der ersten Brennstoffeinspritzeinrichtung 117 durch die folgende Gleichung:
TCAC = A×N×α.

Dann wird im Schritt 184 TSC berechnet und im Schritt 185 TSC und TFC im ersten Speicher abgespeichert.

Die Fig. 16 zeigt eine Routine zur Ausführung einer Brennstoff injektion durch die erste Einspritzeinrichtung 117. Diese Routine wird bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel durchgeführt. Entsprechend der Darstellung in Fig. 16 wird im Schritt 200 be stimmt, ob der Winkel R der Injektionsstartkurbelwinkel TSC (siehe Fig. 10) der ersten Einspritzeinrichtung 117 ist. Wenn R = TSC, geht die Routine zum Schritt 201, und die erste Ein spritzeinrichtung 117 wird geöffnet und die Brennstoffein spritzung beginnt. Im Schritt 202 wird bestimmt, ob der Winkel R der Injektionsendewinkel TFC (siehe Fig. 10) der ersten Einspritzeinrichtung 117 ist. Wenn R = TFC, geht die Routine zum Schritt 203, und die erste Einspritzeinrichtung 117 wird geschlossen und die Brennstoffinjektion wird beendet.

Die Fig. 17 erläutert die Routine zur Ausführung der Brenn stoffeinspritzung durch die zweite Einspritzeinrichtung 130. Dies Routine wird bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel ausge führt. Wie die Fig. 17 zeigt, wird im Schritt 210 bestimmt, ob die Marke F eingestellt ist. Wenn F = 0, d. h., wenn die Injektion durch die zweite Einspritzeinrichtung 130 nicht erforderlich ist, geht die Routine zum Schritt 211, und die zweite Einspritzeinrichtung 130 wird geschlossen. Im Schritt 210 geht, wenn F = 1, d. h., wenn eine Brennstoffeinspritzung durch die zweite Einspritzeinrichtung 130 erforderlich ist, die Routine zum Schritt 212, und es wird bestimmt, ob der Kurbelwinkel R gleich dem Injektionsstartkurbelwinkel TSP (siehe Fig. 10) der zweiten Einspritzeinrichtung 130 ist. Wenn R = TSP, geht die Routine zum Schritt 213, und die zweite Einspritzeinrichtung 130 wird geöffnet und die Brenn stoffeinspritzung zur Einlaßöffnung beginnt. Im Schritt 214 wird bestimmt, ob der Kurbelwinkel R der Injektionsendkurbel winkel TFP (siehe Fig. 10) der zweiten Einspritzeinrichtung 130 ist. Wenn R = TFP, geht die Routine zum Schritt 211, und die zweite Einspritzeinrichtung 130 wird geschlossen und die Brennstoffeinspritzung wird beendet.

Wenn Brennstoff von der ersten Einspritzeinrichtung 117 während der erforderlichen Zeit nicht in hinreichendem Ausmaß inji ziert werden kann, da die Brennstoffmenge, die zu injizieren ist, ansteigt, wird der Brennstoff von der ersten und der zweiten Einspritzeinrichtung 117 und 130 injiziert, so daß dement sprechend eine hinreichende Menge an Brennstoff während der erforderlichen Zeit injiziert werden kann. Entsprechend der Darstellung in Fig. 18 wird, wenn die berechnete tatsächliche Injektionszeit TAU länger ist als die vorbestimmten Standard injektionszeit A, die Menge an Brennstoff, die durch die erste Einspritzeinrichtung 117 injiziert wird, konstant, wie durch die ausgezogene Linie gezeigt ist, und die Injektion von der zweiten Einspritzeinrichtung 130 beginnt, entsprechend der Darstellung mittels der unterbrochenen Linie.

Die Menge des Brennstoffes, der von der zweiten Einspritzein richtung 130 in die Einlaßöffnung 109 injiziert wird, ist ein Teil der Gesamtmenge des zu injizierenden Brennstoffes, und somit kann die Menge an Brennstoff, die zur Auslaßöffnung 110 strömt, reduziert werden.

Da die Spülzeit länger wird bei einer entsprechenden Ver minderung der Motorgeschwindigkeit, strömt Brennstoff, der in die Einlaßöffnung 109 injiziert wird, leicht zur Auslaß öffnung 110. Da bei dieser Ausführungsform jedoch die Standard injektionszeit A erhöht wird bei einer Verminderung der Motor geschwindigkeit, d. h., die Menge an Brennstoff, die durch die zweite Einspritzeinrichtung 130 injiziert wird, wird verringert bei einer Verminderung der Motorgeschwindigkeit, so daß die Menge an Brennstoff, die der Auslaßöffnung 110 zuströmt, ver ringert werden kann, auch unter dem Zustand einer hohen Last und einer niedrigen Motorgeschwindigkeit. Wenn andererseits die Motorgeschwindigkeit hoch ist, obwohl die Menge an aus der zweiten Einspritzeinrichtung 130 injizierten Brennstoff erhöht wird, wird, da die Spülzeit abgekürzt wird, wenn die Motorgeschwindigkeit hoch ist, die Menge an Brennstoff, der zur Auslaßöffnung 110 führt, vermindert.

Da der Brennstoffdruck, der der ersten Brennstoffeinspritzein richtung 117 zugeführt wird, relativ niedrig ist, wenn die Temperatur der ersten Einspritzeinrichtung hoch wird, wird in dem Brennstoff viel Dampf erzeugt, und die Brennstoffinjektion wird schwierig. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch, da die ersten Einspritzeinrichtung 117 stets Brennstoff bei einem vorbestimmten Kurbelwinkel injiziert, die erste Einspritzein richtung 117 hierdurch gekühlt, und dementsprechend wird die Erzeugung von Dampf im Brennstoff verhindert, und die Brenn stoffeinspritzung wird erleichtert. Da andererseits die zweite Einspritzeinrichtung 130 keinen Brennstoff injiziert, wenn die Menge an zu injizierendem Brennstoff gering ist, wird die zweite Einspritzeinrichtung 130 nicht gekühlt, wenn die zweite Einspritzeinrichtung 130 keine Brennstoffinjektion ausführt. Nichtsdestoweniger ist, da die zweite Brennstoff einspritzeinrichtung 130 sich an der Einlaßöffnung 109 be findet, die Temperatur der zweiten Brennstoffeinspritzein richtung 130 relativ niedrig, so daß Dampf in dem Brennstoff nicht erzeugt wird.

Es ist noch herauszustellen, daß in Betracht gezogen werden kann, daß zwei Brennstoffeinspritzeinrichtungen zum Inji zieren von Brennstoff zur gleichen Brennkammer an einem Zylinder vorgesehen sind und eine Einspritzeinrichtung be trieben wird, wenn die Menge an zu injizierendem Brennstoff gering ist, und zwei Einspritzeinrichtungen betrieben werden, wenn die zu injizierende Brennstoffmenge groß ist. In diesem Fall wird die Anordnung jedoch, da zwei Düsenöffnungen in einer Brennkammer anzuordnen sind, schwierig. Bei dieser Ausführungs form ist die Anordnung jedoch relativ einfach , da nur eine Düsenöffnung in einer Brennkammer angeordnet ist.

Herauszustellen ist, daß bei dieser Ausführungsform, obwohl eine Brennstoffeinspritzeinrichtung mit einem kleinen In jektionswinkel eingesetzt wird, als zweite Einspritzeinrichtung eine Brennstoffeinspritzeinrichtung mit einem großen Injektions winkel stattdessen eingesetzt werden kann.

Außerdem kann bei dieser Ausführugnsform, obwohl die Standard injektionszeit A variabel ist, in Übereinstimmung mit der Motorgeschwindigkeit auch ein fester Wert derart vorgesehen sein, daß die erste Brennstoffeinspritzeinrichtung 117 bei einem angemessenen Kurbelwinkel geöffnet wird, auch unter dem Zustand einer maximalen Motorgeschwindigkeit.

Zusammenfassend stellt die Erfindung einen Zweitaktmotor zur Verfügung mit einem Einlaßventil und einem Auslaß ventil an einer Innenwandung des Zylinderkopfes, einem Einlaß, der mit dem Zylinder über das Einlaßventil in Verbindung steht, einer Brennstoffeinspritzeinrichtung, die innerhalb des Zylinders angeordnet ist, zur Injektion von Brennstoff in den Zylinder, einer Druckregulierein richtung zur Einstellung eines Brennstoffdruckes, der der Brennstoffeinspritzeinrichtung zugeführt wird, auf der Basis eines Spüldruckes innerhalb des Einlasses, um hier durch den Brennstoffdruck entsprechend einem Anstieg des Spüldruckes zu erhöhen, sowie einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Brennstoffeinspritzung mittels der Einspritz einrichtung während einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, bei welchem das Einlaßventil geöffnet ist, bis zu einem Zeit punkt, bei welchem der Spüldruck gleich dem Druck innerhalb des Zylinders ist, nachdem das Einlaßventil geschlossen ist.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung ledig lich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Zweitaktmotor mit einem Zylinder sowie einem Zylinder kopf, gekennzeichnet durch:
mindestens ein Einlaßventil (6, 105) sowie mindestens ein Auslaßventil (7, 106) an der Innenwandung des Zylinder kopfes (3, 103),
eine Einlaßöffnung (12, 110), die über das Einlaßventil (6, 105) mit dem Zylinder verbunden ist,
mindestens eine Einspritzeinrichtung (18, 117, 130) innerhalb des Zylinderblockes (1, 101) zur Injektion des Brennstoffes,
eine Druckreguliereinrichtung (24, 135) zur Regulierung des Brennstoffdruckes, der der Einspritzeinrichtung zugeführt wird auf der Basis eines Spüldruckes in der Einlaßöffnung (12, 110), unter Erhöhung des Brennstoffdruckes entsprechend einer Erhöhung des Spüldruckes, sowie
eine Steuereinrichtung (40, 150) zur Steuerung der Brennstoff einspritzung mittels der Einspritzeinrichtung (18, 117, 130) während einer Zeitdauer von einem Zeitpunkt, bei welchem das Einlaßventil (6, 105) geöffnet ist, bis zu einem Zeitpunkt, bei welchem der Spüldruck gleich dem Druck innerhalb des Zylinders ist, nachdem das Einlaßventil (6, 105) geschlossen ist.

2. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf mit einer Abschirmwandung (8a, 107) versehen ist, die zwischen dem Einlaßventil (6, 105) und dem Auslaßventil (7, 106) angeordnet ist, zur Abschirmung einer Ventilöffnung, die zwischen dem Ventilsitz und einem peripheren Teil des Einlaßventils angeordnet ist, der sich auf der Auslaßventilseite befindet.

3. Zweitaktmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmwandung die Ventilöffnung während der gesamten Zeit, während welcher das Einlaßventil geöffnet ist, ab schirmt.

4. Zweitaktmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzeinrichtung und die Abschirmwandung auf gegen überliegenden Seiten des Einlaßventils angeordnet sind.

5. Zweitaktmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mit zwei Einlaßventilen versehen ist, und die Brenn stoffeinspritzeinrichtung sich unterhalb und zwischen den Einlaßventilen befindet.

6. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kompressor (115) innerhalb der Einlaßöffnung (109) ange ordnet ist.

7. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckreguliereinrichtung (24, 135) den Brennstoffdruck einstellt, zur Aufrechterhaltung des Brennstoffdruckes bei einem Druck, der höher ist als der Spüldruck, um einen vor bestimmten Wert.

8. Zweitaktmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckreguliereinrichtung (24, 135) eine Membran (25, 136), eine durch die Membran abgeschlossene Kammer (26, 137), die mit dem Einlaß (14, 109) in Verbindung steht, sowie ein Ventil (30, 141), das über die Membran (25, 136) zur Steuerung der Rückführmenge des Brennstoffes umfaßt.

9. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckausgleichsbehälter (17, 116) im Einlaß (14, 109) vorge sehen ist, wobei der Spüldruck den Druck innerhalb der Druck ausgleichskammer repräsentiert.

10. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (40, 150) die zeitliche Abstimmung der Injektion der Brennstoffeinspritzeinrichtung steuert, ent sprechend dem Laufzustand des Motors.

11. Zweitaktmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Einspritzeinrichtung (130) innerhalb der Einlaß öffnung (109) vorgesehen ist, wobei die Druckreguliereinrichtung (125) einen Brennstoffdruck, der der Einspritzeinrichtung (130) zugeführt wird, auf der Basis des Spüldruckes in der Einlaß öffnung (109) einstellt, zur Erhöhung des Brennstoffdruckes, der der zweiten Einspritzeinrichtung (130) zugeführt wird, ent sprechend dem Anstieg des Spüldruckes.

12. Zweitaktmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckreguliereinrichtung den Brennstoffdruck, der der zweiten Einspritzeinrichtung zugeführt wird, derart einstellt, daß der Brennstoffdruck, der der zweiten Einspritzeinrichtung zugeführt wird, auf einen höheren Druck gehalten wird als der Spüldruck um einen vorbestimmten Wert.

13. Zweitaktmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Brennstoff nur von der ersten Einspritzeinrichtung (117) injiziert wird,wenn die zu injizierende Brennstoffmenge geringer ist als ein vorbestimmter Wert, und Brennstoff sowohl von der ersten Einspritzeinrichtung (117) als auch der zweiten Einspritz einrichtung (130) eingespritzt wird, wenn die zu injizierende Brennstoffmenge größer ist als ein vorbestimmter Wert.

14. Zweitaktmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Brennstoffmenge reduziert wird, in Über einstimmung mit einem Anstieg der Motorgeschwindigkeit.

15. Zweitaktmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff aus der zweiten Einspritzeinrichtung (130) injiziert wird, bevor der Brennstoff aus der ersten Einspritz einrichtung (117) injiziert wird.