DE4205064C2 - Dieselmotor - Google Patents

Dieselmotor

Info

Publication number
DE4205064C2
DE4205064C2 DE4205064A DE4205064A DE4205064C2 DE 4205064 C2 DE4205064 C2 DE 4205064C2 DE 4205064 A DE4205064 A DE 4205064A DE 4205064 A DE4205064 A DE 4205064A DE 4205064 C2 DE4205064 C2 DE 4205064C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
engine
load
egr
loads
injection timing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE4205064A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4205064A1 (de
Inventor
Yoshimasa Matsura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Publication of DE4205064A1 publication Critical patent/DE4205064A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4205064C2 publication Critical patent/DE4205064C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B31/00Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder
    • F02B31/08Modifying induction systems for imparting a rotation to the charge in the cylinder having multiple air inlets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/38Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/401Controlling injection timing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4235Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of intake channels
    • F02F1/4242Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads of intake channels with a partition wall inside the channel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/0015Controlling intake air for engines with means for controlling swirl or tumble flow, e.g. by using swirl valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/0022Controlling intake air for diesel engines by throttle control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/224Diagnosis of the fuel system
    • F02D2041/226Fail safe control for fuel injection pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D2041/228Warning displays
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Dieselmotor mit einer Steuereinrichtung für Auspuff­ gasrückführung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1
Ein derartiger Dieselmotor ist aus der DE 37 40 968 C1 bekannt.
Die Abgasrückführeinrichtung soll bei dieser bekannten Konstruktion so weiter­ gebildet werden, daß durch Steuerdruckbildung zur Steuerung des Abgasrück­ führventils der für zusätzliche Steuerfunktionen bereitgestellte drehzahlabhängi­ ge hydraulische Steuerdruck nicht störend beeinflußt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe enthält die bekannte Abgasrückführeinrichtung eine Kraftstoffeinspritz­ anlage, in der bei der Steuerung der last- und drehzahlabhängigen Förderbe­ ginnregelung in einem bestimmten Last- und Drehzahlkennfeld ein hydrauli­ scher Staudruck anfällt, der unmittelbar zur Steuerung eines einen hydrauli­ schen Stellmotor aufweisenden pneumatischen Wegeventils dient, mit dem das mit Unterdruck arbeitende Abgasrückführventil gesteuert wird und wobei insbe­ sondere der hydraulische Staudruck über ein Druckhalteventil gesteuert wird. Das wesentliche dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daß der Stellmotor des Wegeventils hydraulisch arbeitet und daß der hydraulische Steuerdruck un­ mittelbar zur Betätigung des Wegeventils dient.
Wie bekannt, muß ein Dieselmotor sehr strenge Anforderungen in bezug auf erheblich saubere Auspuffgase erfüllen. Zu diesem Zweck wurden eine Vielzahl von Maßnahmen vorgeschlagen und entwickelt. Es wurden unterschiedliche Steuersysteme vorgeschlagen und in die Praxis umgesetzt, um Stickoxide (NOx) in dem Auspuffgas zu verringern, bzw. Kohlenwasserstoffe in Form von Feststof­ fen und Ruß.
Es wurde ein Steuersystem mit variabler Wirbelbildung vorgeschlagen, um Luftwirbel in einer Verbrennungskammer auszubilden und so auf wirksame Weise eine Luft/Brennstoff-Mischung auszubilden, um den Brennstoff voll­ ständig zu verbrennen und die Feststoffe und den Ruß zu verringern. Ein Aus­ puffgas-Rückführungssteuersystem (EGR) führt entsprechend den Arbeits­ bedingungen des Motors einen Teil des Auspuffgases zur Brennkammer zurück, verringert die Oxidkonzentration, verringert die Verbrennungstemperatur, und unterdrückt NOx. Ein Zeitgebersteuersystem steuert den Brennstoffeinspritz­ zeitpunkt, um NOx und Feststoffe zu verringern. Weiterhin werden Versuche unternommen, neue Formen für Brennstoffeinspritzeinheiten und Verbrennungs­ kammern zu entwickeln. Das von den voranstehend erwähnten Steuersystemen ausgestoßene Auspuffgas wird darüber hinaus durch eine Auspuffgas- Reinigungsanlage gefiltert, die in einem Spülkanal angeordnet ist.
Allerdings kann keines der voranstehend erwähnten Steuersysteme unabhängig mit sämtlichen Schwierigkeiten des Auspuffgases fertig werden. Diese Steuer­ systeme weisen Vorteile und Nachteile auf. Um das Auspuffgas mit einem ein­ zigen Steuersystem zu reinigen, erfordert dieses, daß ein derartiges Steuer­ system unvermeidbar komplizierter und teuerer wird. Insbesondere ist es über­ haupt nicht möglich, mit einem einzigen Steuersystem das Auspuffgas eines Kraftfahrzeugmotors zu reinigen, dessen Arbeitsbedingungen sich dauernd än­ dern. Konventionelle Steuersysteme werden als akzeptabel angesehen, wenn sie das Auspuffgas in einem bestimmten bevorzugten Ausmaß reinigen. Ge­ wöhnlich wird für den Ausstoß eines sauberen Auspuffgases die Motorleistung in gewisser Weise geopfert. Beispielsweise führt die Unterdrückung von NOx zu einem Anstieg der Konzentration von Rauch und Kohlenwasserstoffen, und zu einer Verringerung des Motorwirkungsgrades. Daher ist es für die voranstehend angegebenen Steuersysteme schwierig, die neuen Anforderungen an ein er­ heblich reineres Auspuffgas zu erfüllen, um so die Luftverschmutzung zu verhin­ dern.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Dieselmotor zu schaffen, der ein erheblich reineres Auspuffgas ausstoßen kann, ohne daß die Motorleistung verringert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Pa­ tentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung er­ geben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hin­ weis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild mit einer Darstellung des Auf­ baus eines Dieselmotors gemäß einer Ausführungsform mit Merkmalen nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine seitliche Querschnittsansicht einer Einrichtung zur Erzeugung eines variablen Wirbels;
Fig. 3 eine seitliche Querschnittsansicht der Einrichtung zur Ausbildung eines variablen Wirbels von Fig. 2;
Fig. 4 eine axiale Querschnittsansicht einer Brennstoff­ einspritzpumpe;
Fig. 5a bis 5e den Betriebsablauf mit einer Erläuterung, wie Brennstoff unter Druck durch einen Plunger der Brennstoffeinspritzpumpe zugeführt wird;
Fig. 6 ein Diagramm mit einer Darstellung eines Beispiels eines Wirbelsteuer-Kennlinienfeldes;
Fig. 7 ein Diagramm mit einer Darstellung eines Beispiels eines EGR-Steuerkennlinienfeldes;
Fig. 8 ein Diagramm mit einer Darstellung eines Beispiels für ein Einspritzvoreilungs-Kennlinienfeld;
Fig. 9 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen einem EGR-Verhältnis und der Last;
Fig. 10 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem EGR-Verhältnis und der Motordrehzahl;
Fig. 11 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Einspritzvoreilungszeitpunkt und der Last;
Fig. 12 ein Flußdiagramm eines Hauptprogramms zum Steuern des Auspuffgases;
Fig. 13 ein Flußdiagramm für ein Programm für eine variable Wirbelsteuerung;
Fig. 14 ein Flußdiagramm eines Programms für eine EGR-Steue­ rung; und
Fig. 15 ein Flußdiagramm eines Programms für eine Einspritz­ voreilung.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel weist ein Dieselmotor eine Einrichtung zur Erzeugung eines variablen Wirbels auf, eine Steuereinrichtung für die Auspuffgasrückführung (EGR), eine Einspritzzeit-Steuereinrichtung, und eine Steuerung 9, wie in Fig. 1 gezeigt.
Die Einrichtung zur Ausbildung eines variablen Wirbels erzeugt starke, mittlere oder schwache Luftwirbel in einem Brennraum entsprechend den Motordrehzahlen und der Motorlast, und weist eine Hauptöffnung 5a auf, eine Unteröffnung 5b, ein Hilfsven­ til 5c für variable Wirbel, und eine Treibereinheit zum Be­ trieb des Ventils 5c.
Die EGR-Steuereinrichtung führt einen Teil des Auspuffgases von einem Spülkanal 11 entsprechend dem Zustand des Motors zum Brennraum 1 zurück. Diese Steuereinrichtung weist einen EGR-Kanal 12 auf, ein EGR-Ventil 13, und ein Kanalauswahl­ ventil 14.
Entsprechend der Motorlast und Motordrehzahl steuert die Steuerung 9 die Einrichtung zur Ausbildung eines variablen Wirbels, die EGR-Steuereinrichtung, und die Einspritzzeit­ steuereinrichtung.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist ein Dieselmotor Brennräume auf, eine Brennstoffeinspritzpumpe, eine Einrichtung zur Er­ zeugung variabler Wirbel zur Ausbildung schwacher, mittlerer und starker Luftwirbel in einem Brennraum, eine Steuerein­ richtung für die Rückführung von Auspuffgas (nachstehend als "EGR" bezeichnet), eine Einspritzzeit-Steuereinrichtung, und eine Steuerung zum Steuern der voranstehend angegebenen Ein­ richtungen, nämlich der Einrichtung zur Ausbildung variabler Wirbel, der EGR-Steuereinrichtung, und der Einspritzzeit­ steuereinrichtung.
Jeder Brennraum 1 weist einen Zylinder 2 auf, einen Kolben 3, und einen Zylinderkopf 4. Der Zylinderkopf 4 weist ein Einlaßventil 6 auf, um eine Einlaßöffnung 5 zu öffnen und zu schließen, und eine Einspritzdüse 7, um Brennstoff zu ei­ nem geeigneten Zeitpunkt einzuspritzen. Die Einspritzdüse 7 ist mit der Brennstoffeinspritzpumpe 8 verbunden.
Die Brennstoffeinspritzpumpe wird durch die Zeitsteuerein­ richtung der Steuerung 9 gesteuert, und wird so betrieben, daß sie den Brennstoff durch die Einspritzdüse 7 zu einem geeigneten Zeitpunkt einspritzt, abhängig von der Motordreh­ zahl Ne und der Last L.
Die Einlaßöffnung 5 steht mit einem Einlaßkanal 10 in Verbin­ dung, der mit einem (nicht gezeigten) Luftfilter (Luftreini­ gungseinrichtung) verbunden ist. Die Einlaßöffnung 5 weist eine Hauptöffnung 5a auf, die eine große Querschnittsfläche hat, und eine Unteröffnung 5b, die eine kleine Querschnitts­ fläche aufweist.
Die Unteröffnung 5b wird von einem Hilfsventil 5c für variab­ le Wirbel geöffnet und geschlossen. Das Hilfsventil 5c für variable Wirbel wird durch das Steuersignal von der Steuerung 9 betätigt, abhängig von der Motordrehzahl Ne und der Last L. Wenn das Ventil 5c die Unteröffnung 5b vollständig schließt, wird nur durch die Hauptöffnung 5a Luft eingezogen, und hier­ durch werden starke Luftwirbel in dem Brennraum 1 ausgebil­ det. Öffnet das Ventil 5c die Unteröffnung 5b vollständig, so wird die Luft sowohl über die Hauptöffnung 5a und die Hilfs­ öffnung 5b eingezogen, wodurch schwache Luftwirbel in dem Brennraum 1 erzeugt werden. Wird die Unteröffnung 5b halb ge­ schlossen, so werden mittlere Luftwirbel in dem Brennraum 1 erzeugt. Die Bewegung des Ventils 5c wird durch eine Antriebs­ einrichtung wie beispielsweise ein Magnetspulen-betätigtes Ventil und einen Motor gesteuert, der entsprechend dem Sig­ nal von der Steuerung 9 in Bewegung gesetzt wird.
Die Einrichtung zur Erzeugung eines variablen Wirbels weist mehrere Einlaßeinheiten 24 auf, Einlaßverteiler 24, und Trei­ bereinheiten, die für die jeweiligen Brennräume vorgesehen sind. Die Einrichtung zur Ausbildung variabler Wirbel wird durch die Steuerung 9 gesteuert.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, befindet sich jede Ein­ laßeinheit 24 in dem Zylinderkopf 4. Jeder Einlaßverteiler 40 weist ein Hauptverzweigungsrohr 41 auf, eine Hilfsverzwei­ gung 42, und eine Luftkammer 43. Das Hauptverzweigungsrohr 41 steht mit dem Brennraum 1 über die Hauptöffnung 5a in Ver­ bindung. Das Hauptverzweigungsrohr 41 weist eine große Quer­ schnittsfläche auf. Das Hilfsverzweigungsrohr 42 steht mit der Unteröffnung 5b in Verbindung, die eine Öffnung 28a nahe dem Einlaßventil 6 und einem Einlaßventilsitz 26 aufweist. Die Öffnung 28a der Unteröffnung 5b liegt einer Umfangswand einer Wirbelkammer 25a gegenüber, die sich an dem Ende der Hauptöffnung 5a befindet.
Das Hilfsventil 5c für variable Wirbel ist drehbar, um die Unteröffnungen 5b sämtlicher Einlaßverteiler 40 zu öffnen und zu schließen, die sich an einem Ende jeder der Unteröffnungen 5b befinden. Das Ventil 5c weist eine Welle 5d auf, deren äußere Oberfläche so eingeschnitten ist, daß sie die Form mehrerer Schmetterlingsventile aufweist. Die Welle 5d ist geringfügig dicker als jedes Hilfsverzweigungsrohr 42. Nach­ stehend erfolgt eine Beschreibung dadurch, daß einer der Ein­ laßverteiler 40 als ein Beispiel verwendet wird. Das Ventil 5c wird in Winkelrichtung bewegt, um drei Positionen zur Steuerung des Luftflusses einzunehmen. Im einzelnen geschieht dies folgendermaßen: Wenn sich das Ventil 5c senkrecht zum Luftfluß befindet, so schließt es vollständig das Hilfsver­ zweigungsrohr 42. Befindet es sich parallel zu dem Luftfluß, so öffnet das Ventil 5c das Verzweigungsrohr 42 vollständig. Ist es in bezug auf den Luftfluß halb gekippt, so öffnet das Ventil 5c das Verzweigungsrohr 42 zur Hälfte.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Welle 5d in Längsrichtung in den Einlaßverteiler 40 über ein Loch 42a eingeführt, wel­ ches senkrecht zu dem Hilfsverzweigungsrohr 42 liegt, gesehen von der rechten Seite der Fig. 2 aus. Der abgeschnittene Ab­ schnitt 5e der Welle 5d liegt dem Hilfsverzweigungsrohr 42 gegenüber. Das linke Ende der Welle 5d steht von dem Einlaß­ verteiler 40 aus vor, und ist mechanisch an einen Antriebs­ mechanismus 31, nämlich einen Motor, angekuppelt. Die Bezugs­ ziffer 32 bezeichnet einen Winkelsensor, um die Winkelbewe­ gung der Welle 5d zu ermitteln.
Die Antriebseinrichtung 31 ist elektrisch mit der Steuerung 9, einem Mikrocomputer, verbunden.
Wenn das Ventil 5c die Unteröffnung 5b vollständig schließt, so bewegt sich das Einlaßventil 6 nach unten, um den Einlaß­ ventilsitz 26 in dem Einlaßhub nach unten zu bewegen, um so die Luft, die exzentrisch zur Hauptöffnung 5a angeordnet ist, in den Brennraum 1 zu leiten, und hierdurch zwangsweise star­ ke und kräftige Luftwirbel in dem Brennraum 1 zu erzeugen. Diese Luft wird mit dem Brennstoff von der Einspritzdüse 7 (gezeigt in Fig. 1) gemischt, um verbrannt zu werden.
Die Steuerung 9 sendet ein Betätigungssignal an die Antriebs­ einrichtung 31 in Reaktion auf die Motordrehzahlen und die Motorlast. Die Steuerung 9 setzt die Betätigung der Antriebs­ einrichtung 31 entsprechend der Winkelbewegung der Welle 5d fort, die von dem Winkelsensor 32 ermittelt wird. Wenn die Welle 5d so bewegt wird, daß sie das Ventil 5c vollständig öffnet, so wird eine große Luftmenge in die Unteröffnung 5b über das Hilfsverzweigungsrohr 42 eingeführt, mit dem Haupt­ luftstrom gemischt (der über die Hauptöffnung 5a bei dem Wir­ bel in Vorwärtsrichtung geleitet wird), und dem Brennraum 1 zugeführt. In diesem Zustand dreht die Luft von der Unteröff­ nung 5b den Hauptluftstrom um, wodurch die Luftwirbel in der hauptsächlichen Vorwärtsrichtung geschwächt werden.
Wenn festgestellt wird, daß mittlere Luftwirbel ausreichend sind, um den Anforderungen der momentanen Motordrehzahl und der momentanen Motorlast zu begegnen, so betätigt die Steue­ rung 9 die Antriebseinrichtung 31 so, daß diese das Ventil 5c halb öffnet. Die Luftmenge über die Unteröffnung 5b wird verringert, um die Luftwirbel in Rückwärtsrichtung zu schwä­ chen, und um mittlere Luftwirbel in dem Brennraum 1 auszubil­ den.
Die Brennstoffeinspritzpumpe 8 wird im einzelnen unter Bezug auf die Fig. 4 beschrieben.
Ein Gehäuse 52 haltert in sich mehrere Läufe 54, die einander auf einer Seite des Gehäuses 52 gegenüberliegen. Jeder Lauf 54 weist ein erstes Laufteil 54a und ein zweites Laufteil 54b auf, welches in das erste Laufteil 54a eingepaßt ist.
Eine Zuführungsventilhalterung 56 ist mit einem Zylinder ver­ bunden, der oben an dem Lauf 54 angeordnet ist, in welchen ein Zuführungsventil 57a eingepaßt ist.
Ein Plungerkolben 58 ist gleitbeweglich in den Lauf 54 ein­ gepaßt, und wird durch eine Feder 60 nach unten gedrückt. Ein Nocken 62 ist mit einer (nicht gezeigten) Antriebswelle des Motors gekuppelt, um den Plungerkolben 58 nach unten zu schieben.
Eine Steuermuffe (Buchse) 64 ist gleitbeweglich um den Plun­ gerkolben 58 herum angeordnet. Die Gleitbewegung der Steuer­ muffe 64 wird durch einen Führungsstift 66 gesteuert, der in eine Führungsnut der Steuermuffe 64 eingepaßt ist.
Eine Verbindung 68 ist beweglich von dem zweiten Laufteil 54b gehaltert, und ist fest an dem Plungerkolben 58 befestigt.
Der Plungerkolben 58 weist einen Ölzufuhrkanal 58a auf, eine Öffnung 58b, einen Schlitz 58c, und einen Schlitz 58d. Der Ölzufuhrkanal 58a steht mit der oberen Endumfangsoberfläche des Plungerkolbens 58 in Verbindung. Die Öffnung 58b ist auf der Oberfläche des Plungerkolbens 58 ausgebildet und steht in Verbindung mit dem Ölzufuhrkanal 58a. Der Schlitz 58c ist axial auf der Oberfläche des Plungerkolbens 58 ausgebildet. Der Schlitz 58d ist auf dem Plungerkolben ausgebildet, und ist in bezug auf die Achse des Plungerkolbens 58 geneigt. Die Schlitze 58c, 58d und die Öffnung 58b dienen als eine Steuer­ nut. Die Steuermuffe 64 weist ein Durchgangsloch 64a auf, um das Ende des Brennstoffeinspritzhubes zu steuern.
Eine Brennstoffkammer 65 speichert den Brennstoff, der von einer (nicht gezeigten) Brennstoffzufuhrpumpe zugeliefert wird. Dieser Brennstoff leckt nicht in eine Nockenwellenkam­ mer 63, da der Plungerkolben 58 öldicht in das zweite Lauf­ teil 54b mit zylindrischer Form eingepaßt ist.
Ein Führungsstift 73 springt von einem Stößel 75 aus vor, der in eine Führungsnut 77 gleitbeweglich eingepaßt ist, die auf dem Gehäuse 52 ausgebildet ist.
Eine Einstellwelle 76 dient zur Feineinstellung des Brenn­ stoffeinspritzzeitpunktes, und weist eine Einstellschraube 79 auf, die mit Gewindeeingriff in ein Schraubenloch der Welle eingepaßt ist. Die Einstellwelle 76 wird dadurch gedreht, daß die Einstellschraube 79 für den voranstehend genannten Zweck gelöst wird.
Wenn ein Nocken 62 einmal durch eine Nockenwelle 62a gedreht wird, die von der Antriebswelle des Motors betätigt wird, so bewegt eine Stößelrolle 75a den Plungerkolben 58 jedesmal dann in einem Hub, in welchem die Stößelrolle 75 von dem Nocken 62 druckbeaufschlagt wird. Mit anderen Worten führt die voran­ stehend erwähnte Hin- und Herbewegung des Plungerkolbens zu einer Zuführung des Brennstoffs unter Druck.
Die Hin- und Herbewegungssequenz des Plungerkolbens 58 wird nachstehend unter Bezug auf die Fig. 5a bis 5e beschrieben. Es wird angenommen, daß sich die Steuermuffe 64 während der in den Fig. 5a und 5b gezeigten Sequenz in ihrer Ruhelage be­ findet. Wenn die Steuermuffe 64 und der Plungerkolben 58 in bezug aufeinander so angeordnet sind, wie in Fig. 5a gezeigt ist, also wenn die Öffnung 58b durch die Steuermuffe 64 nicht vollständig geschlossen ist, so steht eine unter Druck be­ findliche Kammer 70 mit der Brennstoffkammer 65 in Verbin­ dung, so daß kein Brennstoff zugeliefert wird.
Wenn, wie in Fig. 5c gezeigt ist, die Öffnung 58b durch die Steuermuffe 64 geschlossen wird, nach dem in Fig. 5b gezeig­ ten Zustand, so ist die unter Druck befindliche Kammer 70 von der Brennstoffkammer 65 isoliert, die von dem Plungerkol­ ben 58 druckbeaufschlagt wird. Aus der in Fig. 5a dargestell­ ten Position wird der Plungerkolben 58 in die in Fig. 5c ge­ zeigte Position angehoben. Diese Bewegung des Plungerkolbens 58 wird als "Vor-Hub" bezeichnet.
Der Plungerkolben 58 bewegt sich weiter nach oben, wie in Fig. 5d gezeigt ist. Dann überwindet der Druck in der druck­ beaufschlagten Kammer 70 die Kraft einer Feder 57 der Zufüh­ rungsventilhalterung 56, öffnet eine Ausgangsöffnung 57a, und führt den Brennstoff unter Druck der Brennstoffdüse 7 über ein Einspritzrohr 56a zu (welches in Fig. 4 gezeigt ist). Der druckbeaufschlagte Brennstoff wird der Einspritzdüse 8 zuge­ führt, bis der Schlitz 58d in Verbindung mit dem Steuerloch 64a steht, wie in Fig. 5e gezeigt ist. Wenn der Schlitz 58d damit beginnt, das Steuerloch 64a zu erreichen, so gelangt die druckbeaufschlagte Kammer 70 in Verbindung mit der Brenn­ stoffkammer 65 über den Ölzufuhrkanal 58a, die Öffnung 58b, und den Schlitz 58c, wodurch die Zuführung des druckbeauf­ schlagten Brennstoffes beendet ist.
Wenn sich der Plungerkolben 58 nach oben bewegt infolge der Verbindung 68 (gezeigt in Fig. 4), so kann die Zeitvorgabe dafür, daß der Schlitz 58d die Steuermuffe 64 erreicht, wäh­ rend des Hubes des Plungerkolbens 58 geändert werden. Dement­ sprechend kann die Brennstoffmenge eingestellt werden, die pro Hub des Plungerkolbens 58 eingespritzt werden soll. Die Bewegung der Verbindung 68 wird dadurch gesteuert, daß eine Stange 74 in Längsrichtung verschoben wird, die mit einer Kugel 72 in Eingriff steht, welche fest an der Spitze der Verbindung 68 befestigt ist.
Nachstehend wird die Steuereinrichtung für den Einspritzzeit­ punkt beschrieben. Der Einspritzzeitpunkt wird dadurch ge­ steuert, daß die Steuermuffe 64 um den Plungerkolben 58 her­ um gleitet. Die Steuermuffe 64 wird durch die Einstellwelle 76, einen Hebel 78, und eine Ausnehmung 64b in eine Gleitbe­ wegung versetzt. Die Einstellwelle 76 befindet sich nahe an der Steuermuffe 64, und weist eine Achse auf, die parallel zu der Ebene verläuft, in welcher die voranstehend erwähnten Läufe 54 einander gegenüberliegen, und welche senkrecht zu der Achse des Plungerkolbens 58 verläuft. Der Hebel 78 ist fest an der Einstellwelle 76 angebracht und steht in Richtung auf den Plungerkolben 58 hin vor. Die Ausnehmung 64b ist auf der Außenoberfläche der Steuermuffe 64 ausgebildet, und nimmt ein Ende der Einstellwelle 76 auf. Bei dieser Anordnung be­ wegt sich die Einstellwelle 76 so, daß sie die Steuermuffe 64 in Richtung auf die Ausnehmung 64b hingleiten läßt.
Die Steuermuffe 64 wird nach oben oder nach unten verschoben, um den Brennstoffeinspritzpunkt früher eintreten zu lassen oder zu verzögern. Die äußere Endoberfläche des Hebels 78 ist abgerundet, so daß sie immer in enger Berührung mit der Innenoberfläche der Ausnehmung 64b steht.
In Reaktion auf ein Signal von der Steuerung 9 wird die Ein­ stellwelle 76 über eine elektromagnetische Magnetspule über einen Betätigungshebel betätigt, der mit dem anderen Ende des Einstellhebels 76 verbunden ist. Die elektromagnetische Mag­ netspule und der Betätigungshebel sind in Fig. 4 nicht darge­ stellt. Die Steuersequenz für den Brennstoffeinspritzzeitpunkt wird später beschrieben.
Nunmehr wird erneut Bezug auf Fig. 1 genommen, und hier wird die EGR-Steuereinrichtung beschrieben. Ein Auspuffgas-Rück­ führkanal 12 (der nachstehend als "EGR-Kanal 12" bezeichnet wird), ist von dem Spülkanal 11 abgezweigt und ist mit dem Einlaßkanal 10 über ein EGR-Ventil 13 verbunden. Das EGR- Ventil 13 dient zur Rückführung eines Teils des Auspuffgases in den Verbrennungsraum 1 hinein, wird betätigt durch ein Kanalauswahl-Magnetventil 14, ein Einschaltzyklus-Magnetven­ til 15, und eine Vakuumpumpe 16, die sämtlich entsprechend dem Arbeitszustand des Motors betätigt werden.
Das Einschaltdauer-Magnetventil 15 nimmt die Einschaltdauer­ steuerung in Reaktion auf ein Signal von der Steuerung 9 vor, und liefert einen Unterdruck von der Vakuumpumpe 16 über das Kanalauswahl-Magnetventil 14 an das EGR-Ventil 13. Das Ven­ til 14 öffnet und schließt das EGR-Ventil in Reaktion auf das EGR-Steuersignal von der Steuerung 9, und steuert so die Aus­ puffgasrückführung.
Die Steuerung 9 arbeitet wie nachstehend beschrieben. Der Steuerung 9 wird ein Motordrehzahlsignal von einem Motordreh­ zahlsensor (Ne-Sensor) zugeführt, und ein Motorlastsignal von einem Lastsensor (L-Sensor), der die Motorlast entsprechend dem Ausmaß der Betätigung eines Gaspedals feststellt.
Die Steuerung 9 weist ein Wirbelsteuer-Kennlinienfeld auf, um die Einrichtung zur Erzeugung eines variablen Wirbels zum richtigen Zeitpunkt zu betätigen. In Fig. 6 repräsentiert die Ordinate die Last L, und die Abszisse die Motordrehzahl Ne. Die Bereiche mit starkem, mittlerem bzw. schwachem Wirbel sind als A, B bzw. C in Fig. 6 markiert. In Fig. 6 bezeichnet L max die maximale Last, Ne max die maximale Motordrehzahl.
Lo = (0,6 bis 0,7) L Max, Ne₁= (0,45 bis 0,55) Ne max, und Ne₂ = (0,65 bis 0,75) Ne max.
Der Bereich mit starkem Wirbel entspricht dem Arbeitsbereich des Motors bei niedrigen Drehzahlen und hohen Lasten, bei wel­ chem die Motordrehzahl Ne < Ne₁ ist, und die Last L ≧ L₀ ist. In dem Bereich A mit starkem Wirbel schließt das Hilfs­ ventil 5c für variable Wirbel die Unteröffnung 5b, um die Luft nur über die Hauptöffnung 5a in den Brennraum 1 einzuführen, wodurch ein starker Luftwirbel in dem Brennraum 1 ausgebildet wird, um die Ausbildung des Luft/Brennstoff-Gemisches zu ver­ bessern.
Der Bereich C mit schwachem Luftwirbel entspricht dem Arbeits­ bereich des Motors bei hohen Motordrehzahlen und hohen Lasten, wobei Ne ≧ Ne₂ ist, und L ≧ L₀ ist. Das Ventil 5c öffnet die Unteröffnung 5b vollständig, um die Luft in den Brennraum - 1 hineinzuleiten, und hierdurch in dieser schwache Luftwirbel auszubilden.
Der Bereich B mit mittleren Luftwirbeln entspricht dem Be­ triebsbereich des Motors bei niedrigen Lasten, und bei hohen Lasten und mittleren Drehzahlen. Die Unteröffnung 5b wird halb geöffnet, um mittlere Luftwirbel auszubilden.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, weist das EGR-Steuerkennlinienfeld der Steuerung 9 den EGR-Bereich D auf, in welchem das Hilfs- EGR-Ventil 13 geöffnet wird, um einen Teil des Auspuffgases zurückzuführen, und den Nicht-EGR-Bereich E, in welchem das Ventil 13 geschlossen ist. Der EGR-Bereich D entspricht nied­ rigen Lasten, bei welchen L₁ kleiner oder gleich das 0,45- bis 0,55fache von L max ist, und niedrigen und mittleren Motordrehzahlen, bei welchen Ne₃ kleiner oder gleich als das 0,8- bis 0,85fache von Ne max ist.
Der Betrieb der Brennstoffeinspritzpumpe 8 wird entsprechend dem Steuerkennlinienfeld für die Einspritzvoreilung (welches die in Fig. 8 gezeigte Charakteristik aufweist) gesteuert, um über die Brennstoffeinspritzdüse 7 den Brennstoff einzu­ spritzen. Wenn die Motordrehzahl Ne = Ne* ist, so wird der Einspritzzeitpunkt θinj vorgestellt oder verzögert, entspre­ chend der Last, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Der Einspritzzeit­ punkt wird stark vorgestellt, wenn die Last L extrem niedrig ist. Im Gegensatz hierzu wird der Einspritzzeitpunkt für die Bereiche mit mittlerer und hoher Last verzögert.
Das Hauptprogramm zum Steuern des Auspuffgases wird unter Be­ zug auf Fig. 12 beschrieben. Wenn ein Zündschlüssel gedreht wird, um den Motor zu starten, werden sämtliche Daten in der Steuerung 9 initialisiert. Die Steuerung 9 liest unterschied­ liche Daten bezüglich der Motordrehzahl Ne und der Motorlast L. Die Steuerung 9 überprüft, ob die Motordrehzahl Ne und die Last L normal sind oder nicht. Falls nein, kehrt die Steuerung zu dem Schritt zurück, in welchem Ne und L überprüft werden. Sind Ne und L nicht normal, so schaltet die Steuerung 9 eine Alarmleuchte ein, um eine Warnung bezüglich einer Fehlfunktion des Motordrehzahlsensors oder des Motorlastsensors abzugeben.
Unter Bezug auf Fig. 13 wird das Steuerprogramm für variable Wirbel beschrieben. Wenn sie periodisch durch den Zeitgeber betätigt wird, überprüft die Steuerung den momentanen Arbeits­ zustand des Motors auf der Grundlage der gelesenen Motordreh­ zahl Ne und der gelesenen Last L unter Bezug auf das Steuer­ kennlinienfeld für variable Wirbel (welches in Fig. 6 gezeigt ist).
Arbeitet der Motor bei niedrigen Drehzahlen und hohen Lasten, so wird Brennstoff in Form großer Teilchen von der Brennstoff­ einspritzdüse 7 in den Brennraum 1 eingespritzt, und es wird wenig Luft in den Brennraum 1 eingeleitet, so daß nicht voll­ ständig verbrannter Brennstoff zur Ausbildung von Ruß führt. Wenn daher die Motordrehzahl Ne kleiner als Ne₁ ist, und die Last L größer als L₀ ist, so erkennt die Steuerung 9, daß der Bereich A mit starkem Luftwirbel gewählt werden sollte, und betätigt die Antriebseinrichtung 31, welche das Hilfsven­ til 5c für variable Wirbel um einen Winkel bewegt, um die Unteröffnung 5b im wesentlichen zu schließen. Dann wird Luft nur über die Hauptöffnung 5a (in Fig. 5 gezeigt) eingeführt, um so in dem Brennraum 1 die starken Luftwirbel auszubilden. Die starken Luftwirbel werden mit dem Brennstoff gemischt, der zum vorgegebenen Zeitpunkt eingespritzt wird, wodurch die Ausbildung der Luft/Brennstoff-Mischung und eine vollständige Verbrennung des Brennstoffs gefördert und die Ausbildung von Ruß unterdrückt wird.
Arbeitet der Motor bei hohen Drehzahlen und hohen Lasten, so wird der Brennstoff in Form feiner Teilchen eingespritzt, und es wird viel Luft in den Brennraum 1 geleitet. Bei ei­ ner Motordrehzahl Ne, die größer ist als Ne₂, und bei einer Last L, die größer ist als L₀, erkennt die Steuerung 9, daß der Bereich C mit schwachem Luftwirbel eingerichtet werden sollte. Dann öffnet die Steuerung 9 das Ventil 5c vollstän­ dig, um viel Luft durch die Hauptöffnung 5a und die Unteröff­ nung 5b zu leiten und hierdurch schwache Luftwirbel in dem Brennraum 1 zu erzeugen und die Rußbildung zu unterdrücken.
In dem in Fig. 6 gezeigten Wirbelsteuerkennlinienfeld ent­ spricht der Bereich B einer Motordrehzahl Ne und einer Last L, wie nachstehend angegeben: Ne < Ne₁ und L < L₀, Ne₁ ≦ Ne < Ne₂, und Ne < Ne₂ und L < L₀. Wenn die Last L in dem Bereich B niedrig ist, so ist die einzuspritzende Brenn­ stoffmenge gering, und es wird eine verhältnismäßig große Luftmenge unabhängig von der Motordrehzahl eingegeben. Da in dem Bereich B der starke Luftwirbel nicht erforderlich ist, betätigt die Steuerung 9 die Antriebseinrichtung 31 so, daß das Hilfsventil 5c für variable Wirbel im Winkel bewegt wird, wodurch die Unteröffnung 5b halb geöffnet wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Verbrennungstemperatur unnötig hoch wird, wodurch der Kohlenwasserstoffgehalt ver­ ringert wird.
Bei mittleren Motordrehzahlen und hohen Motorlasten ist der Einspritzdruck der Einspritzdüse 7 genügend groß, um den Brennstoff in Form verhältnismäßig kleiner Teilchen einzu­ spritzen. Darüber hinaus liegt eine mittlere Menge an zuge­ führter Luft vor, so daß die mittleren Luftwirbel erzeugt werden, um so Kohlenwasserstoffe und Ruß zu unterdrücken.
Die EGR-Steuereinrichtung arbeitet entsprechend der in Fig. 14 gezeigten Sequenz. Nach ihrem Start durch den Zeitgeber in den vorgegebenen Intervallen überprüft die Steuerung 9 die eingelesenen Werte für die Motordrehzahl Ne und die Last L, und stellt den momentanen Arbeitszustand des Motors unter Bezug auf das EGR-Steuerkennlinienfeld (Fig. 7) fest. Arbei­ tet der Motor bei Lasten L ≦ L₁ und Drehzahlen Ne ≦ Ne₃, die dem EGR-Bereich D entsprechen, so betätigt die Steuerung 9 das Einschaltdauer-Magnetventil 15 und das (in Fig. 1 ge­ zeigte) Kanalauswahlventil 14, um den Unterdruck von der Vakuumpumpe 16 an das EGR-Ventil 13 zu übertragen, den EGR- Kanal 12 zu öffnen, und einen Teil des Auspuffgases zum Ein­ laßkanal 12 zu leiten. Der EGR-Bereich D wird eingerichtet, wenn der Motor bei niedrigen Lasten und niedrigen oder mittle­ ren Drehzahlen arbeitet, so daß das Auspuffgas zurückgeführt wird, um die Menge frisch zugeführter Luft zu verringern und NOx durch Absenken der Verbrennungstemperatur zu verringern. In diesem Falle ist L₁ = (0,45 bis 0,55) L max, und Ne₃ = (0,8 bis 0,85) Ne max.
Fig. 9 zeigt die Beziehung zwischen dem EGR-Verhältnis und der Last L, wenn die Motorgeschwindigkeit Ne gleich Ne** ist (in Fig. 7 gezeigt). Die Steuerung 9 steuert das Einschalt­ dauermagnetventil 15, so daß ein hohes EGR-Verhältnis für niedrige Lasten L* aufrechterhalten wird und allmählich ab­ gesenkt wird, wenn die Last L den Schwellenwert L₁ erreicht. Auf diese Weise steuert die Steuerung 9 die Menge des zurück­ zuführenden Auspuffgases. Je höher die Last L ist, desto mehr Luft ist für die Brennstoffverbrennung erforderlich. In die­ sem Falle wird kein Auspuffgas zurückgeführt, wodurch Ruß unterdrückt wird.
Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen dem EGR-Verhältnis und der Motordrehzahl Ne, wenn die Last L gleich L* ist (in Fig. 7 gezeigt). Die Menge des rückzuführenden Auspuffgases wird verringert, um so viel frische Luft wie möglich einzuleiten, wenn die Motordrehzahl Ne extrem niedrig ist und wenn Ne₃ annähernd (0,8 bis 0,85) Ne max ist.
Arbeitet der Motor bei Drehzahlen und Lasten entsprechend dem Nicht-EGR-Bereich D (der in Fig. 7 gezeigt ist), so schließt die Steuerung 9 das EGR-Ventil 13, um das Auspuffgas nicht zurückzuführen. Dies erfolgt deswegen, da sonst Ruß erzeugt würde, wenn in diesem Zustand Auspuffgas zurückgeführt würde.
Die Zeitvorgabe für voreilende Einspritzung wird unter Bezug auf Fig. 15 beschrieben. Wenn sie durch den Zeitgeber an den festgelegten Intervallen gestartet wird, überprüft die Steue­ rung 9 die in ihr gespeicherten Werte für die Motordrehzahl Ne und die Last L, und legt die Einspritzvoreilungszeit ent­ sprechend dem Einspritzvoreilungs-Steuerkennlinienfeld fest. Wie in dem Kennlinienfeld von Fig. 8 gezeigt ist, wird mit steigender Motordrehzahl Ne die Einspritzvoreilung weiter vorgestellt, um den Verbrennungshub zu verlängern und den Motor wirksam bei jeder Belastung zu betreiben. Der Einspritz­ zeitpunkt θinj wird von dem Einspritzzeitpunkt θinj* aus verzögert, wenn der Motor bei der Drehzahl Ne = Ne* und bei mittlerer und hoher Last arbeitet, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Ist die Last L extrem niedrig, so wird der Einspritzzeitpunkt θinj sehr stark vorgestellt, um die Brennstoffeinspritzung zu beschleunigen.
Arbeitet der Motor bei höheren Belastungen, so wird mehr NOx ausgestoßen. In einem solchen Fall wird der Brennstoffein­ spritzzeitpunkt verzögert, um die Bildung von NOx zu verrin­ gern. Sind die Motorlasten nicht so hoch, so ist die Verbren­ nungstemperatur verhältnismäßig niedrig, so daß keine Bildung von NOx in großen Mengen erfolgt. Je niedriger die Last ist, desto weniger Brennstoff wird eingespritzt. In diesem Fall wird der Brennstoff in Form großer Teilchen eingespritzt, die zu einer unvollständigen Verbrennung des Brennstoffs führen, und zur Erhöhung von Teilchen, die Kohlenwasserstoff enthal­ ten. Um mit dieser Schwierigkeit fertig zu werden, wird bei sehr niedrigen Lasten der Brennstoffeinspritzzeitpunkt sehr stark vorgestellt, um den Zeitraum zu verlängern, während dem die Luft und der Brennstoff gemischt werden, um eine voll­ ständige Verbrennung des Brennstoffs zu verbessern. Daher verbleibt wenig unverbrannter Brennstoff, und dies verrin­ gert Kohlenwasserstoffe und SOF in den Feststoffen.
Selbstverständlich werden abhängig von dem Betriebszustand des Motors die voranstehend genannte variable Wirbelsteuerung, die EGR-Steuerung, und die Brennstoffeinspritzzeitsteuerung gleichzeitig durchgeführt.
Gemäß der Erfindung kann der Dieselmotor NOx in dem Auspuff­ gas und Kohlenwasserstoff enthaltende Feststoffe auf ein zu­ friedenstellendes Maß verringern durch die Kombination der Steuereinrichtung für variable Wirbel, der EGR-Steuereinrich­ tung, und der Brennstoffeinspritzzeitpunkt-Steuereinrichtung. Diese Steuereinrichtungen arbeiten miteinander zusammen, um eine Verringerung des Motorwirkungsgrades zu verhindern und eine hervorragende Motorleistung aufrecht zu erhalten.
Aus der voranstehenden Beschreibung der Erfindung wird deut­ lich, daß die Erfindung auf zahlreiche Weisen abgeändert wer­ den kann. Derartige Änderungen sollen keine Abkehr von dem Wesen und dem Umfang der Erfindung darstellen, und sämtliche derartige Änderungen, die für einen Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sind, sollen in dem Bereich der Erfindung ein­ geschlossen sein, der sich aus der Gesamtheit der vorliegen­ den Anmeldeunterlagen ergibt.

Claims (14)

1. Dieselmotor mit einer Steuereinrichtung für Auspuffgasrückführung (EGR), um einen Teil des Auspuffgases in den Brennraum zurückzuführen, wenn der Motor bei niedrigen und mittleren Drehzahlen und niedrigen Lasten arbeitet, und meiner Einspritzzeitpunkt-Steuereinrichtung, um den Brennstoffein­ spritzzeitpunkt vorzustellen, wenn der Motor bei niedrigen Lasten arbeitet, und um den Brennstoffeinspritzzeitpunkt zu verzögern, wenn der Motor bei mittleren und hohen Lasten arbeitet, gekennzeichnet durch
  • (a) eine Einrichtung zur Ausbildung variabler Wirbel zur Erzeugung starker Luftwirbel in einem Brennraum, wenn der Motor bei niedrigen Drehzahlen und hohen Lasten arbeitet, mittlerer Luftwirbel in dem Brennraum, wenn der Motor bei niedrigen Lasten und bei mittleren Drehzahlen und hohen Lasten arbeitet, und schwacher Luftwirbel in dem Brennraum, wenn der Motor bei hohen Drehzahlen und hohen Lasten arbeitet; und
  • (b) eine Steuerung zum Steuern der Einrichtung zur Ausbildung variabler Wir­ bel, der EGR-Steuereinrichtung, und der Einspritzzeitpunkt-Steuereinrich­ tung, entsprechend den Lasten und Drehzahlen des Motors.
2. Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung ein Wirbelhilfsventil der Einrichtung zur Erzeugung variabler Wirbel schließt, um Luft nur durch eine Hauptöffnung der Einrichtung zur Erzeugung variabler Wirbel zu leiten und starke Luftwirbel in dem Brennraum zu erzeugen, wenn die Motorlast größer oder gleich dem 0,6- bis 0,7fachen der maximalen Last ist, und die Motor­ drehzahl kleiner oder gleich dem 0,45- bis 0,55fachen der maximalen Drehzahl ist.
3. Dieselmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung ein Wirbelhilfsventil öffnet, um Luft durch eine Hauptöffnung und eine Unteröffnung der Einrichtung zur Erzeugung variabler Wirbel zu leiten und schwache Luft­ wirbel in dem Brennraum auszubilden, wenn die Motorlasten größer oder gleich dem 0,6- bis 0,7fachen der maximalen Last sind, und die Motordrehzahlen größer oder gleich dem 0,65- bis 0,75fachen der maximalen Drehzahl sind.
4. Dieselmotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung ein Wirbelhilfsventil der Einrichtung zur Ausbildung variabler Wirbel zur Hälfte schließt, um Luft durch eine Hauptöffnung und eine Unteröffnung der Einrich­ tung zur Bildung variabler Wirbel zu leiten und mittlere Luftwirbel in dem Brennraum zu erzeugen, wenn die Motor­ last kleiner oder gleich dem 0,6- bis 0,7fachen der maxi­ malen Last ist, bei sämtlichen Motordrehzahlen, und wenn die Motordrehzahl größer als das 0,45- bis 0,55fache der maximalen Drehzahl und kleiner oder gleich dem 0,65- bis 0,75fachen der maximalen Drehzahl ist, und wenn die Mo­ torlast größer oder gleich dem 0,6- bis 0,7fachen der maximalen Last ist.
5. Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung ein Ventil der EGR-Steuereinrichtung öffnet, um einen EGR-Bereich festzulegen, in welchem Auspuffgas zum Brennraum zurückgeführt wird, wenn die Motorlast klei­ ner oder gleich dem 0,45- bis 0,55fachen der maximalen Last ist, und die Motordrehzahl kleiner oder gleich dem 0,8- bis 0,85fachen der maximalen Drehzahl ist.
6. Dieselmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung das Ventil der EGR-Steuereinrichtung steuert, um die Menge des zurückzuführenden Auspuffgases zu verrin­ gern, wenn der Motor bei dem etwa 0,45- bis 0,55fachen der maximalen Last in dem EGR-Bereich arbeitet.
7. Dieselmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung das Ventil der EGR-Steuereinrichtung steuert, um die Menge des zurückzuführenden Auspuffgases zu verrin­ gern, wenn die Motordrehzahl in dem EGR-Bereich niedrig ist, oder wenn die Motordrehzahl etwa das 0,8- bis 0,85fache der maximalen Drehzahl beträgt, und um die Menge des zurückzuführenden Auspuffgases zu vergrößern, wenn die Mo­ tordrehzahl zwischen den voranstehend genannten Bereichen liegt.
8. Dieselmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung das Ventil der EGR-Steuereinrichtung öffnet, um einen EGR-Bereich festzulegen, in welchem Auspuffgas zu dem Brennraum zurückgeführt wird, wenn die Motorlast kleiner oder gleich dem 0,45- bis 0,55fachen der maxima­ len Last ist, und die Motordrehzahl kleiner oder gleich dem 0,8- bis 0,85fachen der maximalen Drehzahl ist.
9. Dieselmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung das Ventil der EGR-Steuereinrichtung steuert, um die Menge des zurückzuführenden Auspuffgases zu ver­ ringern, wenn der Motor bei dem annähernd 0,45- bis 0,55fachen der maximalen Last in dem EGR-Bereich arbeitet.
10. Dieselmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung das Ventil der EGR-Steuereinrichtung steuert, um die Menge des zurückzuführenden Auspuffgases zu verringern, wenn die Motordrehzahl in dem EGR-Bereich niedrig ist, oder wenn die Motordrehzahl etwa das 0,8- bis 0,85fache der maximalen Drehzahl beträgt, und um die Menge des zurückzuführenden Auspuffgases zu erhöhen, wenn die Motordrehzahl zwischen den voranstehend angege­ benen Bereichen liegt.
11. Dieselmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung die Einspritzzeitpunktsteuerung steuert, um den Einspritzzeitpunkt bei niedrigen Motordrehzahlen zu verzögern, entsprechend dem Anstieg der Motordrehzahl den Einspritzzeitpunkt linear vorzustellen, und bei hohen Motordrehzahlen einen vorbestimmten Einspritzzeitpunkt aufrecht zu erhalten.
12. Dieselmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung den Einspritzzeitpunkt bei niedrigen Motorlasten vorstellt, den Einspritzzeitpunkt am weite­ sten bei mittleren Motorlasten verzögert, und bei hohen Motorlasten den Einspritzzeitpunkt allmählich vorstellt.
13. Dieselmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung den Einspritzzeitpunkt bei niedrigen Motordrehzahlen verzögert, entsprechend der Erhöhung der Motordrehzahl den Einspritzzeitpunkt linear vorstellt, und bei hohen Motordrehzahlen einen vorbestimmten Ein­ spritzzeitpunkt aufrecht erhält.
14. Dieselmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung den Einspritzzeitpunkt bei niedrigen Motorlasten vorstellt, den Einspritzzeitpunkt bei mitt­ leren Motorlasten am weitesten verzögert, und bei hohen Motorlasten den Einspritzzeitpunkt allmählich vorstellt.
DE4205064A 1991-02-19 1992-02-19 Dieselmotor Expired - Fee Related DE4205064C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1991013723U JP2583895Y2 (ja) 1991-02-19 1991-02-19 ディーゼルエンジン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4205064A1 DE4205064A1 (de) 1992-08-20
DE4205064C2 true DE4205064C2 (de) 1995-12-07

Family

ID=11841170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4205064A Expired - Fee Related DE4205064C2 (de) 1991-02-19 1992-02-19 Dieselmotor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5186139A (de)
JP (1) JP2583895Y2 (de)
KR (1) KR940010720B1 (de)
DE (1) DE4205064C2 (de)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2524576B2 (ja) * 1985-07-24 1996-08-14 松下電工株式会社 リモ−トコントロ−ル式回路しや断器
US5295464A (en) * 1992-02-28 1994-03-22 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Stratified burning internal combustion engine
DE4310839A1 (de) * 1993-04-02 1994-10-06 Bayerische Motoren Werke Ag Luftverdichtende Einspritz-Brennkraftmaschine, insbesondere direkt einspritzende Dieselmaschine
JP3498334B2 (ja) * 1993-11-08 2004-02-16 株式会社日立製作所 内燃機関の吸気装置
DE9319545U1 (de) * 1993-12-20 1995-04-20 FEV Motorentechnik GmbH & Co. KG, 52078 Aachen Fremdgezündeter Kolbenmotor mit richtungsänderbarer Einströmung des Kraftstoff-Luft-Gemisches
US5435283A (en) * 1994-01-07 1995-07-25 Cummins Engine Company, Inc. Swirl control system for varying in-cylinder swirl
JP3202571B2 (ja) * 1996-01-05 2001-08-27 株式会社日立製作所 エンジン制御装置
US8215292B2 (en) * 1996-07-17 2012-07-10 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US7222614B2 (en) * 1996-07-17 2007-05-29 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
JP3330287B2 (ja) * 1996-09-17 2002-09-30 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP3588999B2 (ja) * 1997-12-15 2004-11-17 日産自動車株式会社 ディーゼルエンジンの冷間・暖機中の制御装置
JPH11324770A (ja) * 1998-05-14 1999-11-26 Mitsubishi Electric Corp 燃料噴射装置
US6112729A (en) * 1998-10-02 2000-09-05 Caterpillar Inc. Device for controlling exhaust gas recirculation in an internal combustion engine
DE10048238B4 (de) * 2000-09-29 2014-09-18 Daimler Ag Verfahren zum Betrieb einer Dieselbrennkraftmaschine
JP4524966B2 (ja) * 2001-07-13 2010-08-18 株式会社デンソー ディーゼル機関の制御システム
US6688280B2 (en) * 2002-05-14 2004-02-10 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
US20050247286A1 (en) * 2002-02-04 2005-11-10 Weber James R Combustion engine including fluidically-controlled engine valve actuator
US7178492B2 (en) * 2002-05-14 2007-02-20 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for combustion engine
US7201121B2 (en) * 2002-02-04 2007-04-10 Caterpillar Inc Combustion engine including fluidically-driven engine valve actuator
US20050241302A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-03 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine with particulate trap
US20050241597A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-03 Weber James R Air and fuel supply system for a combustion engine
US20050235951A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine operating in HCCI mode
US20050229900A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-20 Caterpillar Inc. Combustion engine including exhaust purification with on-board ammonia production
US7191743B2 (en) * 2002-05-14 2007-03-20 Caterpillar Inc Air and fuel supply system for a combustion engine
US20050247284A1 (en) * 2002-05-14 2005-11-10 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine operating at optimum engine speed
US20050235950A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Air and fuel supply system for combustion engine
US20050235953A1 (en) * 2002-05-14 2005-10-27 Weber James R Combustion engine including engine valve actuation system
US7252054B2 (en) * 2002-05-14 2007-08-07 Caterpillar Inc Combustion engine including cam phase-shifting
JP4045915B2 (ja) * 2002-10-03 2008-02-13 日産自動車株式会社 内燃機関の吸気装置
US6886516B2 (en) * 2002-12-20 2005-05-03 Nissan Motor Co., Ltd. Cylinder head of internal combustion engine and method of producing same
US20040177837A1 (en) * 2003-03-11 2004-09-16 Bryant Clyde C. Cold air super-charged internal combustion engine, working cycle & method
JP3849703B2 (ja) * 2004-10-06 2006-11-22 いすゞ自動車株式会社 ディーゼルエンジンの制御装置
PL1770263T3 (pl) * 2005-10-03 2009-05-29 Magneti Marelli Spa Kolektor wlotowy z systemem wirowym do silnika spalinowego
FR2895453B1 (fr) * 2005-12-23 2011-02-18 Renault Sas Dispositif de repartition et d'admission d'un moteur a combustion interne, permettant de faire varier l'aerodynamique
DE602008004647D1 (de) * 2008-07-24 2011-03-03 Magneti Marelli Spa Saugrohr mit einem Drallsystems für einen Verbrennungsmotor
JP5978662B2 (ja) * 2012-03-09 2016-08-24 マツダ株式会社 ターボ過給機付きディーゼルエンジンの制御装置
CN114439606B (zh) * 2020-10-30 2023-01-06 比亚迪股份有限公司 一种发动机的进气机构及发动机

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55164740A (en) * 1979-06-11 1980-12-22 Hino Motors Ltd Method and apparatus for reducing nox contained in exhaust gas diesel engine
JPS58193038U (ja) * 1982-06-20 1983-12-22 三菱自動車工業株式会社 デイ−ゼルエンジンの排気ガス再循環制御装置
JPS6245935A (ja) * 1985-08-23 1987-02-27 Mitsubishi Motors Corp スワ−ル制御装置
JPS62129997A (ja) * 1985-11-13 1987-06-12 Mitsubishi Electric Corp ダイナミツクram
DE3629437A1 (de) * 1986-08-29 1988-03-03 Elsbett L Brennstoffeinspritzung fuer kolbenbrennkraftmaschine mit mehreren einspritzduesen
DE3740968C1 (de) * 1987-12-03 1988-12-15 Bosch Gmbh Robert Abgasrueckfuehreinrichtung fuer Brennkraftmaschinen
US4872433A (en) * 1987-12-07 1989-10-10 Paul Marius A Combustion chamber configurations for two cycle engines
US4924840A (en) * 1988-10-05 1990-05-15 Ford Motor Company Fast response exhaust gas recirculation (EGR) system
US4930468A (en) * 1989-04-06 1990-06-05 Ford Motor Company Ice with single intake valve and dual intake manifold runners
JPH02305335A (ja) * 1989-05-17 1990-12-18 Nissan Motor Co Ltd エンジンの燃焼制御装置
US4974566A (en) * 1989-09-28 1990-12-04 Ford Motor Company Optimal swirl generation by valve control
DE3940752A1 (de) * 1989-12-09 1991-06-13 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum steuern eines ottomotors ohne drosselklappe
JP2679328B2 (ja) * 1990-01-30 1997-11-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2583895Y2 (ja) 1998-10-27
JPH056136U (ja) 1993-01-29
KR940010720B1 (ko) 1994-10-24
DE4205064A1 (de) 1992-08-20
US5186139A (en) 1993-02-16
KR920016713A (ko) 1992-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4205064C2 (de) Dieselmotor
EP1042607B1 (de) Kraftstoffversorgungsanlage einer brennkraftmaschine
DE69107242T2 (de) Ansauganlage für einen Motor.
DE4225444C2 (de) Mit einem Emulsionskraftstoff angetriebener Motor (II)
DE3112381C2 (de)
DE3502749C2 (de)
DE19834121A1 (de) Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine
DE60118984T2 (de) Vorichtungen und verfahren zur hydraulischen betätigung von einem ventil
DE68909391T2 (de) Zweitaktverbrennungsmotor.
DE3511328C2 (de)
DE10318630A1 (de) Variable Ventilsteuerungs- oder Regelungsvorrichtung für einen Motor und zugehöriges Verfahren
EP3574204B1 (de) Verbrennungskraftmaschine mit kraftstoff-einspritzdüse mit zusätzlicher zuführung eines verbrennungsfördernden mediums in den brennraum
DE4190251C2 (de) Brennstoffeinspritzsystem
DE2951751A1 (de) Abgas-rueckfuehrungs-steuersystem mit drei stufen
DE69003186T2 (de) Brennstoffeinspritzpumpe mit Rückstromentlüftung.
DE2924128A1 (de) Einrichtung zur einspritzung von zuendkraftstoff einerseits und zuendunwilligem hauptkraftstoff andererseits fuer dieselmotoren
DE2558790A1 (de) Kraftstoffeinspritzduese fuer brennkraftmaschinen
CH650836A5 (de) Kraftstoff-einspritzverfahren fuer direkt einspritzende, selbstzuendende und fremdgezuendete brennkraftmaschinen.
DE2911357C2 (de) Zweitakt-Diesel-Brennkraftmaschine
EP1446559A1 (de) Vorrichtung zur steuerung mindestens eines gaswechselventils
DE3442022A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung der kraftstoffeinspritzung
DE69307233T2 (de) Hochdruck-kraftstoffpumpendüseneinheit mit variablem effektivem überlaufquerschnitt
DE60217021T2 (de) Verfahren zur Steuerung der Brennstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine mit Direkteinspritzung
AT408256B (de) Vorrichtung zum einbringen von kraftstoff in den brennraum einer brennkraftmaschine
DE3382635T2 (de) Verfahren und geraet fuer die genaue steuerung der kraftstoffeinspritzung in einer brennkraftmaschine.

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee