DE60019357T2

DE60019357T2 - Dieselbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60019357T2
Application number: DE60019357T
Authority: DE
Inventors: Yanagihara Toyota-shi Aichi-ken Hiromichi; Hisashi Toyota-shi Aichi-ken Ohki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 2000-02-11
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2020-02-12
Also published as: EP1031711A2; JP2000310150A; DE60019357D1; JP3680629B2; EP1031711B1; EP1031711A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressionszündungsverbrennungsmotor.
2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Bei einem Kompressionszündungsverbrennungsmotor, der Kraftstoff in eine Brennkammer einspritzt, wird normalerweise Kraftstoff in der Nähe eines oberen Totpunkts des Kompressionstanks eingespritzt. Wenn die Einspritzung des Kraftstoffs gestartet wird, verdampft ein Teil des Kraftstoffs unmittelbar und bildet ein Vorgemisch von Luft und Kraftstoff. Wenn die Menge des Vorgemischs bis zu einem gewissen Ausmaß ansteigt, wird zuerst das Vorgemisch gezündet. Als nächstes tritt eine sog. „Diffusionsverbrennung" auf, wenn von den Kraftstoffpartikeln verdampfter Kraftstoff verbrennt, während er diffundiert.
Wenn das Vorgemisch verbrannt wird, wenn die Menge des Vorgemischs bis auf ein gewisses Ausmaß ansteigt, wird eine große Menge des Vorgemischs auf einmal verbrannt, so dass der Verbrennungsdruck steil ansteigt und als Ergebnis ein Verbrennungsgeräusch verursacht wird und eine große Menge NOx erzeugt wird. Des Weiteren wird die Verbrennung gestartet, bevor der gezündete Kraftstoff ausreichend diffundiert, bevor nämlich ausreichend Luft um die Kraftstoffpartikel vorhanden ist, so dass schließlich Ruß erzeugt wird. In diesem Fall ist es zum Unterdrücken eines steilen Anstiegs des Verbrennungsdrucks notwendig, den eingespritzten Kraftstoff vor der Ausbildung des Vorgemischs zu zünden oder wenn die Menge des Vorgemischs klein ist.
Daher ist nach dem Stand der Technik ein Kompressionsverbrennungsmotor bekannt, der ausgelegt ist, um eine Piloteinspritzung an dem Ende des Kompressionstakts durchzuführen und dann den Hauptkraftstoff in der Nähe des oberen Totpunkts des Kompressionstakts einzuspritzen. Bei einem Kompressionszündungsverbrennungsmotor wird eingespritzter Pilotkraftstoff verbrannt, um eine Flamme auszubilden, und wird diese Flamme zum Zünden von jeglichem eingespritzten Hauptkraftstoff verwendet, um dadurch einen raschen Anstieg des Verbrennungsdrucks zu unterdrücken.
Andererseits hat der vorliegende Anmelder vorhergehend einen Kompressionszündungsverbrennungsmotor vorgeschlagen, der ausgelegt ist, um den Hauptkraftstoff in der Nähe des oberen Totpunkts des Kompressionstakts einzuspritzen (Europäische Patentanmeldung Nr. 98111161.0). Bei diesem Kompressionszündungsverbrennungsmotor wird anders als in dem Fall der Piloteinspritzung der leicht brennbare Zustand ohne Verbrennen des Hilfskraftstoff bis zu der Einspritzung des Hauptkraftstoffs beibehalten und werden der Hauptkraftstoff und der Hilfskraftstoff verbrannt, nachdem der Hauptkraftstoff eingespritzt wird.
Wenn, wie vorstehend erwähnt ist, die Piloteinspritzung durchgeführt wird, ist es möglich, einen raschen Anstieg des Verbrennungsdrucks zu unterdrücken, aber auch mit der Piloteinspritzung werden der Verbrennungsdruck und die Temperatur fortgesetzt beträchtlich hoch und wird als Ergebnis eine große Menge von NOx fortgesetzt erzeugt. Da des Weiteren der eingespritzte Kraftstoff verbrannt wird, bevor der eingespritzte Kraftstoff ausreichend dispergiert ist, wird eine große Menge Ruß erzeugt.
Diese Piloteinspritzung zielt darauf ab, den eingespritzten Kraftstoff gerade dann zu zünden, wenn der Hauptkraftstoff eingespritzt wird. In diesem Fall wird die Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs auf die Zeitabstimmung der Verbrennung mit einer schwachen Verbrennung oder Fehlzündungen eingerichtet, auch wenn die Piloteinspritzung nicht durchgeführt wird. Solange die Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs auf die Zeitabstimmung eingerichtet wird, bei der die Verbrennung ohne eine schwache Verbrennung oder Fehlzündungen durchgeführt wird, werden jedoch ungeachtet der Tatsache, dass die Piloteinspritzung durchgeführt wird oder nicht, der Verbrennungsdruck und die Temperatur beträchtlich hoch und wird des weiteren der eingespritzte Kraftstoff verbrannt, bevor der eingespritzte Kraftstoff ausreichend dispergiert ist. Daher wird solange die Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs auf die Zeitabstimmung eingerichtet wird, bei der die Verbrennung ohne eine schwache Verbrennung oder Fehlzündungen durchgeführt wird, eine große Menge von NOx und Ruß erzeugt.
Andererseits wurde bei dem vorstehend genannten Kompressionszündungsverbrennungsmotor, der durch den vorliegenden Anmelder vorgeschlagen wird, die Verdampfung des Kraftstoffs von dem eingespritzten Kraftstoff durch Vergrößern der Partikelabmessung des eingespritzten Kraftstoffs verzögert und wurde der Hilfskraftstoff in einem leicht brennbaren Zustand ohne Verbrennung beibehalten, sodass die Verbrennung nach einer Zeitverzögerung von dem Start der Einspritzung des Hauptkraftstoffs gestartet werden würde. Wenn die Partikelabmessung des eingespritzten Kraftstoffs klein ist, wird jedoch auch bei diesem Kompressionszündungsverbrennungsmotor der Hauptkraftstoff, der in der Nähe des oberen Totpunkts des Kompressionstakts eingespritzt wird, unmittelbar nach der Einspritzung aufgrund des Hilfskraftstoffs in dem leicht brennbaren Zustand verbrannt werden und daher eine große Menge NOx und Ruß erzeugt werden.
Dieser Kompressionszündungsverbrennungsmotor ist nämlich für den Fall des eingespritzten Kraftstoffs einer großen Partikelabmessung geeignet, aber ist nicht für den Fall des eingespritzten Kraftstoffs einer kleinen Partikelabmessung geeignet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kompressionszündungsverbrennungsmotor zu schaffen, der fähig ist, ein großes Ausmaß des Verbrennungsgeräuschs und der Erzeugung von NOx und Ruß auch dann zu unterdrücken, wenn die Partikelabmessung des eingespritzten Kraftstoffs klein ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kompressionszündungsverbrennungsmotor vorgesehen, der mit einem Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in Richtung auf eine Brennkammer versehen ist, wobei Hilfskraftstoff von dem Kraftstoffinjektor während eines Kompressionstakts eingespritzt wird und dann Hauptkraftstoff von dem Kraftstoffinjektor eingespritzt wird, wobei der Hilfskraftstoff bei einer vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt wird, die ermöglicht, dass die in dem Hilfskraftstoff enthaltenen Kohlenwasserstoffe in dem bis zu der mittleren Oxidationsstufe oxidierten Zustand bis nach der Beendigung der Einspritzung des Hauptkraftstoffs beibehalten werden, und wobei der Hauptkraftstoff bei einer vorbestimmten Hauptkraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt wird, die von einer Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs verzögert ist, bei der der Hauptkraftstoff ohne eine schwache Verbrennung oder Fehlzündungen verbrannt werden kann, wenn Hilfskraftstoff nicht eingespritzt wird, wobei die vorbestimmte Hauptkraftstoffeinspritzzeitabstimmung eine solche ist, bei der eine Verbrennung mit einer schwachen Verbrennung oder Fehlzündungen durchgeführt wird, wenn Hilfskraftstoff nicht eingespritzt wird, oder ohne eine schwache Verbrennung oder Fehlzündung ist, wenn Hilfskraftstoff eingespritzt wird, wodurch der Kraftstoff gleichzeitig an vielzähligen Orten gezündet wird, die über im Wesentlichen das gesamte Innere der Brennkammer verteilt sind, nachdem mehr als eine gewisse Dauer nach der Beendigung der Einspritzung des Hauptkraftstoffs verläuft.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung kann vollständiger aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung verstanden werden, die nachstehend gemeinsam mit den beigefügten Zeichnungen angegeben wird, in denen:
1 eine Gesamtansicht einer Brennkraftmaschine ist;
2 eine Schnittansicht des vorderen Endes eines Kraftstoffinjektors ist;
3 eine Seitenansicht von typischen Beispielen der Einspritzzeitabstimmungen des Hilfskraftstoffs und des Hauptkraftstoffs ist;
4(A) und 4(B) sowie 5(A) und 5(B) Ansichten von unterschiedlichen Einspritzzeitabstimmungsbereichen sind;
6 eine Ansicht der Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs ist;
7(A) und 7(B) Kennfelder der Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzung Q usw. sind;
8(A) und 8(B) Kennfelder der Einspritzzeitabstimmungen des Hauptkraftstoffs usw. sind;
9 ein Ablaufdiagramm der Einspritzsteuerung ist;
10 eine Ansicht der Betriebsbereiche I, II und III ist;
11 eine Ansicht der Betriebsbereiche I, II-1, II-2 und III ist; und
12(A) und 12(B) Ansichten der Einspritzzeitabstimmung sind.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Unter Bezugnahme auf 1 bezeichnet 1 einen Verbrennungsmotorkörper, 2 einen Zylinderblock, 3 einen Zylinderkopf, 4 einen Kolben, 5 eine Brennkammer, 6 einen elektrisch gesteuerten Kraftstoffinjektor, 7 ein Einlassventil, 8 einen Einlassanschluss, 9 ein Auslassventil und 10 einen Auslassanschluss. Der Einlassanschluss 8 ist durch ein entsprechendes Einlassrohr 11 mit einem Ausgleichstank 12 verbunden. Der Ausgleichstank 12 ist mit einem Verdichter 15 eines Abgasturboladers 14 durch eine Einlassleitung 13 verbunden. Andererseits ist der Auslassanschluss 10 durch einen Abgaskrümmer 16 und ein Abgasrohr 17 mit einer Abgasturbine 18 eines Abgasturboladers 14 verbunden. Der Auslass der Abgasturbine 18 ist mit einem katalytischen Wandler 20 mit einem eingebauten Oxidationskatalysator 19 verbunden.
Der Abgaskrümmer 16 und ein Ausgleichstank 12 sind miteinander durch einen Abgasrezirkulationsdurchgang 22 (im Folgenden als „EGR-Durchgang" bezeichnet) verbunden. In dem EGR-Durchgang 22 ist ein elektrisch gesteuertes EGR-Steuerungsventil 23 angeordnet. Die Kraftstoffinjektoren 6 sind durch Kraftstoffzufuhrrohre 24 mit einem Kraftstoffreservoir, nämlich mit einer sog. Common-Rail 25 verbunden. Der Common-Rail 25 wird Kraftstoff von einer elektrisch gesteuerten Kraftstoffpumpe 26 mit variablem Ausstoß zugeführt. Der in die Common-Rail 25 zugeführte Kraftstoff wird durch die Kraftstoffzufuhrrohre 24 den Kraftstoffinjektoren 6 zugeführt. Die Common-Rail 25 ist mit einem Kraftstoffdrucksensor 27 zum Erfassen des Kraftstoffdrucks in der Common-Rail 25 versehen. Das Ausgangssignal des Kraftstoffdrucksensors 27 wird zum Steuern des Ausstoßes der Kraftstoffpumpe 26 verwendet, so dass der Kraftstoffdruck in der Common-Rail 25 der Soll-Kraftstoffdruck wird.
Eine elektronische Steuerungseinheit 30 weist einen Digitalcomputer auf und ist mit einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 32, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 33, einem Mikroprozessor (CPU) 34, einem Eingabeanschluss 35 und einem Ausgabeanschluss 36 versehen, die miteinander mit einem bidirektionalen Bus 31 verbunden sind. Das Ausgangssignal des Kraftstoffdrucksensors 27 wird durch einen entsprechenden AD-Wandler 37 in den Eingabeanschluss 35 eingegeben. Ein Beschleunigerpedal 40 hat mit diesem verbunden einen Lastsensor 41 zum Erzeugen einer Ausgangsspannung, die proportional zu dem Betrag des Niederdrückens L des Beschleunigerpedals 40 ist. Die Ausgangsspannung des Lastsensors 41 wird durch einen entsprechenden AD-Wandler 37 in den Eingabeanschluss 35 eingegeben. Des Weiteren hat der Eingabeanschluss 35 mit diesem verbunden einen Kurbelwinkelsensor 42, der einen Ausgangsimpuls mit einem Umlauf von beispielsweise 30° der Kurbelwelle erzeugt. Andererseits ist der Ausgabeanschluss 36 durch einen entsprechenden Antriebsschaltkreis 38 mit den Kraftstoffinjektoren 6, dem EGR-Steuerungsventil 23, der Kraftstoffpumpe 26 verbunden.
Unter Bezugnahme auf 2, die das vordere Ende eines Kraftstoffinjektors 6 zeigt, weist in dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung der Kraftstoffinjektor 6 eine Lochdüse mit einer großen Anzahl von Düsenöffnungen 43 auf. In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Kraftstoffinjektor 6 sechs Düsenöffnungen 43 der gleichen Abmessung. Der Durchmesser der Düsenöffnungen 43 ist so ausgebildet, dass er von 0,04 mm bis ungefähr 0,2 mm beträgt.
3 zeigt typische Beispiele einer Einspritzsteuerung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt ist, wird in dem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung der Hilfskraftstoff während des Kompressionstakts eingespritzt und wird der Hauptkraftstoff nach dem oberen Totpunkt TDC des Kompressionstakts eingespritzt.
Als nächstes wird eine kurze Erklärung des Basisverbrennungsverfahrens der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben, und wird dann eine genauere Erklärung des Verbrennungsverfahrens der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 4 bis 6 angegeben.
Wenn der Hilfskraftstoff in die Brennkammer 5 von dem Kraftstoffinjektor 6 in der zweiten Hälfte des Kompressionstakts eingespritzt wird, werden die Kohlenwasserstoffe, die in dem Hilfskraftstoff enthalten sind, in dem Kompressionstakt oxidiert. Wenn als nächstes der Kompressionstakt voranschreitet, werden die Kohlenwasserstoffe weiter oxidiert und werden als Ergebnis die Kohlenwasserstoffe vollständig verbrannt.
Dagegen wird bei dem Verbrennungsverfahren der vorliegenden Erfindung der Hilfskraftstoff bei einer vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt, die ermöglicht, dass die in dem Hilfskraftstoff enthaltenen Kohlenwasserstoffe in dem bis zu der mittleren Oxidationsstufe oxidierten Zustand bis nach dem Start der Einspritzung des Hauptkraftstoffs beibehalten werden. In diesem Fall wird bei Basisverbrennungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung der Hilfskraftstoff bei der Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt, was Fehlzündungen verursacht, wenn der Hauptkraftstoff nicht eingespritzt werden würde.
Andererseits wird bei dem Verbrennungsverfahren der vorliegenden Erfindung der Hauptkraftstoff bei einer Hauptkraftstoffeinspritzzeitabstimmung nach der Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffes eingespritzt, bei der der Hauptkraftstoff ohne eine schwache Verbrennung oder Fehlzündungen verbrannt werden kann, wenn der Hilfskraftstoff nicht eingespritzt wird, und ebenso bei einer Hauptkraftstoffeinspritzzeitabstimmung, bei der eine Verbrennung mit einer schwachen Verbrennung oder Fehlzündungen durchgeführt wird, wenn der Hilfskraftstoff nicht eingespritzt wird, und ohne eine schwache Verbrennung oder Fehlzündungen, wenn Hilfskraftstoff eingespritzt wird.
Wenn Hilfskraftstoff und Hauptkraftstoff eingespritzt werden, wie vorstehend erklärt ist, wird der Kraftstoff gleichzeitig an vielzähligen Orten gezündet, die im Wesentlichen über die Brennkammer 5 verteilt sind, nach dem Verlauf von mehr als einer gewissen Zeit nach der Beendigung der Einspritzung des Hauptkraftstoffs und wird als Ergebnis eine sanfte Verbrennung mit einer extrem geringen Erzeugung von NOx und Ruß erhalten.
Wenn Kraftstoff in der Nähe des oberen Totpunkts des Kompressionstakts bei dem Kompressionszündungsverbrennungsmotor eingespritzt wird, wie in 1 gezeigt ist, wird das Vorgemisch, das zu dem Zeitpunkt der Einspritzung des Kraftstoffs gebildet wird, rasch verbrannt und wird als Ergebnis eine große Menge NOx und Ruß erzeugt. Andererseits wird bei dem in 1 gezeigten Kompressionszündungsverbrennungsmotor auch dann, wenn der Hilfskraftstoff bei der vorstehend erwähnten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt wird, wenn der Hauptkraftstoff in der Nähe des oberen Totpunkts des Kompressionstakts eingespritzt wird, der Hauptkraftstoff unmittelbar verbrannt, so dass der Kompressionsdruck und die Temperatur hoch werden und als Ergebnis eine große Menge NOx und Ruß erzeugt wird.
Wenn andererseits die Einspritzzeitabstimmung des Kraftstoffs später als der obere Totpunkt des Kompressionstakts gemacht wird, wird die Temperatur in der Brennkammer 5 zu dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung niedriger als diejenige des oberen Totpunkts des Kompressionstakts, so dass die Menge des Vorgemischs sich verringert. Durch Ausführen der Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung gerade etwas später als der obere Totpunkt des Kompressionstakts wird jedoch fortgesetzt eine beträchtliche Menge des Vorgemischs ausgebildet, so dass das Vorgemisch rasch verbrannt wird und daher eine große Menge NOx und Ruß erzeugt wird. Auch wenn andererseits der Hilfskraftstoff zu diesem Zeitpunkt eingespritzt wird, wird der Hauptkraftstoff unmittelbar nach der Einspritzung verbrannt, so dass der Verbrennungsdruck und die Temperatur höher werden und daher eine große Menge NOx und Ruß erzeugt wird.
Wenn die Verbrennung mit einer schwachen Verbrennung oder mit Fehlzündungen durchgeführt wird, wenn Kraftstoff einmal auf diesem Weg eingespritzt wird, wenn nämlich nur Hauptkraftstoff eingespritzt wird, wird eine große Menge NOx und Ruß ungeachtet der Tatsache erzeugt, dass Hilfskraftstoff eingespritzt wird.
Wenn andererseits Kraftstoff einmal auf diesem Weg eingespritzt wird, wenn nämlich nur Hauptkraftstoff eingespritzt wird, wenn die Einspritzzeitabstimmung weitergehend verzögert wird, fällt die Temperatur in der Brennkammer 5 zu dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung weitergehend, so dass eine schwache Verbrennung auftreten wird, bei der ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs verbrennt, aber nicht alles verbrennt, oder Fehlzündungen auftreten werden. Wenn jedoch in diesem Fall der Hilfskraftstoff bei der vorstehend genannten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung gezündet wird, wird der Kraftstoff gleichzeitig an vielzähligen Orten gezündet, die im Wesentlichen über die Brennkammer 5 verteilt sind, und wird die Menge der Erzeugung von NOx und Ruß extrem gering. In diesem Fall ist nicht notwendigerweise klar warum der Kraftstoff gleichzeitig an vielzähligen Orten gezündet wird, aber es wird angenommen, dass dies auf den folgenden Gründen basiert.
Je mehr nämlich die Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung von dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts verzögert wird, umso niedriger wird die Temperatur in der Brennkammer 5 und umso niedriger wird der Druck in der Brennkammer 5 zu dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung. Wenn der Druck in der Brennkammer 5 niedriger wird, wird der Luftwiderstand geringer, so dass die Kraftstoffpartikel über die gesamte Brennkammer 5 dispergieren und die Verdampfung des Kraftstoffs von den Kraftstoffpartikeln vorangetrieben wird. Daher ist ausreichend Sauerstoff um den Kraftstoff vorhanden. Andererseits steigt die Temperatur des eingespritzten Kraftstoffs allmählich an, während der eingespritzte Kraftstoff dispergiert. Da die Temperatur innerhalb der Brennkammer 5 niedrig ist, ergibt sich jedoch auch dann, wenn ausreichend Sauerstoff um den Kraftstoff vorhanden ist, keine Verbrennung. Daher werden Fehlzündungen auftreten, wenn nichts getan wird.
Wenn jedoch zu diesem Zeitpunkt die Kohlenwasserstoffe, die bis zu der mittleren Oxidationsstufe oxidiert sind, nämlich die leicht brennbaren Kohlenwasserstoffe in der Brennkammer 5 dispergiert werden, wenn der eingespritzte Kraftstoff dispergiert und ausreichend Sauerstoff um diese vorhanden ist, wird die Oxidationsreaktion des eingespritzten Kraftstoffs durch die Kohlenwasserstoffe voran getrieben und startet daher die Verbrennung gleichzeitig an vielzähligen Orten in der Brennkammer 5. Wenn die Verbrennung gleichzeitig an vielzähligen Orten in der Brennkammer 5 auf diesem Weg startet, wird die Temperatur in der Brennkammer 5 insgesamt niedriger und wird daher die Menge der Erzeugung von NOx extrem gering. Wenn des Weiteren ausreichend Sauerstoff um den Kraftstoff vorhanden ist, wird die Verbrennung gestartet, so dass die Menge der Erzeugung von Ruß extrem gering wird. Des Weiteren ist die Verbrennung zu diesem Zeitpunkt sanft, so dass fast kein Verbrennungsgeräusch mehr erzeugt wird.
Tatsächlich wird in Anschauung der aufeinander folgenden Fotografien einer Verbrennung in der Brennkammer 5 zu diesem Zeitpunkt gelernt, dass der Kraftstoff nicht zündet, bis eine gewisse Zeit von der Beendigung der Einspritzung des Hauptkraftstoffs abläuft, bis nämlich der Kraftstoffnebel nicht mehr sichtbar ist und der Kraftstoff einheitlich in der Brennkammer 5 dispergiert ist, und wird danach die Verbrennung gleichzeitig an vielzähligen Orten gestartet.
Wenn Hauptkraftstoff bei der Hauptkraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt wird, bei der eine schwache Verbrennung oder Fehlzündungen auftreten, wenn nur Hauptkraftstoff eingespritzt wird, und verursacht wird, dass die bis zu der mittleren Oxidationsstufe oxidierten Kohlenwasserstoffe in der Brennkammer 5 zu diesem Zeitpunkt dispergieren, ist es möglich, eine sanfte Verbrennung mit einer extrem geringen Erzeugung von NOx und Ruß zu erhalten. Zum Erhalten einer sanften Verbrennung mit einer geringen Erzeugung von NOx und Ruß ist es nämlich zusätzlich zu der Verzögerung der Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs notwendig, zu verursachen, dass die Kohlenwasserstoffe, die bis zu der mittleren Oxidationsstufe oxidiert sind, in der Brennkammer 5 vor der Beendigung der Einspritzung des Hauptkraftstoffs dispergieren. Daher wird in der vorliegenden Erfindung Hilfskraftstoff bei der vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt, bei der Kohlenwasserstoffe, die in dem Hilfskraftstoff enthalten sind, in dem bis auf die mittlere Oxidationsstufe oxidierten Zustand bis zu dem Ende der Einspritzung des Hauptkraftstoffs beibehalten werden können.
Es ist anzumerken, dass der Zustand der Kohlenwasserstoffe, die in dem Hilfskraftstoff enthalten sind, der bis auf die mittlere Oxidationsstufe oxidiert ist, den Zustand bedeutet, bei dem Aldehyde, Ketone, Peroxide und andere Zwischenprodukte gerade erzeugt werden. Wenn die Oxidation weitergehend von diesem Zustand voranschreitet, wenn sie nämlich bis zu der abschließenden Oxidationsstufe voran schreitet, werden die Kohlenwasserstoffe verbrannt. Es ist anzumerken in diesem Fall, wenn ein Teil der Kohlenwasserstoffe verbrannt wird, dass Aldehyde, Ketone, Peroxide und andere Zwischenprodukte erzeugt werden, aber wenn alle Kohlenwasserstoffe verbrannt werden, dass Aldehyde, Ketone, Peroxide und andere Zwischenprodukte nicht erzeugt werden. Wenn daher ein Teil des Hilfskraftstoffs verbrannt wird, verbleiben diese Zwischenprodukte bis nach der Beendigung der Einspritzung des Hauptkraftstoffs, so dass die Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer geringen Erzeugung von NOx und Ruß durchgeführt wird, aber wenn der gesamte Hilfskraftstoff vollständig verbrannt wird, ist die Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht möglich.
Sicherlich ist in diesem Fall die erhaltene Verbrennung umso stabiler und besser, je größer die Menge der Zwischenprodukte ist, so dass eine Umwandlung von allen in dem Hilfskraftstoff enthaltenen Kohlenwasserstoffen zu diesen Zwischenprodukten am meisten erwünscht ist. In der Praxis ist es jedoch schwierig, alle Kohlenwasserstoffe, die in dem Hilfskraftstoff enthalten sind, zu Zwischenprodukten umzuwandeln. Ein Teil der Kohlenwasserstoffe verbrennt schließlich. Wie dem auch sei, ist es am wichtigsten, so viele Zwischenprodukte wie möglich zu erzeugen.
Wenn der gesamte Hilfskraftstoff vollständig verbrannt ist, wird der Verbrennungsmotor auch ohne die Einspritzung des Hauptkraftstoffs angetrieben. Zu diesem Zeitpunkt gibt es niemals jegliche Fehlzündungen ungeachtet der Qualität der Verbrennung. Wenn dagegen im Wesentlichen die gesamten Kohlenwasserstoffe, die in dem Hilfskraftstoff enthalten sind, sich zu den Zwischenprodukten verändern oder wenn ein relativ geringer Teil der Kohlenwasserstoffe verbrannt wird, muss der Hauptkraftstoff eingespritzt werden oder werden ansonsten Fehlzündungen auftreten und wird der Verbrennungsmotor nicht angetrieben. Daher kann für die Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung gesagt werden, dass es am meisten erwünscht ist, den Hilfskraftstoff auf eine Art und Weise einzuspritzen, so dass Fehlzündungen verursacht werden, wenn der Hauptkraftstoff nicht eingespritzt wird.
Andererseits werden Zwischenprodukte erzeugt, wenn eine relativ große Menge von Hilfskraftstoff verbrannt wird, oder wenn ein großer Anteil des Hilfskraftstoffs verbrannt wird. In diesem Fall ist ebenso die Verbrennung gemäß der vorliegenden Erfindung möglich. Auch wenn in diesem Fall Hauptkraftstoff nicht eingespritzt wird, tritt die Verbrennung auf, obwohl diese schwach sein kann, und wird der Verbrennungsmotor angetrieben. Auch wenn daher der Hauptkraftstoff nicht eingespritzt wird, ist es möglich, Hilfskraftstoff auf eine Art und Weise einzuspritzen, durch die die Verbrennung auftritt, obwohl sie schwach sein kann, und wird der Motor angetrieben.
Wenn der Hilfskraftstoff während des Ansaugtakts oder davor eingespritzt wird, lagert sich der Hilfskraftstoff an der Fläche der Wand der Zylinderbohrung ab und steigt als Ergebnis die Menge des Abgases von unverbrannten Kohlenwasserstoffen an oder wird das Schmieröl verunreinigt oder treten andere Probleme auf. In dieser Hinsicht wird in der vorliegenden Erfindung die Einspritzung des Hilfskraftstoffs in der zweiten Hälfte des Kompressionstakts vorgenommen.
Wenn der Hilfskraftstoff in der zweiten Hälfte des Kompressionstakts bei dem in 1 gezeigten Kompressionszündungsverbrennungsmotor eingespritzt wird, verbrennt manchmal der Hilfskraftstoff und verbrennt er manchmal nicht. Ob der Hilfskraftstoff verbrennt oder nicht wird in hohem Maße durch den Grad der Dispersion der Kraftstoffpartikel und die Temperatur der Kraftstoffpartikel beeinflusst. Wenn nämlich die Temperatur der Kraftstoffpartikel ansteigt, startet die Verdampfung des Kraftstoffs und wird der verdampfte Kraftstoff oxidiert. Wenn in diesem Fall die Dichte der Kraftstoffpartikel hoch ist, erhalten die Kraftstoffpartikel eine hohe Temperatur, da sie die Wärme der Oxidationsreaktion der umgebenden Kraftstoffpartikel aufnehmen. Wenn die Kraftstoffpartikel eine hohe Temperatur erhalten, werden die Kohlenwasserstoffe in den Kraftstoffpartikeln thermisch in Wasserstoffatome oder Kohlenstoff dissoziiert. Wenn Wasserstoffatome erzeugt werden, wird eine Verbrennung rasch gestartet.
An dem Endabschnitt des Kompressionstakts wird der Druck in der Brennkammer 5 hoch und wird die Dichte des Ansauggases in der Brennkammer 5 hoch. Wenn die Dichte des Ansauggases in der Brennkammer 5 hoch wird, wird der Widerstand größer, so dass es schwieriger wird, dass der eingespritzte Kraftstoff dispergiert, und wird daher die Dichte der Kraftstoffpartikel höher. Wenn demgemäß der Hilfskraftstoff an dem Endabschnitt der zweiten Hälfte des Kompressionstakts eingespritzt wird, wird die Kraftstoffdichte höher und wird weitergehend die Temperatur in der Brennkammer 5 hoch, so dass der Hilfskraftstoff rasch verbrannt wird.
Wenn andererseits der Hilfskraftstoff in dem Ausgangsabschnitt der zweiten Hälfte des Kompressionstakts oder während des Kompressionstakts davor eingespritzt wird, dispergieren die Kraftstoffpartikel durch einen weiten Bereich der Brennkammer 5, da die Dichte des Ansauggases in der Brennkammer 5 zu diesem Zeitpunkt gering ist. Da es bis zu dem Endabschnitt des Kompressionstakts Zeit gibt, steigt jedoch die Temperatur der Kraftstoffpartikel während dieser Dauer an, und wird daher der Hilfskraftstoff verbrannt. Da jedoch der Raum zwischen den Kraftstoffpartikeln groß ist, werden zu diesem Zeitpunkt Kohlenwasserstoffe in den Kraftstoffpartikeln nicht thermisch dissoziiert.
Wenn dagegen der Hilfskraftstoff in dem mittleren Abschnitt der zweiten Hälfte des Kompressionstakts eingespritzt wird, wird der Druck in der Brennkammer 5 zu diesem Zeitpunkt nicht so hoch wie an dem Endabschnitt der zweiten Hälfte des Kompressionstakts, so dass die Kraftstoffpartikel um einen beträchtlichen Betrag dispergieren und daher die Dichte der Kraftstoffpartikel nicht so hoch wird. Demgemäß werden zu diesem Zeitpunkt die Kraftstoffpartikel nicht durch die Wärme der Oxidationsreaktion der umgebenden Kraftstoffpartikel dissoziiert. Da andererseits zu diesem Zeitpunkt die Zeit bis zu dem Endabschnitt des Kompressionstakts kurz ist, steigt die Temperatur der Kraftstoffpartikel nicht zu sehr an. Wenn demgemäß bei dem in 1 gezeigten Kompressionszündungsverbrennungsmotor der Hilfskraftstoff in den mittleren Teil der zweiten Hälfte des Kompressionstakts eingespritzt wird, tritt die Verbrennung nicht auf. Die in dem Hilfskraftstoff enthaltenen Kohlenwasserstoffe werden zu diesem Zeitpunkt daher in dem bis zu der mittleren Oxidationsstufe oxidierten Zustand bis nach der Beendigung der Haupteinspritzung gehalten.
Es ist anzumerken, dass es schwer zu glauben ist, dass kein Kraftstoff verbrennen wird, auch wenn Hilfskraftstoff in dem mittleren Teil der zweiten Hälfte des Kompressionstakts eingespritzt wird. Etwas von dem Hilfskraftstoff wird wahrscheinlich verbrannt. Wenn Hilfskraftstoff in dem mittleren Teil der zweiten Hälfte des Kompressionstakts eingespritzt wird, werden jedoch Fehlzündungen auftreten, wenn Hauptkraftstoff nicht eingespritzt wird. Wenn des weiteren Hilfskraftstoff in dem mittleren Teil der zweiten Hälfte des Kompressionstakts eingespritzt wird, steigt die Dichte der Kraftstoffpartikel an und wird die Verbrennung einfacher, wenn die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs erhöht wird, während dann, wenn die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs verringert wird, die Dichte der Kraftstoffpartikel sich verringert und die Verbrennung schwierig wird. Daher wird die Einspritzzeitabstimmung des Hilfskraftstoffs, die Fehlzündungen verursacht, wenn Hauptkraftstoff nicht eingespritzt wird, sich gemäß der Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs ändern.
Als nächstes wird eine Erklärung von der Einspritzzeitabstimmung des Hilfskraftstoffs, die Fehlzündungen verursacht, wenn Hauptkraftstoff nicht eingespritzt wird, bei dem in 1 gezeigten Kompressionszündungsverbrennungsmotor unter Bezugnahme auf die 4(A) und 4(B) sowie die 5(A) und 5(B) angegeben.
In den 4(A) und 4(B) sowie den 5(A) und 5(B) deutet die Ordinate den Kurbelwinkel an, während die Abszisse die Verbrennungsmotordrehzahl N andeutet. Des Weiteren zeigt 4(A) den Fall der Einspritzung von Kraftstoff mit einer Menge von 5 % der maximalen Menge der Einspritzung, zeigt 4(B) den Fall der Einspritzung von Kraftstoff mit einer Menge 10 % der maximalen Menge der Einspritzung, zeigt 5(A) den Fall der Einspritzung von Kraftstoff mit einer Menge von 20 der maximalen Menge der Einspritzung und zeigt 5(B) den Fall der Einspritzung von Kraftstoff mit einer Menge von über 30 % der maximalen Menge der Einspritzung.
Des weiteren deutet I in den 4(A) und 4(B) sowie den 5(A) und 5(B) einen Einspritzzeitabstimmungsbereich an, in dem Hilfskraftstoff verbrannt wird, wenn er bei einer Einspritzzeitabstimmung für diesen Bereich eingespritzt wird, zeigt II einen Einspritzzeitabstimmungsbereich, bei dem eine Fehlzündung auftritt, wenn kein Hauptkraftstoff eingespritzt wird, wenn Hilfskraftstoff bei der Einspritzzeitabstimmung für diesen Bereich eingespritzt wird, und zeigt III einen Einspritzzeitabstimmungsbereich, in dem Hilfskraftstoff verbrannt wird, wenn er bei der Einspritzzeitabstimmung für diesen Bereich eingespritzt wird.
In den 4(A) und 4(B) sowie den 5(A) und 5(B) zeigt X den Grenzwert der verzögerten Seite des Einspritzzeitabstimmungsbereichs II des Hilfskraftstoffs, während Y die vorgestellte Seite des Einspritzzeitabstimmungsbereichs II des Hilfskraftstoffs zeigt. Wie den 4(A) und 4(B) sowie 5(A) entnehmbar ist, liegt der Einspritzzeitabstimmungsbereich II des Hilfskraftstoffs zwischen im Wesentlichen 50° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts bis 20° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts. Der Einspritzzeitabstimmungsbereich II des Hilfskraftstoffs wird mehr in Richtung auf den unteren Totpunkt des Kompressionstakts gelegt, je höher die Verbrennungsmotordrehzahl N ist.
Wie insbesondere in den 4(A) und 4(B) sowie 5(A) gezeigt ist, liegt ungeachtet der Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs die Einspritzzeitabstimmung des Hilfskraftstoffs bei dem Grenzwert Y der vorgestellten Seite im Wesentlichen 40° vor dem oberen Totpunkt des Verdichtungstakts, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 1000 U/min beträgt, während sie ungefähr 45° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 2000 U/min beträgt, und wobei sie ungefähr 50° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 3000 U/min beträgt.
Wie andererseits in 4(A) gezeigt ist, liegt die Einspritzzeitabstimmung des Hilfskraftstoffs bei dem Grenzwert X von der verzögerten Seite, wenn die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs 5 % der maximalen Menge der Einspritzung beträgt, ungefähr 15° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 1000 U/min ist, liegt ungefähr 20° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 2000 U/min beträgt, und liegt ungefähr 25° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 3000 U/min beträgt.
Wie des Weiteren in 4(B) gezeigt ist, liegt die Einspritzzeitabstimmung des Hilfskraftstoffs bei dem Grenzwert X der verzögerten Seite, wenn die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs 10 % der maximalen Menge der Einspritzung beträgt, ungefähr 20° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 1000 U/min ist, liegt ungefähr 25° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 2000 U/min beträgt, und liegt ungefähr 30° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 3000 U/min beträgt.
Wie des Weiteren in 5(A) gezeigt ist, liegt die Einspritzzeitabstimmung des Hilfskraftstoffs bei dem Grenzwert X der verzögerten Seite, wenn die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs 20 % der maximalen Menge der Einspritzung beträgt, ungefähr 30° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 1000 U/min ist, liegt ungefähr 35° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 2000 U/min beträgt, und liegt ungefähr 40° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 3000 U/min beträgt.
Wenn andererseits, wie in 5(B) gezeigt ist, die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs mehr als 30 % der maximalen Menge der Einspritzung wird, verschwindet der Einspritzzeitabstimmungsbereich II. Die Differenz zwischen der Einspritzzeitabstimmung bei dem Grenzwert Y der vorgestellten Seite und der Einspritzzeitabstimmung bei dem Grenzwert X bei der verzögerten Seite bei der gleichen Verbrennungsmotordrehzahl N wird kleiner, umso größer das Verhältnis der Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs zu der maximalen Menge der Einspritzung wird. In diesem Fall wird der Einspritzzeitabstimmungsbereich II des Hilfskraftstoffs zu der Seite des unteren Totpunkts des Kompressionstakts größer, umso größer die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs mit Bezug auf die maximale Menge der Einspritzung ist. Wenn die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs größer als 32 der maximalen Menge der Einspritzung wird, verschwindet der Einspritzzeitabstimmungsbereich II. Daher ist in diesem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs geringer als 30 % der maximalen Menge der Einspritzung.
In diesem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs beispielsweise 10 % der maximalen Menge der Einspritzung und wird zu diesem Zeitpunkt die Einspritzzeitabstimmung des Hilfskraftstoffs auf eine vorbestimmte Einspritzzeitabstimmung in dem Einspritzzeitabstimmungsbereich II ausgeführt, wie in 4(B) gezeigt ist. Die Kohlenwasserstoffe, die in dem Hilfskraftstoff zu diesem Zeitpunkt enthalten sind, werden in dem bis auf die mittlere Oxidationsstufe oxidierten Zustand bis nach der Beendigung der Einspritzung des Hauptkraftstoffs gehalten. Wenn in diesem Fall Hauptkraftstoff nicht eingespritzt wird, treten Fehlzündungen auf.
Andererseits werden, wie vorstehend erklärt ist, Zwischenprodukte auch dann erzeugt, wenn eine relativ große Menge Hilfskraftstoff verbrannt wird oder ein großer Teil des Hilfskraftstoffs verbrannt wird, wobei es daher in diesem Fall ebenso möglich ist, eine sanfte Verbrennung mit einer geringen Erzeugung von NOx und Ruß gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Die Einspritzzeitabstimmung des Hilfskraftstoffs in diesem Fall ist geringfügig von dem Grenzwert X der verzögerten Seite des Einspritzzeitabstimmungsbereichs II verzögert.
Wie vorstehend erklärt ist, ist der Einspritzzeitabstimmungsbereich II, der in den 4(A) und 4(B) sowie 5(A) gezeigt ist, ein Bereich bei dem in 1 gezeigten Kompressionszündungsverbrennungsmotor. Bei dem in 1 gezeigten Kompressionszündungsverbrennungsmotor wird nämlich ein Kraftstoffinjektor 6 mit Düsenöffnungen 43 eines Durchmessers von ungefähr 0,04 mm bis 0,2 mm verwendet. Daher ist der Einspritzzeitabstimmungsbereich II, der in den 4(A) und 4(B) sowie 5(A) gezeigt ist, ein Bereich, bei dem der Durchmesser der Düsenöffnungen 43 von ungefähr 0,04 mm bis ungefähr 0,2 mm beträgt. Wenn der Durchmesser der Düsenöffnungen 93 größer gemacht wird, wird die Partikelabmessung des eingespritzten Kraftstoffs größer und ist daher mehr Zeit erforderlich, dass die Temperatur des eingespritzten Kraftstoffs ansteigt. Wenn daher der Durchmesser der Düsenöffnungen 43 größer gemacht wird, wird auch dann, wenn die Einspritzzeitabstimmung des Hilfskraftstoffs früher gelegt wird, der Hilfskraftstoff nicht verbrennen. Wenn daher der Durchmesser der Düsenöffnungen 43 größer gemacht wird, bewegt sich die Einspritzzeitabstimmung II weiter in Richtung auf den unteren Totpunkt.
Andererseits wird, wie vorstehend erklärt ist, der Hauptkraftstoff bei der Hauptkraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt, bei der die Verbrennung mit einer schwachen Verbrennung oder Fehlzündungen durchgeführt wird, wenn Hilfskraftstoff nicht eingespritzt wird, und ohne eine schwache Verbrennung oder Fehlzündungen, wenn Hilfskraftstoff eingespritzt wird. 6 zeigt typische Beispiele der Einspritzzeitabstimmungen des Hauptkraftstoffs bei dem in 1 gezeigten Kompressionszündungsverbrennungsmotor. Es ist anzumerken, dass in 6 die Ordinate das Ausgangsdrehmoment anzeigt, während die Abszisse die Verbrennungsmotordrehzahl (U/min) anzeigt. Die durchgezogenen Linien zeigen äquivalente Einspritzzeitabstimmungen. 6 zeigt vier typische Einspritzzeitabstimmungen, nämlich 10° nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts, 11° nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts, 12° nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts und 13° nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts. Wie 6 entnehmbar ist, wird die Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs früher gemacht, je höher die Verbrennungsmotordrehzahl N ist.
Wie vorstehend erklärt ist, ist die in 6 gezeigte Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs ein typisches Beispiel. Die Einspritzzeitabstimmung unterscheidet sich für unterschiedliche Verbrennungsmotoren, aber wenn der Durchmesser der Düsenöffnungen 43 des Kraftstoffinjektors 6 von ungefähr 0,04 mm bis ungefähr 0,2 mm beträgt, wird die durchschnittliche Partikelabmessung des eingespritzten Kraftstoffs geringer als ungefähr 50 μm. Zu diesem Zeitpunkt wird die Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs nach 8° nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts gelegt. Es ist anzumerken, dass in diesem Fall die Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs manchmal auf ungefähr 30° nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts verzögert wird.
Wenn die Partikelabmessung des eingespritzten Hauptkraftstoffs größer wird, ist mehr Zeit erforderlich, damit die Temperatur der Kraftstoffpartikel ansteigt, und ist daher mehr Zeit erforderlich, damit der Kraftstoff verdampft. Daher ist es zum Verursachen einer Verbrennung bei einer geeigneten Zeitabstimmung notwendig, die Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs vorzustellen, je größer die Partikelabmessung des Hauptkraftstoffs ist. Wenn eine Lochdüse als Kraftstoffinjektor 6 verwendet wird, wird die Partikelabmessung des eingespritzten Kraftstoffs größer, umso größer der Durchmesser der Düsenöffnungen 43 ist. Daher ist es in diesem Fall notwendig, die Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs vorzustellen, je größer der Durchmesser der Düsenöffnungen 43 ist.
Bei dem in 1 gezeigten Kompressionszündungsverbrennungsmotor ist die Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzung Q eine Funktion des Betrags eines Niederdrückens L des Beschleunigerpedals 40 und der Verbrennungsmotordrehzahl N. Diese Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzung Q wird im Voraus in dem ROM 32 in der Form eines in 7(A) gezeigten Kennfelds gespeichert. Andererseits ist die Menge der Einspritzung Q1 des Hilfskraftstoffs eine Funktion der Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzung Q und der Verbrennungsmotordrehzahl N. Die Menge der Einspritzung Q1 wird ebenso im Voraus in dem ROM 32 in der Form eines in 7(B) gezeigten Kennfelds gespeichert. Des Weiteren ist die Einspritzstartzeitabstimmung θS1 des Hilfskraftstoffs eine Funktion der Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzung Q und der Verbrennungsmotordrehzahl N. Die Einspritzstartzeitabstimmung θS1 wird ebenso im Voraus in dem ROM 32 in der Form eines in 8(A) gezeigten Kennfelds gespeichert. Des Weiteren ist die Einspritzstartzeitabstimmung θS2 des Hauptkraftstoffs ebenso eine Funktion der Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzung Q und der Verbrennungsmotordrehzahl N. Die Einspritzstartzeitabstimmung θS2 wird ebenso im Voraus in dem ROM 32 in der Form eines in 8(B) gezeigten Kennfelds gespeichert.
9 zeigt die Einspritzsteuerungsroutine. Unter Bezugnahme auf 9 wird zuerst bei dem Schritt 50 die Gesamtmenge der Kraftstoffeinspritzung Q aus dem in 7(A) gezeigten Kennfeld berechnet, wird dann bei dem Schritt 51 die Menge der Einspritzung Q1 des Hilfskraftstoffs aus dem in 7(B) gezeigten Kennfeld berechnet. Als nächstes wird bei dem Schritt 52 die Einspritzstartzeitabstimmung 8S1 des Hilfskraftstoffs aus dem in 8(A) gezeigten Kennfeld berechnet. Als nächstes wird bei dem Schritt 53 die Einspritzbeendigungszeitabstimmung θE1 des Hilfskraftstoffs auf der Grundlage der Menge der Einspritzung Q1 und der Einspritzstartzeitabstimmung θS1 usw. berechnet. Als nächstes wird bei dem Schritt 54 die Menge der Einspritzung Q1 des Hilfskraftstoffs von der Gesamtmenge der Einspritzung Q abgezogen, um die Menge der Einspritzung Q2 des Hauptkraftstoffs zu berechnen. Als nächstes wird bei dem Schritt 55 die Einspritzstartzeitabstimmung θS2 des Hauptkraftstoffs aus dem in 8(B) gezeigten Kennfeld berechnet. Als nächstes wird bei dem Schritt 56 die Einspritzbeendigungszeitabstimmung θE2 auf der Grundlage der Menge der Einspritzung Q2 und der Einspritzstartzeitabstimmung θS2 usw. berechnet.
Als nächstes wird eine Erklärung der Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors angegeben, die geeignet für die neue Verbrennung durch die bisher erklärte vorliegende Erfindung ist. Es ist anzumerken, dass beim Erklären der Betriebsbereiche des Verbrennungsmotors zum Vereinfachen des Verständnisses das neue Verfahren der Verbrennung durch die vorliegende Erfindung, das bis hier erklärt ist, „Mehrpunktzündungsverbrennung durch Doppeleinspritzung" genannt wird und die bisher durchgeführte Verbrennung „gewöhnliche Verbrennung" genannt wird. Hier deutet „gewöhnliche Verbrennung" die Verbrennung an, wenn Kraftstoff nur einmal in der Nähe des oberen Totpunkts des Kompressionstakts eingespritzt wird und die Verbrennung, wenn Hauptkraftstoff in der Nähe des oberen Totpunkts des Kompressionstakts eingespritzt wird und eine Piloteinspritzung vor dieser Einspritzung des Hauptkraftstoffs vorgenommen wird. Wenn diese gewöhnliche Verbrennung durchgeführt wird, wird Kraftstoff zwischen der Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung und der Hauptkraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt, wenn die Mehrpunktzündungsverbrennung durch Doppeleinspritzung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
Die Mehrpunktzündungsverbrennung durch Doppeleinspritzung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine niedrige Verbrennungstemperatur, wobei daher die Temperatur des Abgases niedriger als in dem Fall der gewöhnlichen Verbrennung wird. Des Weiteren wird bei der Mehrpunktzündungsverbrennung durch Doppeleinspritzung gemäß der vorliegenden Erfindung die Verbrennung gestartet, nachdem der eingespritzte Kraftstoff in der gesamten Brennkammer 5 dispergiert ist. Wenn der eingespritzte Kraftstoff über die gesamte Brennkammer 5 auf diese Art und Weise dispergiert ist, wird jedoch ein Teil des eingespritzten Kraftstoffs, der den Rand der Brennkammer 5 erreicht, nicht ausreichend verbrannt und wird daher eine große Menge unverbrannter Kohlenwasserstoffe erzeugt.
Daher ist in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Oxidieren der unverbrannten Kohlenwasserstoffe ein Oxidationskatalysator 19 in dem Verbrennungsmotorabgasdurchgang vorgesehen, wie in 1 gezeigt ist. Wenn die Mehrpunktzündungsverbrennung durch Doppeleinspritzung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, wird jedoch die Temperatur des Abgases niedrig, wie vorstehend erklärt ist. Insbesondere zu dem Zeitpunkt eines Verbrennungsmotorniedriglastbetriebs einschließlich des Leerlaufbetriebs wird die Temperatur des Abgases besonders niedrig. Wenn die Temperatur des Abgases niedriger wird, fällt die Temperatur des Oxidationskatalysators 19 und sinkt die Aktivität des Oxidationskatalysators 19 ab, so dass die Gefahr besteht, dass unverbrannte Kohlenwasserstoffe nicht ausreichend entfernt werden können.
Wenn andererseits die Verbrennungsmotorlast in der Nähe der Volllast liegt, wird die Menge der Kraftstoffeinspritzung größer, so dass die Einspritzzeit länger wird. Wenn die Verbrennungsmotordrehzahl zu diesem Zeitpunkt höher wird, wird es schwierig, den gesamten Hauptkraftstoff innerhalb der optimalen Dauer einzuspritzen.
Daher wird in einem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in 10 gezeigt ist, eine gewöhnliche Verbrennung in dem Betriebsbereich I mit dem geringen Abgabedrehmoment L und der niedrigen Verbrennungsmotordrehzahl N, nämlich zu dem Zeitpunkt des Verbrennungsmotorniedriglastbetriebs einschließlich des Leerlaufbetriebs durchgeführt, wird eine gewöhnliche Verbrennung ebenso in dem Betriebsbereich III in der Nähe der Volllast mit der relativ hohen Verbrennungsmotordrehzahl durchgeführt und wird die Mehrpunktzündungsverbrennung durch Doppeleinspritzung gemäß der vorliegenden Erfindung in dem größeren Betriebsbereich II durchgeführt, der ein anderer als die Betriebsbereiche I und III ist.
Wenn die gewöhnliche Verbrennung in dem Betriebsbereich I durchgeführt wird, steigt die Temperatur des Abgases an und es ist daher möglich, den Oxidationskatalysator 19 in dem aktivierten Zustand zu jeder Zeit während des Verbrennungsmotorbetriebs zu halten. Des Weiteren ist es durch Durchführen der gewöhnlichen Verbrennung in dem Betriebsbereich III möglich, den gesamten Kraftstoff in der optimalen Dauer zu verbrennen, und daher möglich, eine hohe Verbrennungsmotorabgabe zu erhalten.
11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel wird ebenso die gewöhnliche Verbrennung in dem Verbrennungsmotorniedriglastbetriebsbereich I einschließlich des Leerlaufbetriebs durchgeführt. Die gewöhnliche Verbrennung wird ebenso in dem Betriebsbereich III in der Nähe der Volllast mit einer relativ hohen Verbrennungsmotordrehzahl durchgeführt. Dagegen ist der Betriebsbereich II, nämlich der Bereich, der ein anderer als die Betriebsbereiche I und III ist, in den niedriglastseitigen Betriebsbereich II-1 und den hochlastseitigen Betriebsbereich II-2 geteilt. In dem hochlastseitigen Betriebsbereich II-2 wird die Mehrpunktzündungsverbrennung durch Doppeleinspritzung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt. Andererseits wird in dem niedriglastseitigen Betriebsbereich II-1 die Mehrpunktzündungsverbrennung durch Einzeleinspritzung durchgeführt.
Als nächstes wird eine Erklärung von dieser Mehrpunktzündungsverbrennung durch Einzeleinspritzung angegeben.
Wenn, wie vorstehend erklärt ist, Kraftstoff in den Kraftstoffeinspritzbereichen I und III von den 4(A) und 4(B) sowie den 5(A) und 5(B) eingespritzt wird, wird der eingespritzte Kraftstoff verbrannt. In diesem Fall unterscheidet sich die Verbrennung vollständig von der Verbrennung, wenn Kraftstoff in dem Einspritzzeitabstimmungsbereich I eingespritzt wird, und von der Verbrennung, wenn Kraftstoff in dem Einspritzzeitabstimmungsbereich III eingespritzt wird.
In dem Einspritzzeitabstimmungsbereich III ist nämlich der Kompressionsdruck in der Brennkammer 5 niedrig und dispergiert der eingespritzte Kraftstoff daher über die gesamte Brennkammer 5. Wenn als nächstes der Kompressionstakt voranschreitet, werden Kohlenwasserstoffe oxidiert, die in dem eingespritzten Kraftstoff enthalten sind. Jedoch ist in diesem Fall der Raum zwischen den Kraftstoffpartikeln groß, so dass die Kraftstoffpartikel die Wärme der Oxidationsreaktion der umgebenden Kraftstoffpartikel nicht aufnehmen und folglich die Kraftstoffpartikel nicht thermisch dissoziiert werden. Wenn als nächstes die Temperatur der Kraftstoffpartikel ansteigt, werden die Kraftstoffpartikel an vielzähligen Orten gleichzeitig verbrannt. Als Ergebnis wird die Verbrennungstemperatur in der Brennkammer 5 im Ganzen niedrig und wird daher fast kein NOx mehr erzeugt. Da des Weiteren die Kraftstoffpartikel dispergiert sind, gibt es ausreichend Luft zwischen den Kraftstoffpartikeln und wird folglich auch kein Ruß erzeugt.
Wenn auf diesem Weg Kraftstoff in dem Einspritzzeitabstimmungsbereich III eingespritzt wird, wird eine sanfte Verbrennung fast ohne Erzeugung von NOx und Ruß erhalten. Daher wird in dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel Kraftstoff nur einmal, wie in 12(A) gezeigt ist, in dem Einspritzzeitabstimmungsbereich III, wie in den 4(A) und 4(B) sowie den 5(A) und 5(B) gezeigt ist, in dem Betriebsbereich II-1 eingespritzt und wird dieser eingespritzte Kraftstoff für eine Mehrpunktzündungsverbrennung verwendet. Diese Mehrpunktzündungsverbrennung durch Einzeleinspritzung ergibt eine geringere Menge von NOx und Ruß als sogar die Mehrpunktzündungsverbrennung durch Doppeleinspritzung.
Es ist anzumerken, dass dann, wenn Kraftstoff in dem Einspritzzeitabstimmungsbereich III eingespritzt wird, wenn die Verbrennungsmotorlast höher wird und die Menge der Kraftstoffeinspritzung größer wird, die Dichte der Kraftstoffpartikel größer wird und als Ergebnis die Mehrpunktzündungsverbrennung schwieriger wird. Zum Vereinfachen der Mehrpunktzündungsverbrennung zu diesem Zeitpunkt ist es ausreichend, die Dichte des Kraftstoffs zu verringern. Daher ist es ausreichend, den eingespritzten Kraftstoff in der Brennkammer 5 zu dispergieren. Wenn der eingespritzte Kraftstoff über die Brennkammer 5 dispergiert wird, lagert sich jedoch der eingespritzte Kraftstoff an den Innenwänden der Brennkammer 5 ab und wird als Ergebnis eine große Menge unverbrannter Kohlenwasserstoffe erzeugt und wird das Schmieröl durch den abgelagerten Kraftstoff verunreinigt.
Wenn daher die Menge des eingespritzten Kraftstoffs groß wird, ist es schwierig, die Erzeugung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen zu unterdrücken und die Mehrpunktzündungsverbrennung zu verursachen. Daher wird in diesem Ausführungsbeispiel, wie vorstehend erklärt ist, in dem niedriglastseitigen Betriebsbereich II-1 die Mehrpunktzündungsverbrennung durch Einzeleinspritzung durchgeführt und wird in dem hochlastseitigen Betriebsbereich II-2 die Mehrpunktzündungseinspritzung durch Doppeleinspritzung durchgeführt.
Wie jedoch vorstehend erklärt ist, erzeugt die Mehrpunktzündungsverbrennung durch Einzeleinspritzung weniger NOx und Ruß als sogar die Mehrpunktzündungsverbrennung durch Doppeleinspritzung, und wird daher die Mehrpunktzündungsverbrennung vorzugsweise durch Einzeleinspritzung soweit wie möglich bis zu der Hochlastseite durchgeführt. Daher wird in dem in 12(B) gezeigten Ausführungsbeispiel in den Einspritzzeitabstimmungsbereichen III von den 4(A) und 4(B) sowie den 5(A) und 5(B) nämlich während des Verdichtungstakts früher als der Einspritzzeitabstimmungsbereich II, der Kraftstoff bei Intervallen über mehrere Male eingespritzt.
Wenn der Kraftstoff bei Intervallen über mehrere Male eingespritzt wird, wird die Menge der Einspritzung pro Zeit kleiner. Wenn die Menge der Einspritzung pro Zeit kleiner wird, wird auch dann, wenn der eingespritzte Kraftstoff über die Brennkammer 5 dispergiert ist, die Dichte der Kraftstoffpartikel gering, und wird es daher auch dann, wenn die Menge der Einspritzung pro Zeit beträchtlich erhöht wird, möglich, die Mehrpunktzündungsverbrennung zu verursachen. Daher wird es durch Einspritzen des Kraftstoffs bei Intervallen über mehrere Male möglich, den Betriebsbereich, in dem die Mehrpunktzündungsverbrennung auftritt, zu der Hochlastseite zu vergrößern.
In dem in 12(B) gezeigten Ausführungsbeispiel wird Kraftstoff dreimal in dem Kraftstoffeinspritzbereich III eingespritzt. Die Anzahl der Einspritzungen ist jedoch nicht auf drei beschränkt und kann zwei oder vier, fünf oder sechs betragen. Des Weiteren können die Mengen des eingespritzten Kraftstoffs alle gleich gemacht werden oder können die Mengen der Einspritzung für jede Einspritzung unterschiedlich gemacht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie vorstehend erwähnt ist, ist es möglich, eine sanfte Verbrennung mit einer geringen Erzeugung von NOx und Ruß zu erzielen.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, die zum Zweck der Darstellung ausgewählt sind, sollte es erkennbar sein, dass vielzählige Abwandlungen daran durch den Fachmann vorgenommen werden könnten.
Ein Kompressionszündungsverbrennungsmotor, bei dem Hilfskraftstoff von nicht mehr als 30 % der maximalen Menge des Kraftstoffs bei dem Einspritzzeitabstimmungsbereich II eingespritzt wird, der sich um ungefähr 20° von ungefähr 50° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts erstreckt, wobei der Hilfskraftstoff in dem bis zu der mittleren Oxidationsstufe oxidierten Zustand bis nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts beibehalten wird, und wobei Hauptkraftstoff nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts eingespritzt wird, wodurch der eingespritzte Kraftstoff gleichzeitig an vielzähligen Orten gezündet wird.

Claims

Kompressionszündungsverbrennungsmotor, der mit einem Kraftstoffinjektor zum Einspritzen von Kraftstoff in Richtung auf eine Brennkammer versehen ist, wobei Hilfskraftstoff von dem Kraftstoffinjektor während eines Kompressionstakts eingespritzt wird, und dann Hauptkraftstoff von dem Kraftstoffinjektor eingespritzt wird wobei der Hilfskraftstoff bei einer vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt wird, die ermöglicht, dass die Kohlenwasserstoffe, die in dem Hilfskraftstoff enthalten sind, in dem bis zu der mittleren Oxidationsstufe oxidierten Zustand bis nach der Beendigung der Einspritzung des Hauptkraftstoffs beibehalten werden, und wobei der Hauptkraftstoff bei einer vorbestimmten Hauptkraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt wird, die von einer Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs verzögert ist, bei der der Hauptkraftstoff ohne eine schwache Verbrennung oder Fehlzündungen verbrannt werden kann, wenn Hilfskraftstoff nicht eingespritzt wird, wobei die vorbestimmte Hauptkraftstoffeinspritzzeitabstimmung eine solche ist, bei der eine Verbrennung mit einer schwachen Verbrennung oder mit Fehlzündungen durchgeführt wird, wenn Hilfskraftstoff nicht eingespritzt wird, und ohne eine schwache Verbrennung oder Fehlzündungen ist, wenn Hilfskraftstoff eingespritzt wird, wodurch der Kraftstoff gleichzeitig an vielzähligen Orten, die über im Wesentlichen das gesamte Innere der Brennkammer verteilt sind, gezündet wird, nachdem mehr als eine gewisse Dauer nach der Beendigung der Einspritzung des Hauptkraftstoffs verläuft.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs nicht mehr als 30 % der maximalen Menge der Einspritzung beträgt.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung bei einer Einspritzzeitabstimmung vorgenommen wird, bei der Fehlzündungen auftreten, wenn Hilfskraftstoff nicht eingespritzt wird, und bei der Kohlenwasserstoffe, die in dem Hilfskraftstoff enthalten sind, in dem bis zu der mittleren Oxidationsstufe oxidierten Zustand bis nach der vorbestimmten Hauptkraftstoffeinspritzzeitabstimmung beibehalten werden können.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 3, wobei die vorbestimmte Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung zwischen ungefähr 50° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts bis ungefähr 20° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung weiter in Richtung auf die Seite des unteren Totpunkts des Kompressionstakts gelegt wird, je höher die Verbrennungsmotordrehzahl ist.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 4, wobei die vorbestimmte Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung zwischen einem Grenzwert einer vorgestellten Seite und einem Grenzwert der verzögerten Seite liegt und die Differenz zwischen der Einspritzzeitabstimmung bei dem Grenzwert der vorgestellten Seite und der Einspritzzeitabstimmung bei dem Grenzwert der verzögerten Seite bei der gleichen Verbrennungsmotordrehzahl kleiner gemacht wird, umso größer das Verhältnis der Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs zu der maximalen Menge der Einspritzung ist.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 6, wobei die Einspritzzeitabstimmung an dem Grenzwert an der vorgestellten Seite ungefähr 40° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 1000 U/min beträgt, ungefähr 45° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 2000 U/min beträgt, und ungefähr 50° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 3000 U/min beträgt.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 6, wobei die Einspritzzeitabstimmung an dem Grenzwert an der verzögerten Seite, wenn die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs 20 % der maximalen Menge der Einspritzung beträgt, ungefähr 30° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 1000 U/min beträgt, ungefähr 35° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 2000 U/min beträgt, und ungefähr 40° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 3000 U/min beträgt.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 6, wobei die Einspritzzeitabstimmung an dem Grenzwert an der verzögerten Seite, wenn die Menge der Einspritzung des Hilfskraftstoffs 10 % der maximalen Menge der Einspritzung beträgt, ungefähr 20° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 1000 U/min beträgt, ungefähr 25° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 2000 U/min beträgt, und ungefähr 30° vor dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt, wenn die Verbrennungsmotordrehzahl 3000 U/min beträgt.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 4, wobei der Kraftstoffinjektor eine Lochdüse aufweist, die mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen versehen ist, und wobei der Durchmesser der Düsenöffnungen von ungefähr 0,04 mm bis ungefähr 0,2 mm beträgt.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung an eine Einspritzzeitabstimmung gelegt wird, bei der eine schwache Verbrennung auftritt oder eine Verbrennung auftritt und der Motor betrieben wird, wenn Hauptkraftstoff nicht eingespritzt wird, und wenn Kohlenwasserstoffe, die in dem Hilfskraftstoff enthalten sind, in dem bis zu der mittleren Oxidationsstufe oxidierten Zustand bis nach der vorbestimmten Hauptkraftstoffeinspritzzeitabstimmung beibehalten werden können.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 11, wobei die vorbestimmte Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung weiter in Richtung auf die verzögerte Seite von der Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung gelegt wird, bei der Fehlzündungen auftreten, wenn Hauptkraftstoff nicht eingespritzt wird, und wenn die Kohlenwasserstoffe, die in dem Hilfskraftstoff enthalten sind, in dem bis zu der mittleren Oxidationsstufe oxidierten Zustand bis nach der vorbestimmten Hauptkraftstoffeinspritzung beibehalten werden können.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei der Kraftstoffinjektor eine Lochdüse aufweist, die mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen versehen ist, und wobei die vorbestimmte Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung weiter in Richtung auf die Seite des unteren Totpunkts des Kompressionstakts gelegt wird, je größer der Durchmesser der Düsenöffnungen ist.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei die Einspritzzeitabstimmung des Hauptkraftstoffs nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 14, wobei dann, wenn die durchschnittliche Partikelgröße des eingespritzten Kraftstoffs geringer als ungefähr 50 μm ist, die vorbestimmte Hauptkraftstoffeinspitzzeitabstimmung nach 8° nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 15, wobei dann, wenn der Kraftstoffinjektor eine Lochdüse aufweist, die mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen versehen ist, und wobei der Durchmesser der Düsenöffnungen von ungefähr 0,04 mm bis ungefähr 0,2 mm beträgt, und die vorbestimmte Hauptkraftstoffeinspitzzeitabstimmung nach 8° nach dem oberen Totpunkt des Kompressionstakts liegt.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Hauptkraftstoffeinspitzzeitabstimmung umso weiter vorgestellt wird, umso größer die durchschnittliche Partikelgröße des eingespritzten Kraftstoffs ist.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 17, wobei der Kraftstoffinjektor eine Lochdüse aufweist, die mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen versehen ist und wobei die vorbestimmte Hauptkraftstoffeinspitzzeitabstimmung vorgestellt wird, umso größer der Durchmesser der Düsenöffnungen ist.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei der Kraftstoffinjektor eine Lochdüse aufweist, die mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen versehen ist und wobei der Kraftstoff nicht an dem Rand des Sprühnebels des Hauptkraftstoffs gezündet wird, der von den Düsenöffnungen eingespritzt wird, aber gleichzeitig an vielzähligen Orten gezündet wird, nachdem der Kraftstoff in dem Sprühnebel, der von den Düsenöffnungen nach der Beendigung der Einspritzung des Hauptkraftstoffs eingespritzt wird, einheitlich in der Brennkammer dispergiert ist.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei die Hauptkraftstoffeinspitzzeitabstimmung umso früher liegt, umso höher die Verbrennungsmotordrehzahl ist.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei der Hilfskraftstoff an der vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt wird und der Hauptkraftstoff an der vorbestimmten Hauptkraftstoffeinspitzzeitabstimmung in einem vorbestimmten Betriebsbereich ausschließlich eines Niedriglastbetriebsbereichs einschließlich eines Leerlaufbetriebs und eines Betriebsbereichs in der Nähe der Volllast eingespritzt wird, und wobei der Kraftstoff zwischen der vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung und der vorbestimmten Hauptkraftstoffeinspitzzeitabstimmung in dem Niedriglastbetriebsbereich einschließlich dem Leerlaufbetrieb und dem Betriebsbereich in der Nähe der Volllast eingespritzt wird.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei der Verbrennungsmotorbetriebsbereich in zumindest zwei Betriebsbereiche eines Hochlastbetriebsbereichs und eines Niedriglastbetriebsbereichs geteilt ist, wobei der Hilfskraftstoff an der vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt wird und der Hauptkraftstoff an der vorbestimmten Hauptkraftstoffeinspitzzeitabstimmung in dem Hochlastbetriebsbereich eingespritzt wird, und wobei der Kraftstoff während des Kompressionstakts vor der vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung in dem Niedriglastbetriebsbereich eingespritzt wird.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 22, wobei bei dem Niedriglastbetriebsbereich der Kraftstoff über mehrere Male während des Kompressionstakts vor der vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt wird.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, wobei der Hilfskraftstoff an der vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt wird und der Hauptkraftstoff an der Hauptkraftstoffeinspitzzeitabstimmung an einer Seite einer hohen Last eines vorbestimmten Betriebsbereichs ausschließlich eines Niedriglastbetriebsbereichs einschließlich eines Leerlaufbetriebs und eines Betriebsbereichs in der Nähe der Volllast eingespritzt wird, wobei Kraftstoff während des Kompressionstakts vor der vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung an der Seite der niedrigen Last des vorbestimmten Betriebsbereichs eingespritzt wird und wobei Kraftstoff zwischen der vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung und der vorbestimmten Hauptkraftstoffeinspitzzeitabstimmung in dem Niedriglastbetriebsbereich einschließlich dem Leerlaufbetrieb und dem Betriebsbereich in der Nähe der Volllast eingespritzt wird.
Kompressionszündungsverbrennungsmotor gemäß Anspruch 24, wobei an der Seite der niedrigen Last des vorbestimmten Betriebsbereichs der Kraftstoff über mehrere Male während des Kompressionstakts vor der vorbestimmten Hilfskraftstoffeinspritzzeitabstimmung eingespritzt wird.