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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf Funkenzündung-Brennkraftmaschinen mit
Direkteinspritzung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf
Funkenzündung-Brennkraftmaschinen
mit Direkteinspritzung, die an einer Zylinderbohrung gehafteten
Kraftstoff effektiv vergasen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Eine
Funkenzündung-Brennkraftmaschine mit
Direkteinspritzung weist ein Kraftstoffeinspritzventil auf, das
den Kraftstoff direkt in einen Zylinder einspritzt. In diesem Motor
wird der Kraftstoff vergast, der in der letzteren Hälfte eines
Verdichtungstaktes in einen Zylinder eingespritzt wird, und ein
brennbares Gemisch mit guter Entzündlichkeit wird nur in der Umgebung
von einer Zündkerze
zu der Zeit der Zündung
geformt. Dadurch wird Schichtladungsverbrennung, wobei ein mageres
Gemisch brennen kann, im Zylinder als Ganzes realisiert.
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Bei
Schichtladungsverbrennung muss der Kraftstoff, der in der letzteren
Hälfte
eines Verdichtungstaktes eingespritzt wird, zu der Zeit der Zündung vergast
werden. Für
diesen Zweck, eine bestimmte Dauer muss vom Ende der Kraftstoff-Einspritzung
bis zur Zündung
gewährleistet
sein. Daher ist es unmöglich,
eine große
Menge Kraftstoff in der letzteren Hälfte eines Verdichtungstaktes
einzuspritzen. Zu der Zeit hoher Drehzahl und hoher Last, wenn zumindest
eine große
Menge Kraftstoff gebraucht ist, wird Schichtladungsverbrennung verhindert,
und eine große
Menge Kraftstoff wird in einem Ansaugtakt eingespritzt, um homogene
Verbrennung zu realisieren, wobei ein homogenes Gemisch im Zylinder
zu der Zeit der Zündung
geformt wird (siehe japanische offengelegte Patentanmeldung Nr.
HEI 10-299539).
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Bei
solch einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung ist das Kraftstoffeinspritzventil an einem
Umfang eines Oberteiles eines Zylinders angeordnet, so dass es Einlass-
und Auslasskanäle
oder eine Zündkerze
nicht stört,
die im Oberteil des Zylinders gelegt sind. Im Allgemeinen wird der
Kraftstoff, der vom Kraftstoffeinspritzventil eingespritzt wird,
zum Zweck des Formens eines brennbaren Gemisches in der Umgebung
von der Zündkerze
während
Schichtladungsverbrennung, in Richtung eines Bereiches in der Umgebung
von der Zündkerze
mittels eines Hohlraumes, der in einer Oberseite eines Kolbens geformt
ist, umgelenkt. Daher ist der Kraftstoff vom Kraftstoffeinspritzventil
diagonal nach unten eingespritzt, so dass der Kraftstoff, der in
der letzteren Hälfte
eines Verdichtungstaktes eingespritzt wird, in den Hohlraum bei
einer Kolbenposition zu der Zeit der Einspritzung läuft.
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Wenn
eine relativ große
Menge Kraftstoff von solch einem Kraftstoffeinspritzventil in einem
Ansaugtakt während
homogener Verbrennung eingespritzt wird, wird Kraftstoff-Einspritzung
auch in der letzteren Hälfte
des Ansaugtaktes unvermeidlich durchgeführt. Der Kraftstoff, der zu
diesem Zeitpunkt eingespritzt wird, stößt mit der Zylinderbohrung
statt der Oberseite des Kolbens zusammen. Anteil des Kraftstoffes,
der mit der Zylinderbohrung zusammengestoßen hat, haftet an der Zylinderbohrung.
Da die gesamte Zylinderbohrung mit Kühlmittel gekühlt ist, bleibt
dieser anhaftenden Kraftstoff da, wo er ist, ohne dass er genügend vergast
wird, und damit trägt er
nicht zur Verbrennung bei.
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Daher
muss eine Menge Kraftstoff mehr als gebraucht während homogener Verbrennung
eingespritzt werden, um den nicht vergasten Kraftstoff zu kompensieren.
Aus diesem Grunde wird ein Problem der Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate oder
ein Problem der Verdünnung
des Motorenöls durch
den anhaftenden Kraftstoff ausgelöst.
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Druckschrift
zum Stand der Technik EP-A-0 887 526 offenbart eine Brennkraftmaschine
mit einer Struktur, in welcher Kraftstoff durch eine Kraftstoffeinspritzdüse zu einem
Teil auf einer Zylinderbohrungswand, die den "Kraftstoff Anschlagsteil" formt, eingespritzt
wird. Dieser "Kraftstoff
Anschlagsteil" ist
auf einer Seite der Zylinderbohrung gelegt, die der die Kraftstoffeinspritzdüse aufweisenden
Seite gegenübersteht.
In dieser Druckschrift kann die Seite der Zylinderbohrung, die den "Kraftstoff Anschlagsteil" aufweist, auf eine
andere Temperaturstufe in Bezug auf die Seite der Zylinderbohrung,
die die Kraftstoffeinspritzdüse
aufweist, gekühlt
werden.
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Druckschrift
zum Stand der Technik EP-A-0 647 804 offenbart eine Brennkraftmaschine,
in welcher ein dicker Wandteil auf der Zylinderbohrungswand als
ein Mittel zum Vermeiden der Überkühlung angewendet
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Daher,
bei einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung, die ein Kraftstoffeinspritzventil aufweist,
das Kraftstoff in einen Zylinder unmittelbar einspritzt, und die
ihren Verbrennungsmodus gemäß einem
Betriebszustand des Motors zwischen Schichtladungsverbrennung, die
durch Kraftstoffeinspritzung in der letzteren Hälfte eines Verdichtungstaktes
ausgelöst
wird, und homogener Verbrennung, die durch Kraftstoffeinspritzung
in einem Ansaugtakt ausgelöst
wird, schaltet, auch wenn Kraftstoff, der in der letzteren Hälfte eines
Ansaugtaktes eingespritzt wird, mit einer Zylinderbohrung zusammenstößt und daran
gehaftet wird, zielt die Erfindung darauf ab, diesen anhaftenden
Kraftstoff effektiv zu vergasen.
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Um
die vorstehend erwähnten
Probleme anzugehen, bietet die Erfindung eine Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung an, die die Merkmale des Anspruches 1 umfasst.
Daher wird das Auftreten der Überhitzung
vermieden, indem der Motor mit der oben erwähnten Struktur genügend gekühlt wird.
Auch wenn Kraftstoff, der in der letzteren Hälfte eines Ansaugtaktes während homogener
Verbrennung eingespritzt wird, mit dem der Düsenbohrung entgegenstehenden
Teil in der Zylinderbohrung zusammenstößt und daran haftet, kann der
anhaftende Kraftstoff effektiv vergast werden.
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Weitere
vorteilhafte Entwicklungen sind der Gegenstand der weiteren Ansprüche 2–9.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
oben genannte und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Längsschnittes
einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ein
Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge der
ersten Ausführungsform;
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3 eine
schematische Darstellung eines Längsschnittes
einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 ein
Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge der
zweiten Ausführungsform;
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5 eine
schematische Darstellung eines Längsschnittes
einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ein
Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge der
dritten Ausführungsform;
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7 eine
schematische Darstellung eines Längsschnittes
einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung;
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8 ein
Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge der
vierten Ausführungsform;
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9 eine
schematische Darstellung eines Längsschnittes
einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer
fünften Ausführungsform
der Erfindung;
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10 ein
Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge der
fünften
Ausführungsform;
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11 eine
schematische Darstellung eines Längsschnittes
einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der Erfindung;
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12 ein
Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge der
sechsten Ausführungsform;
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13 eine
schematische Darstellung eines Längsschnittes
einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einem
nicht durch die Patentansprüche
gedeckten Beispiel;
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14 ein
Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge des
Beispiels der 13;
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15 eine
Querschnittsansicht eines Zylinderblockes des Beispiels der 13;
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16 eine
schematische Darstellung eines Längsschnittes
einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einem
weiteren auch nicht durch die Patentansprüche gedeckten Beispiel;
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17 ein
Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge des
Beispiels der 16; und
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18 eine
Querschnittsansicht eines Zylinderblockes des Beispiels der 16.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 stellt
einen Längsschnitt
einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch dar. In 1 sind ein
Einlasskanal 1 und ein Auslasskanal 2 in einem Oberteil
eines Zylinders angeordnet. Der Einlasskanal 1 wird zum
Zylinder über
ein Einlassventil 3 geleitet, und der Auslasskanal 2 wird
zum Zylinder über ein
Auslassventil 4 geleitet. Ein Kolben 5 ist im
Zylinder angeordnet, und ein ausgesparter Hohlraum 5a ist
in einer Oberseite des Kolbens 5 geformt. Eine Zündkerze 6 ist
im Wesentlichen im Zentrum eines Oberteiles einer Verbrennungskammer
angeordnet. Ein Kraftstoffeinspritzventil 7 zur direkten
Einspritzung des Kraftstoffes in den Zylinder vom Umfang des Oberteiles
des Zylinders ist angeordnet, wodurch der Einlasskanal 1 und
der Auslasskanal 2 umgegangen werden. Um die Verdampfung
des Kraftstoffes zu vermeiden, ist das Kraftstoffeinspritzventil 7 auf
der Seite des Einlassventils angeordnet, die wegen des Stroms der
Ansaugluft auf einer relativ niedrigen Temperatur ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 7 hat
eine schlitzartige Düsenbohrung
und spritzt Kraftstoff in Gestalt von einer seitwärts verlaufenden
Gebläse
mit einer geringen Dicke ein. Die Erfindung ist jedoch nicht auf
diese Einspritzventilstruktur begrenzt. D.h., das Kraftstoffeinspritzventil 7 kann
so ausgestaltet sein, dass Kraftstoff z.B. in Gestalt von einem
kreisförmigen
Kegel oder einer Säule
eingespritzt wird.
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Wenn
die Motorlast gering ist, spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 7 Kraftstoff
in der letzteren Hälfte
eines Verdichtungstaktes ein, so dass der Kraftstoff in den Hohlraum 5a,
der in der Oberseite des Kolbens 5 geformt ist, eingeführt wird.
Obwohl der Kraftstoff, der gerade eingespritzt worden ist, flüssig ist,
läuft er
entlang einer Unterseite des Hohlraums 5a weiter, und wird
bis zum Zeitpunkt der Einführung
in einen Bereich in der Umgebung von der Zündkerze 6 vergast
und verwandelt sich in ein brennbares Gemisch mit guter Entzündlichkeit
zu der Zeit der Zündung.
Indem das brennbares Gemisch auf diese Weise nur in der Umgebung
von der Zündkerze 6 geformt
wird, wird Schichtladungsverbrennung, die die Verbrennung mageres
Gemisches ermöglicht,
im Zylinder als Ganzes realisiert.
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Kraftstoffspritzen
in Gestalt von einer seitwärts
verlaufenden Gebläse
mit einer geringen Dicke dehnt sich in die Breiterichtung beim Weiterlaufen entlang
der Unterseite des Hohlraums 5a aus. Daher kann dieses
Kraftstoffspritzen Wärme
aus einem großen
Bereich der Unterseite des Hohlraums 5a effektiv aufnehmen.
Eine Seitenwand des Hohlraums 5a, die dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegensteht, ist in Gestalt von einem Bogen in einer Draufsicht.
Daher ist ein Zentralteil des Kraftstoffes, der sich in die Breiterichtung über die
Unterseite des Hohlraums 5a ausgedehnt hat, mit einer Geschwindigkeitskomponente nach
oben ausgestattet und läuft
zum Bereich in der Umgebung von der Zündkerze 6 weiter.
Beide Seitenteile des Kraftstoffes, die sich in die Breiterichtung über die
Unterseite des Hohlraums 5a ausgedehnt haben, stößen jeweils
mit der Seitenwand des Hohlraums 5a zusammen, die dem Kraftstoffeinspritzventil
spitzwinklig entgegensteht, sind mit Geschwindigkeitskomponenten
zum Zentrum sowie Geschwindigkeitskomponenten nach oben ausgestattet,
und laufen zum Bereich in der Umgebung von der Zündkerze 6 weiter.
Daher kann Kraftstoffspritzen in Gestalt von einer seitwärts verlaufenden
Gebläse
mit einer geringen Dicke ein brennbares Gemisch mit besseren Vergasungseigenschaften
in der Umgebung von der Zündkerze 6 im
Vergleich mit Kraftstoffspritzen in Gestalt von einem kreisförmigen Kegel
wie im Stand der Technik formen. Dadurch wird es möglich, eine
Kraftstoffeinspritzungsmenge zu der Zeit der Schichtladungsverbrennung
zu erhöhen
und einen Betätigungsbereich
der Schichtladungsverbrennung zur Seite hoher Last und hoher Drehzahl
im Vergleich mit dem Stand der Technik zu erweitern.
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Es
ist jedoch schwer, alle erforderliche Kraftstoffe in der letzteren
Hälfte
eines Verdichtungstaktes einzuspritzen, wenn der Motor auf einer
hohen Last ist und somit eine große Menge Kraftstoff benötigt. Daher
wird auf Schichtladungsverbrennung verzichtet und homogene Verbrennung
durchgeführt.
Bei homogener Verbrennung wird ein homogenes Gemisch, das im Zylinder
zu der Zeit der Zündung
geformt wird, gezündet
und verbrannt. Bei homogener Verbrennung wird Kraftstoff während eines
Ansaugtaktes eingespritzt, um das homogene Gemisch zu formen. Allerdings,
da eine große
Menge Kraftstoff eingespritzt wird, auch wenn Kraftstoff-Einspritzung in
der ersteren Hälfte
eines Ansaugtaktes gestartet wird, muss Kraftstoff-Einspritzung
bis die letztere Hälfte
des Ansaugtaktes dauern.
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Um
die vorstehend erwähnte
Schichtladungsverbrennung durchzuführen, ist das Kraftstoffeinspritzventil 7 dazu
ausgelegt, Kraftstoff diagonal nach unten einzuspritzen, so dass
Kraftstoff, der in der letzteren Hälfte eines Verdichtungstaktes
eingespritzt wird, in den Hohlraum 5a bei einer Kolbenposition
zu der Zeit der Einspritzung gerichtet wird. Daher stößt Kraftstoff,
der in der letzteren Hälfte
eines Ansaugtaktes eingespritzt wird, zu der Zeit homogener Verbrennung,
mit einem Zylinderbohrungsteil 10a, der der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils in einem Unterteil der Zylinderbohrung 10 entgegensteht,
zusammen, wie gezeigt mit einer abwechselnden langen und kurzen
gestrichelten Linie in 1. (Teil 10a ist hier
auch als der "Anschlagsteil" bezeichnet.)
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Ein
Teil des Kraftstoffes, der mit der Zylinderbohrung 10 zusammenstößt, haftet
an der Zylinderbohrung. Wenn die gesamte Zylinderbohrung 10 mit Kühlmittel
gekühlt
ist, wird der anhaftende Kraftstoff nicht genügend vergast, bleibt da, wo
er ist, und trägt nicht
zu Verbrennung bei. Daher ist es erforderlich, eine Menge Kraftstoff-Einspritzung
zu erhöhen,
um den anhaftenden Kraftstoff zu kompensieren. Dies hat Probleme
wie Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate und eine Erhöhung der
Reibungskraft zwischen der Zylinderbohrung 10 und dem Kolben 5 wegen
Verdünnung
des Motorenöls
durch den anhaftenden Kraftstoff zur Folge.
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Die
Erfindung soll solche Probleme angehen. In der ersten Ausführungsform,
die in 1 gezeigt ist, besteht ein Kühlmitteldurchgang zum Kühlen der
Zylinderbohrung 10 aus oberen Kühlmitteldurchgängen 11A, 11B in
der Umgebung von einem Oberteil der Zylinderbohrung und unteren
Kühlmitteldurchgängen 12A, 12B in
der Umgebung von einem Unterteil der Zylinderbohrung. Die unteren
Kühlmitteldurchgänge 12A, 12B sind
kleiner als die oberen Kühlmitteldurchgänge 11A, 11B in
Querschnitt.
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2 ist
ein Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge dieser
Ausführungsform.
Die Kühlmitteldurchgänge, die
in der Nähe
von der Zylinderbohrung 10 gezeigt sind, sind die oberen
Kühlmitteldurchgänge 11A, 11B,
und die Kühlmitteldurchgänge, die
von der Zylinderbohrung 10 entfernt gezeigt sind, sind
die unteren Kühlmitteldurchgänge 12A, 12B.
Eine Kühlmittelpumpe
P ist mit den oberen Kühlmitteldurchgängen 11A, 11B und
den unteren Kühlmitteldurchgängen 12A, 12B verbunden.
Kühlmittel,
das von der Kühlmittelpumpe
P gefördert
wird, wird im Wesentlichen gleichmäßig auf entgegenstehende Seiten
der Zylinderbohrung 10 mit Bezug auf die Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils verteilt. Dann, auf der Seite, die
der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, wird das Kühlmittel
auf den oberen Kühlmitteldurchgang 11A und
den unteren Kühlmitteldurchgang 12A verteilt. Auf
der Seite des Kraftstoffeinspritzventils wird das Kühlmittel
auf den oberen Kühlmitteldurchgang 11B und
den unteren Kühlmitteldurchgang 12B verteilt.
In dieser Ausführungsform
sowie später
beschriebenen Ausführungsformen
ist das Kraftstoffeinspritzventil 7 um den Oberteil des
Zylinders angeordnet. Somit wird die Gegenseite der Seite der Zylinderbohrung, die
der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, (d.h., die dem Anschlagsteil 10a gegenüberstehende
Seite) nachstehend als die Kraftstoffeinspritzventilseite bezeichnet.
Allerdings, dies begrenzt die Lage des Kraftstoffeinspritzventils 7 nicht
auf den Umfang des Oberteiles des Zylinders.
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Daher
fließt
Kühlmittel
jeweils durch die Kühlmitteldurchgänge, wie
mit Pfeilen in 2 gezeigt ist. Wie oben beschrieben
sind die unteren Kühlmitteldurchgänge 12A, 12B kleiner
als die oberen Kühlmitteldurchgänge 11A, 11B in
Querschnitt. Aus diesem Grunde ist die Menge des Kühlmittels, das
durch die unteren Kühlmitteldurchgänge 12A, 12B fließt, kleiner
als die Menge des Kühlmittels,
das durch die oberen Kühlmitteldurchgnäge 11A, 11B fließt.
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Daher
ist die Kühlleistung
für den
Unterteil der Zylinderbohrung 10 geringer als die Kühlleistung für den Oberteil
der Zylinderbohrung 10 nach einem Motorkühlsystem
dieser Ausführungsform.
Der Unterteil der Zylinderbohrung 10 wird nicht genügend gekühlt und
kommt bei einer hohen Temperatur an. Der Kraftstoff, der während der
letzteren Hälfte
eines Ansaugtaktes eingespritzt wird und der anfangs am Anschlagsteil 10a haftet,
der der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, wird effektiv vergast.
Dadurch wird es möglich,
die vorstehend erwähnten
Probleme der Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate und der
Verdünnung
des Motorenöls
zu lösen.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung eines Längsschnittes einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung. 4 ist ein Systemdiagramm der
Kühlmitteldurchgänge der zweiten
Ausführungsform.
Die Beschreibung der zweiten Ausführungsform wird darauf begrenzt,
was sich von der ersten Ausführungsform
verschieden. In dieser Ausführungsform
sind der oberen Kühlmitteldurchgang
und der unteren Kühlmitteldurchgang
auf der Kraftstoffeinspritzventilseite miteinander integriert, womit
ein kraftstoffeinspritzventilseitiger Kühlmitteldurchgang 13 geformt
wird. Auf der Seite, die der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, ist der unteren Kühlmitteldurchgang 12A kleiner
als der oberen Kühlmitteldurchgang 11A in Querschnitt.
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Wegen
solch einer Konstruktion ist die Menge des Kühlmittels, die durch den unteren
Kühlmitteldurchgang 12A fließt, geringer
als die Menge des Kühlmittels,
die durch den oberen Kühlmitteldurchgang 11A fließt, nur
auf der Seite, die der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht. Auf der Seite, die
der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, wird die Kühlleistung
für den
Unterteil der Zylinderbohrung 10 reduziert. Deshalb kann
der Kraftstoff, der während
der letzteren Hälfte
eines Ansaugtaktes eingespritzt wird und der anfangs am Anschlagsteil 10a haftet,
der der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, effektiv vergast werden.
Daher kann die zweite Ausführungsform
die Probleme der Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate und
der Verdünnung
des Motorenöls
lösen,
wie in der ersten Ausführungsform.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung eines Längsschnittes einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer dritten
Ausführungsform
der Erfindung. 6 zeigt ein Systemdiagramm der
Kühlmitteldurchgänge der dritten
Ausführungsform.
Die Beschreibung der dritten Ausführungsform wird darauf begrenzt,
was sich von der zweiten Ausführungsform
verschieden. In dieser Ausführungsform
gibt es keinen unteren Kühlmitteldurchgang
auf der Seite, die der Düsenbohrung des
Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht.
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Wegen
solch einer Konstruktion, auf der Seite, die der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, wird der Unterteil
der Zylinderbohrung 10 nicht zwangsweise gekühlt und
wird somit auf einer hohen Temperatur gehalten. Der Kraftstoff, der
während
der letzteren Hälfte
eines Ansaugtaktes eingespritzt wird und der anfangs am Anschlagsteil 10a haftet,
der der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, kann noch effektiver
vergast werden. Daher kann die dritte Ausführungsform die Probleme der
Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate und der Verdünnung des
Motorenöls
zuverlässiger
als die zweite Ausführungsform
lösen.
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7 zeigt
eine schematische Darstellung eines Längsschnittes einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer vierten
Ausführungsform
der Erfindung. 8 ist ein Systemdiagramm der
Kühlmitteldurchgänge der
vierten Ausführungsform.
Die Beschreibung der vierten Ausführungsform wird darauf begrenzt,
was sich von der dritten Ausführungsform
verschieden. In dieser Ausführungsform,
zusätzlich
zur Konstruktion, wobei es keinen unteren Kühlmitteldurchgang auf der Seite gibt,
die der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, wird eine adiabatische
Luftschicht 14 in der Umgebung vom Unterteil der Zylinderbohrung 10 geformt.
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Im
Allgemeinen wird ein Zylinderblock, in dem die Zylinderbohrung 10 geformt
ist, aus Metall hergestellt. Indem eine Luftschicht mit einer Wärmeübertragungsrate
versehen ist, die als Metall niedriger ist, kann der Anschlagsteil 10a in
der Zylinderbohrung 10, der der Düsenbohrung des Kraftstoffeinspritzventils
entgegensteht, auf einer höheren
Temperatur gehalten werden. Dadurch wird es möglich, den Kraftstoff, der
während
der letzteren Hälfte
eines Ansaugtaktes eingespritzt wird und der anfangs am Teil 10a haftet,
der der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, noch effektiver zu vergasen.
Daher kann die vierte Ausführungsform die
Probleme der Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate und der
Verdünnung
des Motorenöls
zuverlässiger
als die dritte Ausführungsform
lösen. Obwohl
in dieser Ausführungsform
die Luftschicht als eine adiabatische Schicht geformt wird, ist
es selbstverständlich,
dass andere gasförmige
Schichten, flüssige
Schichten oder solide Schichten mit einer Wärmeübertragungsrate, die als das
den Zylinderblock formende Metall niedriger ist, geformt werden können.
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9 zeigt
eine schematische Darstellung eines Längsschnittes einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer fünften Ausführungsform
der Erfindung. 10 ist ein Systemdiagramm der
Kühlmitteldurchgänge der fünften Ausführungsform.
Die Beschreibung der fünften
Ausführungsform
wird darauf begrenzt, was sich von der vierten Ausführungsform
verschieden. In dieser Ausführungsform,
auf der Seite, die der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, wird ein Auslassdurchgang 15 geformt
und funktioniert als Heizmittel in der Umgebung vom Unterteil der
Zylinderbohrung 10, statt der adiabatischen Schicht. Wie
mit einem Hohlpfeil in 10 gezeigt, fließt Abgas
durch den Auslassdurchgang 15.
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Der
Oberteil der Zylinderbohrung 10 wird dem Verbrennungsgas
bei einer äußerst hohen
Temperatur in der Anfangsstufe eines Verbrennungstaktes ausgesetzt
und daher kommt bei einer äußerst hohen
Temperatur an. Andererseits wird der Unterteil der Zylinderbohrung 10 nur
dem Verbrennungsgas in der letzteren Hälfte eines Verbrennungstaktes
ausgesetzt und daher kommt bei einer sehr hohen Temperatur nicht
an. Danach, wenn ein Ansaugtakt nach einem Auspufftakt beginnt,
kühlt Ansaugluft,
die in den Zylinder eingeführt
wird, auch die Zylinderbohrung 10. In der letzteren Hälfte eines
Ansaugtaktes ist die Temperatur des Unterteiles der Zylinderbohrung 10 niedriger
als Abgas, das gerade vom Zylinder gefördert wird.
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Daher,
wenn ein Auslassdurchgang in der Umgebung vom Unterteil der Zylinderbohrung 10 auf der
Seite, die der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, geformt ist, kann
der Anschlagsteil 10a, der der Düsenbohrung des Kraftstoffeinspritzventils
im Unterteil der Zylinderbohrung 10 entgegensteht, durch
Abgas, das gerade vom Zylinder gefördert wird und das bei einer
hohen Temperatur ist, geheizt werden. Ferner steigt daher die Temperatur
des Anschlagsteiles 10a, der der Düsenbohrung des Kraftstoffeinspritzventils
entgegensteht, und der Anschlagsteil 10a wird imstande,
anhaftender Kraftstoff fast sofort zu vergasen. Demzufolge kann
die fünfte
Ausführungsform
die Probleme der Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate und der
Verdünnung
des Motorenöls
zuverlässiger
lösen.
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Der
Auslassdurchgang 15 kann als ein Teil eines Hauptauslassdurchgangs
des Motors ausgelegt sein, wodurch Abgas dauernd fließt. In dieser Ausführungsform
ist der Auslassdurchgang 15 jedoch als ein Abzweigauslassdurchgang
ausgelegt, der von einem Hauptauslassdurchgang 16 über ein Steuerventil 17 abzweigt,
wie in 10 zu sehen ist. Zu der Zeit
der Schichtladungsverbrennung, welche die Heizung des Anschlagsteiles 10a nicht
benötigt, der
der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils in der Zylinderbohrung 10 entgegensteht,
wird das Steuerventil 17 geschlossen, so dass Abgas nicht durch
den Abzweigauslassdurchgang 15 fließt. Daher, zu der Zeit der
Schichtladungsverbrennung, ist der Anschlagsteil 10a, der
der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils in der Zylinderbohrung 10 entgegensteht,
bei fast gleicher Temperatur wie in der vierten Ausführungsform
gehalten, wobei die adiabatische Schicht geformt wird.
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Wie
oben beschrieben, ohne Rücksicht
darauf, ob Schichtladungsverbrennung oder homogene Verbrennung durchgeführt wird,
wird der Oberteil der Zylinderbohrung 10 dem Verbrennungsgas
bei einer äußerst hohen
Temperatur in der Anfangsstufe eines Verbrennungstaktes ausgesetzt
und somit kommt eine äußerst hohe
Temperatur an. Daher stellt das Motorkühlsystem der von ersten bis
fünften
Ausführungsformen
hohe Kühlleistung
für den
Oberteil der Zylinderbohrung 10 sicher, um Überhitzung
zu vermeiden. Andererseits wird der Unterteil der Zylinderbohrung 10 dem
Verbrennungsgas nur in der letzteren Hälfte eines Verbrennungstaktes
ausgesetzt und somit kommt eine sehr hohe Temperatur nicht an. Aus
diesem Grunde gibt es keine Möglichkeit, Überhitzung
aufzutreten, selbst wenn Kühlleistung
wie in der ersten und zweiten Ausführungsformen reduziert wird,
selbst wenn kein Kühlungsbetrieb
wie in der dritten Ausführungsform
durchgeführt
wird, selbst wenn die adiabatische Schicht wie in der vierten Ausführungsform
geformt wird, oder selbst wenn das Heizmittel wie in der fünften Ausführungsform
vorgesehen ist.
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Im
Hinblick auf Ansaugluftfüllungsgrad
hat das Innere des Zylinders vorzugsweise eine niedrige Temperatur.
Daher ist es von Vorteil, in der fünften Ausführungsform, einen unnötigen Heizungsbetrieb des
Anschlagsteiles 10a, der der Düsenbohrung des Kraftstoffeinspritzventils
in der Zylinderbohrung 10 entgegensteht, zu stoppen, wenn
Schichtladungsverbrennung durchgeführt wird. In den zweiten, dritten, vierten
und fünften
Ausführungsformen
wird hohe Kühlleistung
für den
Unterteil der Zylinderbohrung 10 auf der Kraftstoffeinspritzventilseite
sichergestellt. Deshalb kann die Verbesserung des Ansaugluftfüllungsgrades
effektiv erreicht werden, ohne Rücksicht darauf,
ob Schichtladungsverbrennung oder homogene Verbrennung durchgeführt wird.
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Andererseits,
im Unterteil der Zylinderbohrung 10, stimmt die Kühlleistung
auf der Kraftstoffeinspritzventilseite mit der Kühlleistung auf der zum Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite nicht überein.
Daher können
Phänomene
wie von Schwanken verursachte Entstellung eines Kolbenringes verursacht
werden. Um solche Phänomene
zu vermeiden, muss die Kühlleistung
für den
Unterteil der Zylinderbohrung 10 auf der Kraftstoffeinspritzventilseite
mit der Kühlleistung
für den
Unterteil der Zylinderbohrung 10 auf der zum Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite übereinstimmen.
Für diesen
Zweck, in der Umgebung vom Unterteil der Zylinderbohrung 10 auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite sowie auf der zum Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite kann der Kühlmitteldurchgang in der dritten
Ausführungsform
entfallen, kann eine adiabatische Schicht in der vierten Ausführungsform
geformt werden, und kann ein Auslassdurchgang in der fünften Ausführungsform
geformt werden.
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11 zeigt
eine schematische Darstellung eines Längsschnittes einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einer sechsten
Ausführungsform
der Erfindung. 12 ist ein Systemdiagramm der
Kühlmitteldurchgänge der sechsten
Ausführungsform.
In dieser Ausführungsform
sind die oberen Kühlmitteldurchgänge 11A, 11B und
unteren Kühlmitteldurchgänge 18A, 18B als Kühlmitteldurchgänge für Kühlung der
Zylinderbohrungen 10 vorgesehen. Die oberen Kühlmitteldurchgänge 11A, 11B und
die unteren Kühlmitteldurchgänge 18A, 18B sind
im Wesentlichen gleich in Querschnitt.
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Wie
aus dem Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge ersichtlich
ist, wird Kühlmittel,
das von der Kühlmittelpumpe
P gefördert
wird, im Wesentlichen gleichmäßig auf
die oberen Kühlmitteldurchgänge 11A, 11B und die
unteren Kühlmitteldurchgänge 18A, 18B über ein
Steuerventil 19 verteilt. Danach ist das Kühlmittel
jeweils auf die Kraftstoffeinspritzventilseite und die zum Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite verteilt. Daher, zu der Zeit der Schichtladungsverbrennung,
fließt
eine im Wesentlichen gleichmäßige Menge
des Kühlmittels
jeweils durch die Kühlmitteldurchgänge 11A, 11B, 18A und 18B.
Dabei werden die Ober- und Unterteile der Zylinderbohrung 10 effektiv
gekühlt.
D.h., die gesamte Zylinderbohrung 10 wird effektiv gekühlt und
die Temperatur des Inneres des Zylinders sinkt. Demzufolge ist es
möglich,
Schichtladungsverbrennung mit hohem Ansaugluftfüllungsgrad zu realisieren.
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Zu
der Zeit homogener Verbrennung wird der Öffnungsgrad des Steuerventils 19 reduziert,
so dass die Menge des Kühlmittels,
das durch die unteren Kühlmitteldurchgänge 18A, 18B fließt, reduziert
wird. Daher wird die Kühlleistung
für den
Unterteil der Zylinderbohrung 10 niedriger als die Kühlleistung
für den
Oberteil der Zylinderbohrung 10 gemacht. Deshalb wird der
Unterteil der Zylinderbohrung 10 nicht genügend gekühlt und
somit kommt bei einer hohen Temperatur an. Demzufolge wird Kraftstoff,
das während
der letzteren Hälfte
eines Ansaugtaktes eingespritzt wird, und das anfangs am Anschlagsteil 10a haftet,
der der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, effektiv vergast,
wodurch es möglich
wird, die vorstehend erwähnten
Probleme der Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate und der
Verdünnung
des Motorenöls
zu lösen.
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13 zeigt
eine schematische Darstellung eines Längsschnittes einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einem nicht
durch die Patentansprüche
gedeckten Beispiel. 14 ist ein Systemdiagramm der
Kühlmitteldurchgänge des
Beispiels der 13. In diesem Beispiel sind
ein Kühlmitteldurchgang 20A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite und ein Kühlmitteldurchgang 20B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite als Kühlmitteldurchgänge für Kühlung der Zylinderbohrungen 10 vorgesehen.
Die Kühlmitteldurchgänge 20A, 20B sind
im Wesentlichen gleich in Querschnitt.
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Wie
aus dem Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge ersichtlich
ist, wird Kühlmittel,
das von der Kühlmittelpumpe
P gefördert
wird, im Wesentlichen gleichmäßig auf
den Kühlmitteldurchgang 20B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite und den Kühlmitteldurchgang 20A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite über ein
Steuerventil 21 verteilt. Daher, zu der Zeit der Schichtladungsverbrennung,
fließt
eine im Wesentlichen gleichmäßige Menge
des Kühlmittels
jeweils durch die Kühlmitteldurchgänge 20A, 20B.
Dabei wird die Zylinderbohrung 10 sowohl auf der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden
Seite als auch auf der Kraftstoffeinspritzventilseite effektiv gekühlt. D.h.,
die gesamte Zylinderbohrung 10 wird effektiv gekühlt und
die Temperatur des Inneres des Zylinders sinkt. Demzufolge ist es
möglich,
Schichtladungsverbrennung mit hohem Ansaugluftfüllungsgrad zu realisieren.
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Zu
der Zeit homogener Verbrennung wird der Öffnungsgrad des Steuerventils 21 reduziert,
so dass die Menge des Kühlmittels,
das durch die Kühlmitteldurchgänge 20A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite fließt, reduziert
wird. Daher wird die Kühlleistung
für die
Zylinderbohrung 10 auf der dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite niedriger als die Kühlleistung für die Zylinderbohrung 10 auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite gemacht. Deshalb wird die Zylinderbohrung 10 auf der
dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite nicht genügend gekühlt und
somit kommt bei einer hohen Temperatur an. Demzufolge wird Kraftstoff,
das während
der letzteren Hälfte
eines Ansaugtaktes eingespritzt wird, und das anfangs am Anschlagsteil 10a haftet,
der der Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils entgegensteht, effektiv vergast,
wodurch es möglich
wird, die vorstehend erwähnten
Probleme der Verschlechterung der Kraftstoffverbrauchsrate und der
Verdünnung
des Motorenöls
zu lösen.
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In
diesem Beispiel, zu der Zeit homogener Verbrennung, wird die Kühlleistung
für den
Oberteil der Zylinderbohrung 10 auf der dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite reduziert. Deshalb wird der Oberteil der
Zylinderbohrung 10, der bei einer äußerst hohen Temperatur ankommt,
nicht genügend
gekühlt.
Wie oben beschrieben ist, ist genügende Kühlleistung zu der Zeit der
Schichtladungsverbrennung sichergestellt. Dies bedeutet nicht, dass die
Kühlleistung
immer ungenügend
ist. Daher gibt es keine Möglichkeit
des Auftretens der Überhitzung.
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15 ist
eine Querschnittsansicht einer spezifischen Struktur eines Zylinderblockes
gemäß diesem
Beispiel. In 15 sind der Kühlmitteldurchgang 20A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite und der
Kühlmitteldurchgang 20B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite miteinander integriert, um einen
Zylinderbohrungen 10, die aufeinander ausgerichtet sind,
umfangenen Raum zu definieren. In diesem Raum ist ein Eingang 22 für Kühlmittel
an einem Ende geformt, und ist ein Ausgang 23 für Kühlmittel
an dem anderen Ende geformt. Ein Längsventilkörper 21, der als ein
Steuerventil ausgelegt ist, das den Raum auf der dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite schließen
kann, ist in der Umgebung vom Eingang 22 angeordnet. Eine
Betätigungswelle 21a des
Längsventilkörpers 21 geht
durch den Zylinderblock auswärts wasserdicht
durch und ist mit einer Membran 21b verbunden, die als
ein Stellglied funktioniert. Daher, wenn der Längsventilkörper 21 den Kühlmitteldurchgang 20A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite wie gezeigt
in 15 schließt, stagniert
Kühlmittel
im Kühlmitteldurchgang 20A auf der
dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite, wodurch es
möglich
wird, die Kühlleistung
erheblich zu reduzieren.
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Wenn
die Höhe
des Längsventilkörpers reduziert
wird, so dass nur ein Unterteil des Raums auf der dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite geschlossen wird, ist es möglich, Kühlmittel
nur im Unterteil des Kühlmitteldurchganges 20A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite zu stagnieren.
Daher ist es möglich,
den Oberteil der Zylinderbohrung 10 zu der Zeit homogener
Verbrennung genügend
zu kühlen.
Natürlich,
auch wenn der Längsventilkörper 21 die
Gänze oder
den Unterteil des Kühlmitteldurchganges 20A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite nicht
schließt,
wenn der Kühlmitteldurchgang 20A in Querschnitt
durch den Längsventilkörper 21 reduziert wird,
nimmt die Kühlleistung
für die
Gänze oder
den Unterteil der Zylinderbohrung 10 auf der dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite ab. Demzufolge ist es möglich, Vergasung anhaftendes Kraftstoffes
zu unterstützen.
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In
diesem Beispiel, da die Anzahl der Kühlmitteldurchgänge klein
ist, kann die gesamte Struktur vereinfacht werden. Selbstverständlich kann
eine Zwischenwand zwischen dem Oberteil und dem Unterteil der Zylinderbohrung 10 vorgesehen
sein, so dass Kühlmittel
ständig
auf der Kraftstoffeinspritzventilseite und der dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite im Oberteil fließt und dass der Oberteil genügend gekühlt wird.
Der Unterteil kann auch exklusiv aufgebaut, wie in 15 gezeigt
ist, so dass der Kühlmitteldurchgang
auf der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite geschlossen
wird oder in Querschnitt durch den Längsventilkörper zu der Zeit homogener
Verbrennung reduziert wird. Da diese Konstruktion nicht nur effective
Vergasung anhaftendes Kraftstoffes zu der Zeit homogenen Verbrennung
erzielt, sondern auch die Oberteile der jeweiligen Zylinderbohrungen 10 ständig und
genügend
kühlt,
kann das Auftreten der Überhitzung
zuverlässiger
vermieden werden.
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16 zeigt
eine schematische Darstellung eines Längsschnittes einer Funkenzündung-Brennkraftmaschine
mit Direkteinspritzung gemäß einem weiteren
auch nicht durch die Patentansprüchen
gedeckten Beispiel. 17 ist ein Systemdiagramm der
Kühlmitteldurchgänge des
Beispiels der 16. In diesem Beispiel sind
ein Kühlmitteldurchgang 24A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite und ein
Kühlmitteldurchgang 24B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite als Kühlmitteldurchgänge für Kühlung der
Zylinderbohrungen 10 vorgesehen. Die Kühlmitteldurchgänge 24A, 24B sind
im Wesentlichen gleich in Querschnitt. Der Kühlmitteldurchgang 24A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite und der
Kühlmitteldurchgang 24B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite setzen sich miteinander über Verbindungsdurchgänge 25 in
Verbindung, jeder derer zwischen zwei benachbarten der Zylinderbohrungen
verlaufen. Ein Steuerventil 26, das während einer homogenen Verbrennungsperiode
geschlossen ist, ist in jedem Verbindungsdurchgang 25 angeordnet.
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Wie
aus dem Systemdiagramm der Kühlmitteldurchgänge ersichtlich
ist, fließt
Kühlmittel,
das von der Kühlmittelpumpe
P gefördert
wird, erst durch den Kühlmitteldurchgang 24B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite und dann fließt durch den Kühlmitteldurchgang 24A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite. Daher,
zu der Zeit homogener Verbrennung fließt Kühlmittel, das durch den Kühlmitteldurchgang 24B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite geflossen hat, das die jeweiligen
Zylinderbohrungen auf der Kraftstoffeinspritzventilseite gekühlt hat,
und das bei einer hohen Temperatur angekommen ist, durch den Kühlmitteldurchgang 24A auf der
dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite. Demzufolge
sind die jeweiligen Zylinderbohrungen 10 auf der dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite nicht genügend gekühlt, und anhaftender Kraftstoff
kann effektiv vergast werden.
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Zu
der Zeit der Schichtladungsverbrennung werden die Steuerventile 26 geöffnet, so
dass Kühlmittel
vom Kühlmitteldurchgang 24B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite zum Kühlmitteldurchgang 24A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite durch
die Verbindungsdurchgänge 25,
wie gezeigt mit punktierten Linien, fließt. Wenn eine der Zylinderbohrungen 10 in
der Nähe
von der Kühlmittelpumpe
P angeordnet ist, kühlt
Kühlmittel, das
nur eine kleine Anzahl von Zylinderbohrungen 10 gekühlt hat,
jene Zylinderbohrung 10 auf der dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite. Daher wird genügende Kühlleistung sichergestellt, und
ist möglich,
Schichtladungsverbrennung mit hohem Ansaugluftfüllungsgrad zu realisieren.
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In
Bezug auf die Zylinderbohrung 10, die am weitesten von
der Kühlmittelpumpe
P gelegt ist, bleibt die Temperatur des Kühlmittels für Kühlung der dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite im Wesentlichen unverändert, ohne Rücksicht
darauf, ob homogene Verbrennung oder Schichtladungsverbrennung durchgeführt wird.
In Bezug auf die Zylinderbohrung 10, die am nähesten zur
Kühlmittelpumpe
P gelegt ist, zu der Zeit der homogenen Verbrennung fließt Kühlmittel
jedoch, das alle Zylinderbohrungen 10 auf der Kraftstoffeinspritzventilseite
gekühlt
hat, das die anderen Zylinderbohrungen 10 auf der dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite gekühlt
hat, und das bei einer beträchtlich
hohen Temperatur angekommen ist, in die Umgebung von der dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Seite. Ungenügende
Kühlung
ermöglicht
daher effektive Vergasung des anhaftenden Kraftstoffes zu der Zeit
homogener Verbrennung. Zu der Zeit der Schichtladungsverbrennung
fließt
Kühlmittel,
das nur die Zylinderbohrungen auf der Kraftstoffeinspritzventilseite
gekühlt
hat, und das auf einer niedrigen Temperatur ist, in die Umgebung
von der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite, wodurch
die Zylinderbohrungen effektiv gekühlt werden. Daher, je näher die
Zylinderbohrungen 10 zur Kühlmittelpumpe P gelegt sind,
desto effektiver können
die Kühlungsbetrieb
zu der Zeit der Schichtladungsverbrennung und die Vergasung des
anhaftenden Kraftstoffes zu der Zeit homogener Verbrennung erzielt
werden.
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18 ist
eine Querschnittsansicht einer spezifischen Struktur eines Zylinderblockes
gemäß diesem
Beispiel. In 18 sind der Kühlmitteldurchgang 24A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite und der
Kühlmitteldurchgang 24B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite miteinander integriert, um einen
Zylinderbohrungen 10, die aufeinander ausgerichtet sind,
umfangenen Raum zu definieren. Ein Eingang 27 für Kühlmittel
ist an einem Ende des Kühlmitteldurchganges 24B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite geformt. Eine Zwischenwand 28,
die den Kühlmitteldurchgang 24B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite vom Kühlmitteldurchgang 24A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite trennt,
ist in der Umgebung vom Eingang 27 vorgesehen. Ein Ausgang 29 für Kühlmittel ist
in der Umgebung von der Zwischenwand 28 im Kühlmitteldurchgang 24A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite geformt.
Der Kühlmitteldurchgang 24B auf
der Kraftstoffeinspritzventilseite und der Kühlmitteldurchgang 24A auf
der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite setzen
sich miteinander über
die Verbindungsdurchgänge 25 in
Verbindung. Ein klappenventilartiges Steuerventil 26 ist
in jedem der Verbindungsdurchgänge 25 angeordnet.
Ein Schrittmotor oder ähnliches
kann als Stellglied für
das Steuerventil verwendet werden.
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Wenn
die Steuerventile 26 geschlossen werden, wie gezeigt in 18,
kommt Kühlmittel,
das an den Zylinderbohrungen 10 auf der den Kraftstoffeinspritzventilen
entgegenstehenden Seite vorbeifließen, bei einer hohen Temperatur
an. Daher, ungenügende
Kühlung
ermöglicht
effektive Vergasung des Kraftstoffes, der am dem Kraftstoffeinspritzventil
entgegenstehenden Teil in jeder der Zylinderbohrungen 10 gehaftet
hat. Wenn die Steuerventile 26 geöffnet wird, kann die Zylinderbohrung 10,
die zum Eingang 27 für
Kühlmittel
näher gelegt
ist, auf der dem Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite
durch Kühlmittel
bei einer niedrigeren Temperatur gekühlt. Daher wird es möglich, eine
Temperatur im Zylinder zu reduzieren.
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In
diesem Beispiel wird vorzugsweise mehrere Verbindungsdurchgänge 25 und
Steuerventile 26 zwischen zwei benachbarten der Zylinderbohrungen
in der Höhenrichtung
geformt, um Reduzierung einer Temperatur im Zylinder zu der Zeit
der Schichtladungsverbrennung sicherzustellen.
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In
diesem Beispiel kann die gesamte Struktur vereinfacht werden, da
die Anzahl von Kühlmitteldurchgängen klein
ist. Selbstverständlich
kann die folgende Konstruktion eingeführt werden. Eine Zwischenwand
ist zwischen dem Oberteil und dem Unterteil jeder der Zylinderbohrungen 10 vorgesehen. Kein
Steuerventil ist im Oberteil vorgesehen. Der Kühlmitteldurchgang auf der dem
Kraftstoffeinspritzventil entgegenstehenden Seite und der Kühlmitteldurchgang
auf der Kraftstoffeinspritzventilseite setzen sich miteinander über die
Verbindungsdurchgänge
ständig
in Verbindung, wobei sie zwischen zwei benachbarten der Zylinderbohrungen
verlaufen, so dass die Oberteile der Zylinderbohrungen 10 genügend gekühlt werden.
Der Unterteil ist exklusiv aufgebaut, wie gezeigt in 18,
und die Steuerventile 26 wird zu der Zeit homogener Verbrennung
geschlossen. Diese Konstruktion nicht nur erzielt effektive Vergasung
anhaftendes Kraftstoffes zu der Zeit homogener Verbrennung, sondern
auch kühlt
die Oberteile der Zylinderbohrungen 10 genügend und
ständig. Daher
kann das Auftreten der Überhitzung
zuverlässiger
vermieden werden.
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In
den Beispielen der 13 und 16 wird
die gesamte Kühlleistung
für die
Kraftstoffeinspritzventilseite der Zylinderbohrung 10 zu
der Zeit homogener Verbrennung reduziert. Daher ist es nicht besonders
erforderlich, dass die Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils, das benutzt wird, auf den Unterteil
der Zylinderbohrung 10 gerichtet wird. Z.B., die Düsenbohrung
des Kraftstoffeinspritzventils kann auf den Oberteil der Zylinderbohrung
gerichtet werden, so dass brennbares Gemisch in der Umgebung von
der Zündkerze
zu der Zeit der Schichtladungsverbrennung unmittelbar geformt wird,
ohne den Hohlraum in der Oberseite des Kolbens zu nutzen.
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Obwohl
der Motorkühler
Kühlmittel
in allen der vorstehend erwähnten
Ausführungsformen
verwendet, wird der Rahmen der Erfindung dadurch nicht begrenzt.
Z.B., andere Kühlflüssigkeiten
wie Öl kann
auch verwendet werden. In den ersten bis fünften Ausführungsformen bleibt die Kühlleistung
des Motorkühlers
unverändert,
ohne Rücksicht
darauf, ob Schichtladungsverbrennung oder homogene Verbrennung durchgeführt wird.
Daher kann Kühlrippen als
Motorkühlungsmitteln
vorgesehen sein. Die Kühlrippen
können
auch in Größe oder
Anzahl variiert werden, um einen Unterschied in Kühlleistung
zu machen, wie oben beschrieben.
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Die
Erfindung ist anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, wobei
jedoch verständlich
ist, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen
oder Konstruktionen begrenzt ist. Im Gegenteil soll die Erfindung
verschiedene Änderungen
mit umfassen. Ferner, während
die verschiedenen Bauteile der Erfindung in verschiedenen beispielhaften
Kombinationen und Anordnungen gezeigt sind, können andere Kombinationen und
Anordnungen, einschließlich
mehrerer oder weniger oder nur einer einzigen Ausführungsform, ebenfalls
mit in der Erfindung wie beansprucht liegen.