DE68909391T2 - Zweitaktverbrennungsmotor. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf eine Zweitakt-Brennkraftmaschine nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
• In einer Zweitakt-Brennkraftmaschine gibt es eine Zeitspanne, während welcher sowohl die Einlaßöffnung als auch die Auslaßöffnung offen sind. Deshalb tritt die Erscheinung auf, wobei der in die Zylinder eingeführte Kraftstoff in die Auslaßöffnung in unverbranntem Zustand ausgestoßen wird, d.h., es tritt ein sog. "Durchblasen" auf. Wenn das Durchblasen auftritt, entstehen die Probleme einer Verschlechterung im Grad des Kraftstoffverbrauchs, eines Anstiegs in der Emission von toxischem Abgas usw., weshalb es notwendig ist, ein solches Durchblasen zu vermindern. Zu diesem Zweck ist es möglich, ein Kraftstoff-Einspritzventil vorzusehen, um direkt Kraftstoff in den Zylinder einzuspritzen, und die zeitliche Steuerung der Kraftstoffeinspritzung durch das Kraftstoff-Einspritzventil zu verzögern, so daß das Durchblasen vermindert wird.
• Jedoch ist es im Fall einer direkten Kraftstoffeinspritzung in einen Zylinder nicht möglich, in ausreichender Weise den Kraftstoff durch die Strömung der Ansaugluft zu verteilen und zu zerstäuben, wie das bei Einspritzen von Kraftstoff in eine Ansaugöffnung der Fall ist. ferner ist es nicht möglich, wenn der Kraftstoff-Einspritzzeitpuntk verzögert wird, den Kraftstoff ausreichend zu verdampfen, weil die Zeit vom Einspritzen des Kraftstoffs bis zur Zündung kürzer wird. Deshalb erhebt sich das Problem, daß eine gute Zündung und Verbrennung nicht erlangt werden können.
• Als eine Gegenmaßnahme offenbart die Japanische Veröffentlichung Nr. 63-50032 eine Zweitakt-Brennkraftmaschine, die eine Ansaugöffnung und eine Auspufföffnung an der inneren peripheren Seitenfläche des Zylinders hat, um eine direkte Kraftstoffeinspritzung in den Zylinder zu ermöglichen, wobei bei dieser Zweitakt-Brennkraftmaschine wenigstens 80 Prozent der Kraftstoff-Einspritzmenge eingespritzt werden, bevor die Auspufföffnung wihrend eines Betriebs der Maschine mit hoher Last geschlossen wird, um die Verteilung und Zerstäubung des Kraftstoffs im Hochlast-Motorbetrieb zu verbessern.
• Bei einer solchen Zweitakt-Brennkraftmaschine wird jedoch versucht, die Verteilung und Zerstäubung des Kraftstoffs allein durch Verlängern der Zeit vom Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder bis zu seiner Zündung zu verbessern, weshalb die Verteilung des Kraftstoffs und die Zerstäubung sowie Verdampfung des Kraftstoffs noch immer unzureichend sind und es deshalb nicht möglich ist, eine ausgezeichnete Zündung und Verbrennung zu erhalten.
• Gemäß der Schrift DE-A-3 143 402 wird eine gattungsbildende Zweitakt-Brennkraftmaschine offenbart, in deren Fall erzielt werden soll, daß im Zusammenwirken des Einlaßventils mit den dieses umgebenden Wänden und mit dem Brennraum ein Ansaugluftstrahl und ein Ansauggemischstrahl jeweils erzeugt werden, die das Zylindervolumen durchdringen. Zu diesem Zweck wird der Verschlußkörper des Einlaßventils so ausgestaltet, daß er eine ringdüsenförmige Einlaßöffnung in Gegenüberlage zu den umgebenden Wänden des Ansaugkanals und eine Brennraumaussparung in Reihe mit dem Zylindervolumen bildet. Jedoch ist es durch diese Konstruktion noch immer nicht möglich, eine ausreichende Verteilung des Kraftstoffs, d.h. eine hinreichende Zerstäubung und Verdampfung des Kraftstoffs, zu erreichen. Deshalb ist es nicht möglich, die angestrebte ausgezeichnete Zündung und Verbrennung zu erlangen.
• Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zweitakt- Brennkraftmaschine zu schaffen, die eine Zündung des Kraftstoffs ohne Schwierigkeiten und eine ausgezeichnete Verbrennung nach einer Zündung ermöglicht.
• Dieses Ziel wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definierten Merkmale erreicht. Gemäß diesen Merkmalen schließt eine Abschirmeinrichtung die Öffnung zwischen der Umfangskante des Ansaugventils und demjenigen Teil des Ventilsitzes, der auf der Seite des Auspuffventils liegt, wobei die Kraftstoffeinspritzung von der Kraftstoff- Einspritzeinrichtung zum Zylinder durch eine Steuereinrichtung gesteuert wird, die das Einspritzen von Kraftstoff von der Kraftstoff-Einspritzeinric;htung zum Zylinder einleitet, wenn das Ansaugventil sich öffnet.
• Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 18 herausgestellt.
• Im folgenden wird die Erfindung weiter durch Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert.
• Fig. 1 ist eine Seitenansicht im Schnitt einer Zweitakt- Brennkraftmaschine einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung;
• Fig. 2 ist eine Ansicht, die die Innenwandfläche des Zylinderkopfes von Fig. 1 zeigt;
• Fig. 3 ist eine schematische Perspektivdarstellung nach dem Pfeil III in der Fig. 1;
• Fig. 4 ist eine schematische Perspektivdarstellung nach dem Pfeil IV in der Fig. 1;
• Fig. 5 ist ein Diagramm der Öffnungszeitspanne usw. des Einlaß- sowie Auslaßventils und eines Luftblasventils;
• Fig. 6 ist eine Ansicht des Zustandes der Kraftstoffzerstäubung in einem Brennraum;
• Fig. 7 ist eine Seitenansicht im Schnitt einer Zweitakt- Brennkraftmaschine einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung;
• Fig. 8 ist eine Ansicht, die die Zylinderkopf-Innenwandfläche der Fig. 7 zeigt;
• Fig. 9 und Fig. 10 sind schematische Darstlellungen eines Umschaltventils;
• Fig. 11 ist ein Diagramm der Öffnungszeitspanne usw. des Einlaß- sowie Auslaßventils und des Luftblasventils im Niedriglastbetrieb;
• Fig. 12 ist eine Ansicht des Zustandes der Kraftstoffzerstäubung in einem Brennraum in einem Niedriglastbetrieb;
• Fig. 13 ist ein Diagramm der Öffnungszeitspanne usw. des Einlaß- sowie Auslaßventils und des Luftblasventils im Hochlastbetrieb;
• Fig. 14 ist eine Ansicht des Zustandes der Kraftstoffzerstäubung in einem Brennraum im Hochlastbetrieb;
• Fig. 15 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen der Last und dem Zeitpunkt, da die Kraftstoffeinspritzung beendet wird.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis Fig. 4 wird eine Erläuterung der ersten Ausführungsform gegeben. Die Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen einen Zylinderblock 1, einen sich in dem Zylinderblock 1 hin- und herbewegenden Kolben 2, einen am Zylinderblock 1 befestigten Zylinderkopf 3 und einen Brennraum 4, der zwischen der Innenwandfläche 3a des Zylinderkopfes 3 und der Kopffläche des. Kolbens 2 ausgebildet ist. An der Innenwandfläche 3a des Zylinderkopfes ist eine Vertiefung 5 ausgestaltet, und ein Paar von Einlaßventilen 6 wird an dem Innenwandflächenteil 3b des Zylinderkopfes, das die Bodenwandfläche der Vertiefung 5 bildet, angeordnet. Andererseits ist das Zylinderkopf-Innenwandflächenteil 3c außerhalb der Vertiefung 5 im wesentlichen flach. Am Zylinderkopf-Innenwandflächenteil 3c ist ein Paar von Auslaßventilen 7 angeordnet. Das Zylinderkopf-Innenwandflächenteil 3b und das Zylinderkopf-Innenwandflächenteil 3c sind untereinander durch die Umfangswand 8 der Vertiefung 5 verbunden. Diese Umfangswand 8 wird von einem Paar von Abdeckwänden 8a, die sich im Bogen längs der Umfangsränder der Einlaßventile 6 erstrecken, durch eine Frischluft-Leitwand 8b, die zwischen den Einlaßventilen 6 angeordnet ist, und durch ein Paar von Frischluft-Leitwänden 8c, die zwischen dem umlaufenden Rand der Zylinderkopf-Innenwandfläche 3a und den Einlaßventilen 6 angeordnet sind, gebildet. Die Abdeckwände 8a erstrecken sich zum Brennraum 4 hin weiter abwärts als die Einlaßventile 6 in der maximalen Hubposition, wie in Fig. 1 durch gestrichelte Linien gezeigt ist. Deshalb wird die Öffnung zwischen den Umfangsrändern der Einlaßventile 6 und den Ventilsitzen 9, die auf der Seite der Auslaßventile 7 angeordnet sind, durch die Abdeckwände 8a für die gesamte Öffnungszeitspanne der Einlaßventile 6 verschlossen. Ferner ist das Paar von Frischluft-Leitwänden 8c im wesentlichen in derselben Ebene angeordnet. Darüber hinaus erstrecken sich die Frischluft-Leitwände 8b und 8c im wesentlichen parallel zu der die Zentren der zwei Einlaßventile 6 verbindenden Linie. Auch erstrecken sich bei der in den Fig. 1 bis Fig.4 gezeigten Ausführungsform die beiden Frischluft-Leitwände 8c zur Bodenwandfläche der Zylinderkopf-Innenwandfläche 3a. Das bedeutet, daß die Bodenwandfläche der Zylinderkopf-Innenwandfläche 3a ein Paar von Bodenwandflächenteilen 3d hat, die in einer U-Form zum Brennraum 4 hin vorragen, und die Frischluft-Leitwände 8c sich von den Zylinderkopf-Innenwandflächenteilen 3b zu diesen Bodenwandflächenteilen 3d erstrekken. Deshalb sind die Frischluft-Leitwände 8c höher als sogar die Abdeckwände 8a. Andererseits haben die an den Frischluft-Leitwänden 8c angeordneten Abdeckwände 8a Ansätze 8d, die sich bis zu den Bodenwandflächenteilen 3d erstrecken, wobei diese Ansätze 8d ebenfalls die Frischluft-Leitwände bilden. Wie aus der Fig. 3 verständlich wird, krümmen sich die Frischluft-Leitwände 8d und erstrecken sich zu den Frischluft-Leitwänden 8c, wobei die Höhe der Frischluft- Leitwände 8d höher wird, je mehr sie sich den Frischluft- Leitwänden 8c nähern. Wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt ist, sind des weiteren Abgas-Leitwände 8e an der den Frischluft- Leitwänden 8c gegenüberliegenden Seite ausgebildet. Die Abgas-Leitwände 8e umfassen gekrümmte Flächen,die sich von dem Zylinderkopf-Innenwandflächenteil 3c zu den Bodenwandflächenteilen 3d erstrecken.
• Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist am Zylinderkopf-Innenwandflächenteil 3c eine Zündkerze 10 so angeordnet, daß sie in der Mitte der Zylinderkopf-Innenwandfläche 3a liegt. Mit Bezug auf die Auslaßventile 7 sind keine Abschirmwände vorgesehen, um die Öffnungen zwischen den Auslaßventilen 7 und den Ventilsitzen 11 abzudecken. Wenn die Auslaßventile 7 öffnen, so öffnen deshalb die zwischen den Auslaßventilen 7 und den Ventilsitzen 11 ausgebildeten Öffnungen gänzlich zum Inneren des Brennraumes 4.
• Im Zylinderkopf 3 sind Ansaugkanäle 12, die den Einlaßventilen 6 entsprechen, und Auspuffkanäle 13, die den Auslaßventilen 7 entsprechen, ausgebildet. Ferner ist an den peripheren Seitenteilen des Zylinderkopf-Innenwandteils 3b unter dem Paar von Einlaßventilen 6 ein Luftblasventil 14 angeordnet, das Kraftstoff zusammen mit Druckluft injiziert. Dieses Luftblasventil 14 ist an seinem Endstück mit einem Druckluftkanal 16, der eine Düsenöffnung 15 bildet sowie im wesentlichen gerade verläuft, mit einem Auf-Zu-Regelorgan 17, das sich im Druckluftkanal 16 erstreckt und eine Regelung zum Öffnen und Schließen der Düsenöffnung 15 ausführt, mit einem Stellantrieb 18 für eine elektromagnetische Betätigung des Auf-Zu-Regelorgans 17, mit einem Druckluftkanal 19, der vom Druckluftkanal 16 abzweigt, und mit einer Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung 20, die Kraftstoff in den Innenraum des Druckluftkanals 19 einführt, versehen. Der Druckluftkanal 19 ist an eine motorgetriebene Luftpumpe 21 angeschlossen, so daß die Druckluftkanäle 16 und 19 mit Druckluft gefüllt sind. Der Stellantrieb 18 und die Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung 20 werden von einem elektronischen Steuergerät (ECU) 30 auf der Grundlage von Ausgangssignalen eines Luftmengenmessers 31 und eines Kurbelwinkelfühlers 32 gesteuert.
• Gemäß der Fig. 2 ist das Luftblasventil 14 so angeordnet, daß es Kraftstoff längs einer Einspritz-Achslinie K einspritzt, die zur vertikalen Ebene P parallel ist, welche durch die Zentren O&sub1; und O&sub2; eines Einlaßventils 6 und eines Auslaßventils 7, die auf gegenüberliegenden Seiten einer Abdeckwand 8a angeordnet sind, verläuft-. Die Einspritz-Achslinie K hat einen solchen Verlauf, daß sie durch die wahre Mitte des Paares von Einlaßventilen 6 und der Zündkerze 10 hindurchgeht. Ferner ist, wie in Fig. 6 gezeigt ist, die Einspritz-Achslinie K so gelegt, daß sie im wesentlichen zum Zylinderkopf-Innenwandflächenteil 3c parallel ist.
• Die Fig. 5 zeigt die Öffnungszeitspanne der Einlaßventile 6 sowie Auslaßventile 7 und die Öffnugnszeitspanne des Luftblasventils 14. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, öffnen die Auslaßventile 7 vor den Einlaßventilen 6 und schließen die Auslaßventile 7 vor den Einlaßventilen 6. Ferner wird von der Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung 20 Kraftstoff in den Innenraum des Druckluftkanals 19 kurz nach dem oberen Totpunkt eingeführt. Das Auf-Zu-Regelorgan 17, d.h. das Luftblasventil 14, wird geöffnet, ein wenig bevor-der untere Totpunkt durchlaufen wird und die Auslaßventile 7 schließen. Zu dieser Zeit wird zusammen mit der Druckluft Kraftstoff in den Brennraum 4 eingespritzt.
• Wie die Fig. 6 zeigt, fließt, wenn der Kolben 2 abwärtsgeht und die Auslaßventile 7 öffnen, das Hochdruck-Abgas im Brennraum 4 rapid in die Auspuffkanäle 13 ab und nimmt der Druck im Brennraum 4 drastisch ab. Wenn dann die Einlaßventile 6 öffnen, strömt Frischluft von den Ansaugkanälen 12 in den Brennraum 4, jedoch wird, weil die Abdeckwände 8a für die Öffnungen der Einlaßventile 6 vorhanden sind, im wesentlichen die gesamte Frischluft in den Brennraum 4 von der Öffnung der Einlaßventile 6 auf der den Abdeckwänden 8a gegenüberliegenden Seite strömen, wie durch den Pfeil N gezeigt ist. Hierauf geht die Frischluft längs der Zylinder-Innenwandfläche unter den Einlaßventilen 6 nach unten, wie durch den Pfeil S gezeigt ist, sie geht dann quer über die Kopffläche des Kolbens 2 und längs dieser Kopffläche hinweg und steigt dann längs der Zylinder-Innenwandfläche unter den Auslaßventilen 7 auf. Während dieser Zeit wird das Abgas im Brennraum 4 allmählich durch die Strömung der Frischluft S ausgetrieben. Wenn der untere Totpunkt durchlaufen wird und die Größe im Hub der Auslaßventile 7 geringer wird, wendet sich die Strömung der längs der Zylinder-Innenwandfläche stromunterhalb der Auslaßventile 7 aufsteigenden Frischluft in Richtung zu den Einlaßventilen 6 längs des Zylinderkopf-Innenwandflächenteils 3c, wo die Auslaßventile 7 angeordnet sind. Deshalb wird im Brennraum 4 durch die Frischluft eine Wirbelströmung um die Achslinie herum, die einen rechten Winkel mit der Achslinie des Zylinders bildet, erzeugt, wobei Abgas von hoher Temperatur sich im zentralen Teil der wirbelnden Frischluft sammelt, d.h. in der Mitte des Brennraumes 4. Als nächstes wird Kraftstoff zusammen mit Druckluft von der Düsenöffnung 15 des Luftblasventils 14 eingespritzt.
• Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist die Düsenöffnung 15 des Luftblasventils 14 abwärts zeigend angeordnet, wobei die Einspritz-Achslinie K zum oberen Raum des Brennraumes 4 hin ausgerichtet ist, und zerstäubter Kraftstoff wird von der Düsenöffnung 15 längs der Einspritz-Achslinie K mit-einem bestimmten Ausbreitungswinkel eingespritzt. Wenn der Kraft stoff zusammen mit Druckluft von der Düsenöffnung 15 des Luftblasventils 14 eingespritzt wird, wie durch F in Fig.6 gezeigt ist, wird der zerstäubte Kraftstoff durch den Strom der Frischluft N,der von der Öffnung der Einlaßventile 6 zum Brennraum 4 einströmt, abgelenkt, so daß er sich zum unteren Teil des Brennraumes 4 wendet. Zu dieser Zeit verläuft der Strom der Frischluft N im wesentlichen rechtwinklig zur Einspritz-Achslinie K, so daß folglich die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoff begünstigt wird. Dieser eingespritzte Kraftstoff wird durch den Frischluftstrom S im Brennraum 4 verteilt, er wird gut mit dem Hochtemperatur- Abgas gemischt, und auf diese Weise wird er in seiner Kraftstoffverdampfung verbessert. Dann schließen die Auslaßventile 7, jedoch dauert das Einströmen von Frischluft von der Öffnung der Einlaßventile 6 an, und deshalb setzt sich die Erzeugung einer starken Wirbelströmung fort, wodurch der eingespritzte Kraftstoff im Brennraum 4 verteilt und seine Zerstäubung in derselben Weise, wie vorher erwähnt wurde, verbessert wird. Ferner wird der eingespritzte Kraftstoff zum unteren Teil des Brennraumes 4 durch den Frischluftstrom, der sich längs des Zylinderkopf-Innenwandflächenteils 3c, an welchem die Auslaßventile 7 angeordnet sind, in der Richtung der Einlaßventile 6 hinzieht, abgelenkt.
• Hierauf wird das Luftblasventil 14 geschlossen, wird das Einspritzen von Luft sowie Kraftstoff von der Düsenöffnung 15 zum Brennraum 4 beendet, und werden dann die Einlaßventile 6 geschlossen.
• Gemäß der in Rede stehenden Ausführungsform wird Kraftstoff vom Lufteinblasventil 14 in den Brennraum 4 injiziert, wenn die Einlaßventile 6 geöffnet sind, so daß eine Verbesserung in der Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs durch die Strömung der Frischluft, die von der Öffnung der Einlaßventile 6 eintritt, erreicht und der Kraftstoff zum unteren Teil des Brennraumes 4 abgelenkt wird. Deshalb wird der eingespritzte Kraftstoff im Brennraum durch den Frischluftstrom S verteilt, er wird mit dem Hochtemperatur-Abgas in Berührung gebracht sowie gemischt und wird in der Kraftstoffverdampfung durch das Hochtemperatur-Abgas verbessert. Als Ergebnis wird der Kraftstoff ohne weiteres gezündet, und nach der Zündung wird eine ausgezeichnete Verbrennung bewerkstelligt. Weil ferner der zerstäubte Kraftstoff F durch den Frischluftstrom S auf diese Weise nach unten gekrümmt wird, gibt es kein Durchblasen von Kraftstoff in den Auspuffkanälen 13, selbst wenn die zeitliche Steuerung des Beginns eines Öffnens des Luftblasventils 14 eher als das Schließen der Auslaßventile 7 erfolgt.
• Es ist zu bemerken, daß bei dieser Ausführungsform das Luftblasventil 14 zum Schließen gebracht wird, bevor die Einlaßventile 6 schließen, jedoch kann, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 5 gezeigt ist, das Luftblasventil 14 zum Schließen gebracht werden, nachdem die Einlaßventile 6 schließen. In diesem Fall wird noch für eine Weile nach dem Schließen der Einlaßventile 6 die starke Wirbelströmung im Brennraum 4 zum Fortdauern gebracht. Deshalb wird der eingespritzte Kraftstoff zum unteren Teil des Brennraumes 4 hin durch die Luftströmung abgelenkt, die zu den Einlaßventilen 6 längs des Zylinderkopf-Innenwandflächenteils 3c gerichtet ist, wo die Auslaßventile 7 angeordnet sind, und wird der Kraftstoff weiter im Brennraum 4 durch die Luftströmung S verteilt, die abwärts längs der Zylinder-Innenwandfläche unter den Einlaßventilen 6 dringt. Deshalb wird für eine Zeitspanne nach dem Schließen der Einlaßventile 6 der in den rennraum 4 eingespritzte Kraftstoff im Brennraum verteilt, und dessen Zerstäubung sowie Verdampfung verbessert.
• Ferner kann der Zeitpunkt des öffnens des Luftblasventils 14 in dem Bereich, in welchem der Kraftstoff nicht an den Auspuffkanälen 13 durchbläst, vorverlegt werden. Beispielsweise kann, wie in Fig. 5 durch die strich-punktierte Linie angegeben ist, das Luftblasventil 14 zum Öffnen unmittelbar nach dem unteren Totpunkt gebracht werden.
• Darüber hinaus kann der Zeitpunkt des Öffnens des Luftblasventils 14 nach dem Schließen der Auslaßventile 7 gelegt werden.
• Des weiteren kann der Zeitpunkt der öffnuhg des Luftblasventils 14 festgelegt werden, wie in Fig. 5 gezeigt ist, jedoch kann er auch in Übereinstimmung mit dem Zustand des Motorbetriebs, beispielsweise der Motordrehzahl oder der Motorlast, verändert werden.
• Im folgenden wird eine Erläuterung einer zweiten Ausführungsform gegeben. Bei der zweiten Ausführungsform sind zur ersten Ausführungsform gleiche Teile mit denselben Bezugszahlen bezeichnet, und deren Erklärungen werden weggelassen.
• Gemäß der Fig. 7 und der Fig. 8 ist an der Innenwandfläche 3a des Zylinderkopfes 3 eine vorspringende Wand 40 ausgebildet, die zum Brennraum 4 hin vorragt und sich längs des Durchmessers der Innenwand 3a des Zylinderkopfes 4 über dessen gesamten Durchmesser erstreckt. Ferner ist das Mittelteil 40a der vorspringenden Wand 40 zur Seite der Auslaßventile 7 ausgebuchtet und eine Zündkerze 10 auf der den Einlaßventilen 6 zugewandten Seite des gekrümmten Mittelteils 40a angeordnet. Insofern liegt die Zündkerze 10 im wesentlichen auf der Achslinie des Zylinders und ist sie ferner auf der den Einlaßventilen 6 zugewandten Seite der vorspringenen Wand 40 angebracht. An der vorspringenden Wand 40 sind Abdeckwände 40b in Ubereinstimmung mit den Einlaßventilen 6 so ausgebildet, daß sie die Öffnungen zwischen den Umfangsrändern der Einlaßventile und den Ventilsitzen, die auf der Seite der Auslaßventile 7 angeordnet sind, abdecken. Diese Abdeckwände 40b sind äußerst nahe zu den Umfangskanten der zugeordneten Einlaßventile 6 angeordnet und bilden Bogenabschnitte, die sich längs der Umfangsränder der Einlaßventile 6 erstrecken. Des weiteren erstrecken sich die Abdeckwände 40b zum Brennraum 4 hin weiter abwärts als die Einlaßventile 6 in der maximalen Hubposition. Deshalb wird die Öffnung zwischen den Umfangskanten der Einlaßventile 6 und den Ventilsitzen 9, die auf der Seite der Auslaßventile 7 angeordnet sind, durch die Abdeckwände 40 während der gesamten Öffnungszeitspanne der Einlaßventile 6 abgeschlossen.
• Am peripheren Seitenteil 41 (schraffierter Teil der Fig. 8) der Zylinderkopf-Innenwandfläche 3 ist unter dem Paar von Einlaßventilen 6 ein Luftblasventil 42 angeordnet. Im Luftblasventil 42 ist ein Druckluftkanal 43 ausgebildet. Am einen Ende des Druckluftkanals 43 ist eine Düsenöffnung 44 ausgestaltet und am anderen Ende ist eine Druckluft-Zufuhrvorrichtung 45 vorgesehen, die Druckluft in den Druckluftkanal 43 einführt. An der Düsenöffnung 44 ist ein automatisches Regelorgan 46 angeordnet, das ständig in Richtung eines Ventilabschlusses federbelastet ist. Dieses automatische Regelorgan wird durch den Druck der Druckluft, wenn Druckluft in den Druckluftkanal 43 von der Druckluft-Zufuhrvorrichtung 45 eingespeist wird, zur Außenseite hin verlagert, wodurch die Düsenöffnung 44 freigegeben wird. Eine Einspritzöffnung 48 der Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung 47 ist in der Mitte des Druckluftkanals 43 angeordnet. Die Druckluft-Zufuhrvorrichtung 45 und die Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung 47 sind am einen Ende an einen Druckluft-Zufuhrkanal 50 und einen Kraftstoff-Zufuhrkanal 51, die in einer Einspritzleitung 49 ausgestaltet sind, angeschlossen. Wenn von der Druckluft- Zufuhrvorrichtung 45 dem Druckluftkanal 43 Druckluft zugeführt wird, wird die Düsenöffnung 44 geöffnet, wodurch vorher von der Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung 47 in den Druckluftkanal 43 eingespeister Kraftstoff von der Düsenöffnung 44 in den Brennraum 4 eingespritzt wird. Nahe der Druckluft- Zufuhrvorrichtung 45 ist im Druckluftkanal 43 ein Umschaltventil 52 vorgesehen, das selektiv den Druckluftkanal 43 mit der Druckluft-Zufuhrvorrichtung 45 oder einer Leitung 53, die zur Atmosphäre offen ist, verbindet.
• Die Fig. 9 ist eine schematische Darstellung der Konstruktion des Umschaltventils 52. Dieses Umschaltventil 52 hat einen ersten Ventilkörper 53, der mit dem Anker einstückig ist, und eine Magnetspule 54, die um ein Ventilelement 53 herum in Windungen vorgesehen ist. Das erste Ventilelement 53 wird durch eine Feder 55 belastet und zur ersten Öffnung 56 gedrückt. In einer zur Atmosphäre offenen Leitung 53 ist ein zweites Ventilelement 58 angeordnet, das eine zweite Öffnung 60 öffnet und schließt. Dieses zweite Ventilelement 58 wird durch eine Feder 59 zur zweiten Öffnung 60 hin belastet. Am vorderen Ende des ersten Ventilelements 53 ist ein Ansatz 61 ausgebildet, der sich in der Richtung des zweiten Ventilelements 58 erstreckt. Während der Aus-Zeitspanne der Magnetspule 54 schließt das erste Ventilelement 53 die erste Öffnung 56. Zu dieser Zeit wird das zweite Ventilelement 58 durch den Ansatz 61 des ersten Ventilelements 53 gegen die elastische Kraft der Feder 59 nach unten gedrückt und die zweite Öffnung 60 geöffnet. Deshalb ist der Druckluftkanal 43, bevor der Kraftstoff eingespritzt wird, auf Atmosphärendruck, weshalb es möglich ist, eine Präzisionsdosierung des Kraftstoffs zu gewährleisten.
• Wenn die Magnetspule 54 erregt wird, wird, wie in Fig. 10 gezeigt ist, das erste Ventilelement 53 nach oben gezogen und die erste Öffnung 56 geöffnet. In diesem Zeitpunkt wird die Anlage des zweiten Ventilelements 58 am Ansatz 61 des ersten Ventilelements 53 aufgehoben, wobei das zweite Ventilelement 58 die zweite Öffnung 60 verschließt. Deshalb wird die Druckluft-Zufuhrvorrichtung 45 mit dem Druckluftkanal 43 verbunden.
• Gemäß der Fig. 8 ist das Luftblasventil 42 so angeordnet, um Kraftstoff längs der Einspritz-Achslinie K einzuspritzen, die in einer vertikalen Ebene enthalten ist, welche durch das Zentrum O&sub1; eines Einlaßventils 6 und das Zentrum O&sub2; eines Auslaßventils 7, das auf der zum Einlaßventil 6 entgegengesetzten Seite einer Abdeckwand 40b angeordnet ist, verläuft.
• Gemäß der Fig. 7 ist das Lufteinblasventil 42 unter dem Ansaugkanal 12 angeofdnet. Der Kraftstoff wird abwärts zum oberen Raum des Brennraumes 4 von der Düsenöffnung 44 des Luftblasventils 42 eingespritzt.
• Die Fig.11 zeigt die zeitliche Steuerung der Kraftstoffeinspritzung während eines Betriebs mit niedriger Last. Im Niedriglastbetrieb wird die Kraftstoffeinspritzung von der Dusenöffnung 44 zum Brennraum 4 gleichzeitig mit dem Schließen der Einlaßventile eingeleitet. Dadurch wird, wie in Fig. 12 gezeigt ist, der Kraftstoff zum oberen Raum im Brennraum 4 eingespritzt und kann ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch nahe der Zündkerze 10 verteilt werden. Deshalb wird selbst während eines Niedriglastbetriebs die Zündung des Luft-Kraftstoff-Gemischs ausgezeichnet und die Verbrennung stabil.
• Andererseits wird während eines Betriebs mit hoher Last, wie in Fig. 13 gezeigt ist, Kraftstoff von der Düsenöffnung 44 zum Brennraum 4 nach einem Schließen der Auslaßventile 7 und während der Öffnungszeitspanne der Einlaßventile 6 eingespritzt. Dieser Fall ist der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform. Das bedeutet, daß, wie in Fig. 14 gezeigt ist, die Zerstäubung des eingespritzten Kraftstoffs verbessert und dieser zum unteren Teil des Brennraumes 4 durch die Frischluftströmung, die von den Öffnungen der Einlaßventile 6 einfließt, abgelenkt wird. Deshalb wird der eingespritzte Kraftstoff im Brennraum 4 durch die Frischluftströmung verteilt, mit dem Hochtemperatur-Abgas in Berührung gebracht sowie gemischt und in der Verdampfung durch das Hochtemperatur-Abgas verbessert. Als Ergebnis wird der Kraftstoff ohne Schwierigkeiten gezündet und nach der Zündung eine ausgezeichnete Verbrennung bewerkstelligt.
• Die obige zeitliche Steuerung der Kraftstoffeinspritzung wird durch ein elektronisches Steuergerät 30 ausgeführt. Der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung wird beispielsweise geregelt, wie in Fig. 15 gezeigt ist. Hier entspricht Q/N der Belastung des Motors, und das ist das Verhältnis der Ansaugluftmenge Q und der Motordrehzahl N. Die vertikale Achse zeigt die zeitliche Steuerung der Beendigung der Kraftstoffeinspritzung durch den Kurbelwinkel, gemessen entgegen dem Uhrzeigersinn vom oberen Totpunkt in Fig. 11 oder in Fig.13. Gemäß diesen Figuren ist, je größer Q/N ist, der Kurbelwinkel der zeitlichen Steuerung des Beendens der Kraftstoffeinspritzung desto größer.
• Es ist zu bemerken, daß bei der in Rede stehenden Ausführungsform die Düsenöffnung 44 des Kraftstoff-Einspritzventils 42 auf der Einspritz-Achslinie K angeordnet ist, jedoch kann sie auch am peripheren SeitenteiI 41 der Zylinderkopf- Innenwandfläche 3a auf der Seite der Einlaßventile 6 angeordnet sein. Ferner wurde bei dieser Ausführungsform die zeitliche Steuerung der Kraftstoffeinspritzung vom Kraftstoff-Einspritzventil nur durch die Last verändert, jedoch kann der Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung durch die Belastung wie auch die Motordrehzahl verändert werden. Beispielsweise ist es möglich, den Kraftstoff einzuspritzen, nachdem im Fall einer niedrigen Belastung sowie einer niedrigen Drehzahl die Einlaßventile schließen, und den Kraftstoff einzuspritzen, nachdem im Fall einer hohen Belastung und einer hohen Drehzahl die Auslaßventile schließen und die Öffnungszeitspanne der Einlaßventile vorliegt.
• Des weiteren kann von irgendeinem Typ eines Kraftstoff-Einspritzventils, das Kraftstoff mittels verschiedener Methoden einspritzt, anstelle eines Luftblasventils Gebrauch gemacht werden.

Claims (18)

1. Zweitakt-Brennkraftmaschine, die mit einem in einem Zylinder (1) sich hin- und herbewegenden Kolben (2), einem Zylinderkopf (3), der eine Innenwandfläche (3a) hat, wenigstens einem an einer Zylinderkopf-Innenwandfläche (3a) angeordneten Einlaßventil (6), wenigstens einem an der genannten Zylinderkopf-Innenwandfläche (3a) angeordneten Auslaßventil (7), einer Abschirmeinrichtung (8, 40), die zwischen dem besagten Einlaßventil sowie dem besagten Auslaßventil angeordnet ist, und einer Kraftstoff- Einspritzeinrichtung (14, 42), die an dem peripheren Seitenteil der genannten Zylinderkopf-Innenwandfläche auf der Seite des Einlaßventils angeordnet ist, ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Abschirmeinrichtung (8, 40) die Öffnung zwischen dem Umfangsrand des besagten Einlaßventils sowie demjenigen Teil eines Ventilsitzes (9), der sich auf der Seite des Auslaßventils befindet, abschließt und die Kraftstoffeinspritzung von der genannten Kraftstoff-Einspritzeinrichtung zum besagten Zylinder durch eine Steuereinrichtung (30), die die Kraftstoffeinspritzung von der genannten Kraftstoff-Einspritzeinrichtung zu dem besagten Zylinder einleitet, wenn sich das besagte Einlaßventil öffnet,gesteuert wird.

2. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (14, 42) so angeordjiet ist, daß Kraftstoff längs einer Einspritz-Achslinie (K, P) eingespritzt wird, die zu einer im wesentlichen vertikalen, durch das Zentrum (O&sub1;) des besagten Einlaßventils (6) und das Zentrum (O&sub2;) des besagten Auslaßventils (7), die auf entgegengesetzten Seiten der erwähnten Abschirmeinrichtung (8, 40) angeordnet sind, verlaufenden Ebene parallel ist.

3. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, die ein Paar von auf derselben Seite der genannten Abschirmeinrichtung (8) angeordneten Einlaßventilen 6 und ein Paar von auf der zu dem Paar der besagten Einlaßventile entgegengesetzten Seite der erwähnten Abschirmeinrichtung angeordneten Auslaßventilen (7) besitzt, wobei die genannte Einspritz-Achslinie (K) durch die genaue Mitte des besagten Paares von Einlaßventilen verläuft.

4. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, die ein Paar von auf derselben Seite der erwähnten Anschirmeinrichtung (40) angeordneten Einlaßventilen (6) und ein Paar von auf der zu dem Paar der besagten Einlaßventile entgegengesetzten Seite der erwähnten Abschirmeinrichtungen angeordneten Auslaßventilen (7) besitzt, wobei die genannte Einspritz-Achslinie (P) durch das Zentrum von einem aus dem besagten Paar von Einlaßventilen verläuft.

5. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (14, 42) so angeordnet ist, daß de Kraftstoff abwärts zu einem oberen Raum in dem erwähnten Zylinder (1) eingespritzt wird.

6. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (14, 42) mit einem Druckluftkanal (19, 43), der an seinem einen Ende eine Düsenöffnung hat, mit einer Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung (20, 47), um Kraftstoff in diesen Druckluftkanal einzuführen, und mit einem Regelorgan (17, 46), das die genannte Düsenöffnung öffnet und schließt, ausgestattet ist, wobei der von der erwähnten Kraftstoff-Zufuhrvorrichtung dem besagten Druckluftkanal zugeführte Kraftstoff von der genannten Düsenöffnung (15, 44) durch Druckluft in den erwähnten Zylinder (1) eingespritzt wird.

7. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der besagte Druckluftkanal (19) stets mit Druckluft gefüllt ist und die genannte Düsenöffnung (15) durch das Regelorgan (17), das elektromagnetisch betrieben wird, geöffnet sowie geschlossen wird.

8. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (14, 42) mit einer Druckluft-Zufuhrvorrichtung (20, 45) ausgestattet ist, die Druckluft, wenn Kraftstoff von der genannten Düsenöffnung (15, 44) in den erwähnten Zylinder (1) eingespritzt wird, in den besagten Druckluftkanal (19, 43) einführt, und das erwähnte Regelorgan (12, 46) die genannte Düsenöffnung durch einen Druck der in den besagten Druckluftkanal eingeführten Druckluft öffnet.

9. Zweitakt-Brennkraftmasachine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Auslaßventil (7) öffnet, bevor das genannte Einlaßventil (6) öffnet, und schließt, bevor das genannte Einlaßventil schließt.

10. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Steuereinrichtung (30) die Kraftstoffeinspritzung von der genannten Kraftstoff- Einspritzeinrichtung (14, 42) in den besagten Zylinder (1) einleitet, bevor das genannte Auslaßventil (7) schließt.

11. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Steuereinrichtung (30) die Kraftstoffeinspritzung von der genannten Kraftstoff- Einspritzeinrichtung (14, 42) in den besagten Zylinder (1) beendet, nachdem das genannte Einlaßventil (6) schließt.

12. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Steuereinrichtung (30) die Kraftstoffeinspritzung von der genannten Kraftstoff- Einspritzeinrichtung (14, 42) in den besagten Zylinder (1) beendet, bevor das genannte Einlaßventil (6) schließt.

13. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, die ferner mit einer Niedriglast-Kontrolleinrichtung ausgestattet ist, welche während eines Motorbetriebs mit niedriger Last die Steuerung der genannten Kraftstoff-Einspritzeinrichtung (14, 42) durch die erwähnte Steuereinrichtung (30) verhindert und ein Einspritzen von Kraftstoff von der genannten Kraftstoff-Einspritzeinrichtung in den besagten Zylinder (1) bewirkt, nachdem das genannte Einlaßventil (6) schließt.

14. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Abschirmeinrichtung (8, 40) nahe dem Umfangsrand des genannten Einlaßventils angeordnet ist und eine Abdeckwand (8a, 40b) besitzt, die sich zu dem genannten Kolben (2) hin tiefer als das genannte Einlaßventil (6) in der maximalen Hubposition erstreckt.

15. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Abdeckwand (8a, 40b) in einem Bogen längs des erwähnten Einlaßventil-Umfangsrandes verläuft.

16. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Zylinderkopf-Innenwandfläche (3a) eine Vertiefung (5) besitzt und mit einem im wesentlichen flachen Innenwandflächenteil (3c) außerhalb dieser Vertiefung, mit einer Bodenwandfläche der Vertiefung sowie mit einer Vertiefungsumfangswand (8, 40), die zwischen dem genannten Innenwandflächenteil und der genannten Bodenwandfläche angeordnet ist, ausgestattet ist, wobei das besagte Auslaßventil (7) an dem erwähnten Innenwandflächenteil angeordnet und die genannte Abdeckwand (8a, 40b) an der erwähnten Umfangswand ausgebildet ist.

17. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die erwähnte Vertiefungsumfangswand (8, 40) durch die zwei Endabschnitte der Umfangswand der Zylinderkopf-Innenwandfläche (3a) hindurch erstreckt und das erwähnte Umfangswandteil außerhalb der genannten Abdeckwand (8a, 40b) eine Frischluft-Leitwand (8b, 8c) bildet, die sich abwärts zum Kolben (2) hin erstreckt.

18. Zweitakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 16, die mit einer Zündkerze (10) ausgestattet ist, welche an dem erwähnten Innenwandflächenteil (3c) im substantiellen Zentrum der Innenwandfläche (3a) des Zylinderkopfes (3) angeordnet ist.