-
Gebiet des industriellen
Einsatzes
-
Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Fahrzeugmontageanordnung für
Zweitakt-Dieselmotoren, die
verwendet wird, um Zweitakt- Dieselmotoren, die Wirbel- Hilfsbrennkammern
haben, in Fahrzeugen zu montieren.
-
Stand der Technik
-
In der Vergangenheit hatten einige
Viertakt- Dieselmotoren, die eine Wirbel-Hilfsbrennkammer besaßen, Verbindungsbohrungen
zwischen den Hauptbrennkammern und den Wirbel- Hilfsbrennkammern
(im Folgenden einfach als „Hilfsbrennkammern" bezeichnet), die
in bezug auf die Zylinderachse geneigt waren, und zwar so, dass
die Bohrungen parallel zu den Innenwänden der Hilfsbrennkammer verliefen.
In derartigen Motoren strömte
während
des Verdichtungshubs Luft aus der Hauptbrennkammer durch die genannte
Verbindungsbohrung in die Hilfsbrennkammer, was dazu führte, dass
in der innerhalb der Hilfsbrennkammer verdichteten Luft ein Wirbel erzeugt
wurde. Das Einspritzen von Kraftstoff in diesen verwirbelten Strom
bewirkte, dass die Verbrennung einsetzte.
-
Da das Einspritzen von Kraftstoff
in diesen verwirbelten Strom zu einer guten Kraftstoffdurchmischung
und zur Verbrennung mit hoher Geschwindigkeit führte, wurden solche Motoren
oft in kompakten Hochgeschwindigkeits- Ausrüstungen und in Personenfahrzeugen
eingesetzt.
-
Mit Hilfe dieser Erfindung
zu lösende
Probleme
-
Die Bearbeiter der vorliegenden Erfindung beabsichtigten,
die Größe der Motoren,
die in Personenfahrzeuge eingebaut werden, dadurch zu verringern,
dass die oben beschriebenen Viertakt- Dieselmotoren durch Zweitakt-
Dieselmotoren ersetzt werden, aber es traten Probleme beim Anordnen
der Hilfsbrennkammern auf.
-
Da es nämlich in Zweitakt- Dieselmotoren
in der Oberfläche
der Zylinderwand eine Bohrung für die
Auslassöffnung
gibt, machte es sich erforderlich, eine geeignete Richtung für die Verlängerung
der genannten Verbindungsbohrung zu bestimmen, um zu verhindern,
dass das unter Hochdruck stehende Verbrennungsgas aus der Hilfsbrennkammer
durch die Verbindungsbohrung in die Hauptbrennkammer direkt zu dieser
Auslassöffnung
strömt
und dadurch eine verminderte Ausnutzung seines Drucks erfolgt. Insbesondere
war es notwendig, die Hilfsbrennkammer im Zylinderkopf in bezug
auf die Zylinderachse zur Auslassseite hin zu versetzen und die
Verbindungsbohrung von der Oberfläche der Innenwand der Hilfsbrennkammer
aus tangential mit der Strömung
in einer Richtung weiterzuführen,
die allmählich
von der Auslassseite wegläuft.
Das Dokument zum bisherigen Stand der Technik
EP 0.636.773 zeigt einen derartigen
Motor.
-
Wenn die Hilfsbrennkammern in bezug
auf die Zylinderachse mehr zur Auslassseite hin angeordnet würden, würde die
Wärmeverteilung
bewirken, dass sich die Auslassseite des Zylinders auf höhere Temperaturen
erwärmt
als die Zone zwischen der Zylinderachse und der gegenüberliegenden
Seite. Sollte diese Diskrepanz in der Wärmeverteilung zu stark werden,
könnte
sie zur Verformung des Zylinders infolge von Wärmespannung führen.
-
Des weiteren könnte die Strömung, selbst wenn
die Strömungsrichtung
des Verbrennungsgases so gewählt
würde,
dass die Strömung
aus der Hilfsbrennkammer in die Hauptbrennkammer nicht auf die Auslassöffnung gerichtet
wäre, in
Abhängigkeit
von der Drehrichtung der Kurbelwelle während des Anfangsabschnitts
des Ausdehnungshubs durch den engen Spalt zwischen der Oberfläche der
Zylinderwand und dem Kolben verlaufen und so dazu führen, dass
das Verbrennungsgas zur Auslassöffnung strömt. Der
Grund für
diese Erscheinung ist die rüttelnde
Bewegung des Kolbens, wenn er den oberen Totpunkt erreicht.
-
Diese rüttelnde Bewegung des Kolbens,
der einen Schwerpunkt hat, der über
dem Kolbenbolzen liegt, wird durch das Verschieben des auf den Kolben wirkenden
Drucks am oberen Totpunkt von einer Seite zur anderen Seite, bezogen
auf die Zylinderachse, hervorgerufen. Wenn die rüttelnde Bewegung einsetzt,
entsteht ein Spalt zwischen der Oberfläche der Zylinderwand und der
Mantelfläche
des Kolbens. Wenn dieser Spalt an der Seite der Auslassöffnung entsteht,
kann das Verbrennungsgas zur Seite der Auslassöffnung strömen. Außerdem kann es, wenn das Verbrennungsgas
in den genannten Spalt einströmt,
dazu kommen, dass sich Kohlenstoff- Ablagerungen an den Kolbenringen
und in den Ringnuten in den Kolben aufbauen.
-
Mit der vorliegenden Erfindung sollen
die genannten Probleme bei der Entwicklung kompakterer Fahrzeuge
mit Hilfe des Einbaus von Zweitakt- Dieselmotoren mit Wirbel- Hilfsbrennkammern
in solche Fahrzeuge gelöst
werden: Ihre Ziele bestehen darin, eine im wesentlichen gleichmäßige Wärmeverteilung um
den Zylinder herum zu ermöglichen
und das Eindringen von Verbrennungsgas in die Zone der Kolbenringe
selbst dann zu verhindern, wenn der Kolben eine rüttelnde
Bewegung ausführt.
-
Zur Problemlösung genutzte
Möglichkeiten
-
Die erste Erfindung betrifft eine
Fahrzeugmontageanordnung für
Zweitakt- Dieselmotoren, die eine Wirbel- Hilfsbrennkammer aufweisen,
und ist gekennzeichnet durch die Fahrzeugmontage- Anordnung für Zweitaktmotoren,
bei der jede der vorerwähnten
Wirbel- Hilfsbrennkammern in bezug auf die Zylinderachse des Zylinders
auf der Auslassseite angeordnet ist; durch die Verbindungsbohrung
zwischen dieser Hilfsbrennkammer und der Hauptbrennkammer, die so
ausgebildet ist, dass ihre Achse zu der Seite hin gerichtet ist,
die der Auslassöffnung
gegenüberliegt;
und außerdem,
während
des Ausdehnungshubs, durch die Drehrichtung der Kurbelwelle, die
so gerichtet ist, dass die Kraft auf den Kolben in Richtung zu der
der genannten Auslassöffnung
gegenüberliegenden
Seite, bezogen auf die Zylinderachse, ausgeübt wird, wobei dieser Motor
mit quer ausgerichteter Kurbelwelle im vorderen Teil eines Fahrzeugs
montiert ist und die genannte Auslassseite der Vorderseite des Fahrzeugs
zugewandt ist und die Kraftstoffpumpe, die der genannten Hilfsbrennkammer
Kraftstoff zuführt,
hinter dem Zylinder angebracht ist.
-
Die zweite Erfindung betrifft eine
Fahrzeugmontageanordnung für
Zweitakt- Dieselmotoren nach Anspruch 1, die gekennzeichnet ist
durch eine Ölmenge,
die von dem Betriebszustand des Motors abhängt und die unter Druck durch
eine Ölpumpe
aus dem Ölbehälter an
die Innenoberfläche
der Zylinderbohrung und zu den Kurbelwellen- Lagerbereichen gebracht
wird, und dadurch, dass die Zylinderachse in bezug auf die Senkrechte
nach hinten geneigt ist.
-
Verfahren
-
Nach der ersten Erfindung werden
die Hochtemperatur- Seiten der Zylinder, an denen die Hilfsbrennkammern
und die Auslassöffnungen
angeordnet sind, vom ankommenden Luftstrom gekühlt, wenn sich das Fahrzeug
vorwärtsbewegt.
Da außerdem
die Kraftstoffpumpe im hinteren Teil des Fahrzeugs untergebracht
ist, wird der ankommende Luftstrom nicht durch die Kraftstoffpumpe
behindert.
-
Des weiteren dreht sich die Kurbelwelle, wenn
der Kolben an seinem oberen Totpunkt eine rüttelnde Bewegung ausführt, in
so einer Richtung, dass eine perfekte Ab dichtung zwischen dem Oberteil
des Kolbens und der Oberfläche
der Zylinderwand an der Seite der Auslassöffnung aufrechterhalten wird.
-
Nach der zweiten Erfindung wird die
Notwendigkeit beseitigt, am Unterteil des Motors Raum für die Öllagerung
vorzusehen, so dass die Gestaltungsfreiheit für die Motormontage im Hinblick
auf den Grad vergrößert wird,
bis zu dem die Zylinderachse geneigt werden kann.
-
Weiterhin erleichtert das Neigen
der Zylinder nach hinten die Strömung
ankommender Luft zur Vorderseite der Zylinder, über sie hinweg und weiter nach
hinten.
-
Beispiel
-
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird im Folgenden unter Bezug auf die 1 bis 10 im Einzelnen beschrieben.
-
1 ist
eine Seitenansicht, die die Montageanordnung für Zweitakt- Dieselmotoren der
vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist
eine Vorderansicht derselben Montageanordnung, und 3 ist eine Draufsicht. 4 ist eine Seitenansicht, die das Fahrzeug
von der linken Seite zeigt. 5 ist
eine Senkrechtschnitt- Darstellung des Motors; 6 ist ein Schnitt entlang der Linie VI-VI
in 5, der alle Zonen
außer
dem Zylinderkopf zeigt. 7 ist
ein Schnitt durch den Zylinderblock von 5 entlang der Linie VII-VII. 8 ist eine graphische Darstellung,
die als Höhenliniendiagramm
zur Ermittlung der Öffnungsweite
der Drosselklappe verwendet werden kann. 9 ist eine schematische Darstellung,
die die Anordnung der Hilfsbrennkammern an der Auslassseite eines
Zweitakt- Dieselmotors zeigt: In dieser Figur zeigt (a) die Situation
während
des Verdichtungshubs, (b) den Zustand, wenn der Kolben den oberen
Totpunkt erreicht, und (c) die Situation während des Ausdehnungshubs. 10 ist eine schematische
strukturelle Darstellung, die die Systeme für die Kraftstoff- und die Ölzufuhr
zeigt.
-
In den Figuren ist 1 ein Fahrzeug,
wie z. B. ein Personenwagen, 2 stellt die Vorderräder dar,
und 3 ist die Achse für
die genannten Vorderräder 2.
Direkt im vorderen Teil des erwähnten
Fahrzeugs 1 befindet sich ein Motorraum 4, der
so beschaffen ist, dass der Zutritt ankommender Luft erleichtert
wird. Innerhalb dieses Motorraums 4 ist ein wassergekühlter Zweizylinder-
Zweitakt- Dieselmotor 5 (im Folgenden als „Motor" bezeichnet) montiert.
-
Die Kurbelwelle 8 dieses
Motors 5 ist paßgerecht
zwischen dem Zylinderblock 6 und dem Kurbelgehäuse 7 untergebracht,
das unter ihr befestigt ist. Außerdem
ist der Zylinderkopf 9 am Oberteil des Zylinderblocks angebracht,
und die Motorbaugruppe ist im Fahrzeug in einer solchen Art montiert,
dass die erwähnte
Kurbelwelle 8 in Querrichtung gelagert wird. Weiterhin
ist die Achse C der Zylinder dieses Motors 5, wie in den 1 und 5 gezeigt, um einen Winkel θ nach hinten
geneigt.
-
Das Auslassrohr 10 ist mit
dem erwähnten Zylinderblock 6 an
der Vorderseite des Fahrzeugs verbunden, während der Lufteintrittsverteiler 11 mit der
unteren hinteren Seite verbunden ist. Das erwähnte Auslassrohr 10 besteht
aus einem Auslasssammelrohr 10a, in dem die verschiedenen
Auslasskanäle
an der Vorderseite des Motors 5 zusammenführt werden,
und der Auslassrohr- Baueinheit 10b, die mit dem Ende dieses
Auslasssammelrohrs 10a verbunden ist. Diese Auslassrohr-
Baueinheit 10b erstreckt sich von der Vorderseite des Motors 5 nach unten,
verläuft
dann unter dem Motor nach hinten und ist schließlich mit einem Schalldämpfer (nicht
gezeigt) verbunden.
-
Der vorerwähnte Lufteintrittsverteiler
weist interne Lufteintrittskanäle
auf, die sich zu jedem einzelnen Zylinder verzweigen, und in Strömungsrichtung
vor der Abzweigung sind eine Drosselklappenvorrichtung 12,
ein Lufteintrittsrohr 13 und ein Luftreiniger 14 angeschlossen.
Wie in den 1 und 3 gezeigt wird, ermöglicht es
die Gestaltung des Luftreinigers 14 diesem, Luft aus der
am weitesten vorn liegenden Zone des Fahrzeugs aufzunehmen. Wie
in 5 gezeigt, besteht
die Drosselklappenvorrichtung 12 aus einer Drosselklappe 12a,
die von einem Elektromotor 12b betrieben wird. Während es
in 5 so aussieht, als
ob die Achse der vorerwähnten
Drosselklappe 12a und des Elektromotors 12b in Richtung
von vorn nach hinten verliefe, verläuft sie tatsächlich,
wie in den 1 und 3 zu sehen ist, quer zum
Fahrzeug, um zu vermeiden, dass sich die Drosselklappenvorrichtung
und die Kraftstoffeinspritzpumpe 15, die weiter unten beschrieben
wird, gegenseitig behindern.
-
Der vorerwähnte Elektromotor 12b wird
von einer elektronischen Steuereinheit 16 gesteuert, die auch
das Maß der
Kraftstoffeinspritzung und die Menge des dem Motor 5 zugeführten Öls regelt.
Und zwar wird der Elektromotor 12b in Abhängigkeit
von der Drehzahl des Motors, die von einem Motordrehzahl- Meßwertgeber
(nicht gezeigt) ermittelt wird, von der Gaspedal- Öffnungsweite,
die von einem Meßgerät für die Gaspedal-Öffnungsweite (nicht gezeigt;
es ermittelt den Grad, bis zu dem das Gaspedal niedergedrückt worden
ist) bestimmt wird, sowie von einem dem in 8 gezeigten Höhenliniendiagrammfür die Öffnungsweite
der Drosselklappe entnommenen Ablesewert auf eine solche Weise betrieben,
dass die Öffnungsweite
der vorerwähnten
Drosselklappe 12a der aus dem Höhenliniendiagramm entnommenen Öffnungsweite
der Drosselklappe angepaßt
wird.
-
Das in 8 gezeigte
Höhenliniendiagramm zeigt
die Steuerung der Ansaugluft durch die Drosselklappe 12a,
wenn der Motor 5 im Drehzahlbereich zwischen Leerlauf und
geringer Last läuft.
Weiterhin wird die Drosselklappe 12a, wenn die Motordrehzahl infolge
des stärkeren
(oder geringeren) Niederdrückens
des Gaspedals einen bestimmten Wert erreicht, bis zu einem höheren (oder
niedrigeren) Grad geöffnet.
Außerdem
erhöht
(oder verringert) sich die Öffnungsweite
der Drosselklappe 12a, wenn die Motordrehzahl zunimmt (oder
abnimmt), selbst wenn der Niederdrückbetrag des Gaspedals konstant bleibt.
-
Das heißt, das Maß der Schließung der
Klappe im Lufteintrittssystem ist nicht mit der Bewegung des Gaspedals
verknüpft,
wie es beim gegenwärtigen
Stand der Technik üblich
ist, sondern die Konstruktion ist vielmehr so beschaffen, dass die
gesamte Ansaugluft dem Motor zugeführt wird, und in diesem Ausführungsbeispiel
kann der Lufteintritt, wenn die Motordrehzahl zwischen dem Leerlaufbereich und
dem Bereich geringer Last liegt, in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand
des Motors beschränkt
werden.
-
Da eine derartige Beschränkung des
Lufteintritts bewirkt, dass das im Inneren des Zylinders verbleibende
Verbrennungsgas zunimmt, wodurch die Verbrennung gemäßigt wird
(Verlängerung
des Verbrennungsintervalls), wirkt diese Konstruktion nicht nur
dem Klopfen entgegen, sondern sie kann auch NOx-
Emissionen verringern, die sich aus niedrigen Verbrennungstemperaturen
ergeben.
-
Die Kraftstoffeinspritzpumpe 15,
die sich in der Nähe
der erwähnten
Drosselklappenvorrichtung 12 befindet, wird von dem Motor 5 angetrieben,
um dem Kraftstoffeinspritzventil 17 für jeden Zylinder unter Druck
Kraftstoff zuzuführen.
Die Menge des durch diese Kraftstoffeinspritzpumpe 15 zugeführten Kraftstoffs
wird durch die vorerwähnte
elektronische Steuereinheit 16 geregelt. Außerdem ist
diese Kraftstoffeinspritzpumpe 15, wie in den 3 und 4 gezeigt wird, an einer Antriebsriemen-
Abdeckung 18 angebracht, die von der Seite betrachtet wie
ein umgekehrtes Dreieck aussieht und am rechten Ende des Motors 5 installiert
ist, direkt hinter dem Zylinderblock 6. Wie weiterhin in
den 4 und 6 zu sehen ist, besteht der
Antriebsmechanismus für
diese Kraftstoffeinspritzpumpe aus einer Eingangsscheibe 15a,
die innerhalb der erwähnten
Antriebsriemen- Abdeckung 18 untergebracht ist und die
mit Hilfe eines Treibriemens 18a für die Kraftstoffeinspritzpumpe
angetrieben wird, der die Umdrehung der Kurbelwellenscheibe 18b überträgt.
-
Ebenfalls in der Antriebsriemen-
Abdeckung 18 an der rechten Seite des Motors ist ein Treibriemen 19 für das Zubehör angebracht,
der den Antrieb von der Umdrehung der Kurbelwelle 8 auf
die Zusatzeinrichtung des Motors überträgt. Wie in 4 gezeigt wird, umspannt dieser Treibriemen 19 für das Zubehör die Kurbelscheibe 20,
die am rechten Ende der Kurbelwelle 8 befestigt ist, die
Scheibe 21a des Kompressors 21 für die Klimaanlage,
die Scheibe 22a für
den Wechselstromgenerator 22, die Scheibe 23a für die Wasserpumpe 23,
die Scheibe 24a für
die Servolenk- Pumpe 24 sowie die Umlenkrolle 25.
-
Des weiteren ist das linke Ende des
Motors 5, wie in den 2 und 3 gezeigt, an einer Transmission 28 befestigt,
die mit einem Kupplungsmechanismus 26 und einem Schaltgetriebe 27 ausgerüstet ist.
-
Im Folgenden wird der innere Aufbau
des Motors unter Bezug auf die 5 bis
einschließlich
7 erläutert.
Die in 5 gezeigte Doppelstrichlinie
L ist die horizontale Linie, durch die die Kurbelwelle 8 verläuft, wenn
der Motor im Fahrzeug montiert ist. Wie in 6 gezeigt wird, ist die Kurbelwelle 8 im
Zylinderblock 6 und im Kurbelgehäuse 7 mit Hilfe von
Kugellagern 31 und Rollenlagern 32 drehbar gelagert,
und die großen
Enden zweier Verbindungsstäbe 34 sind mit
den Kurbelzapfen 8a für
einen jeden Zylinder durch Nadellager 33 verbunden. Ferner
ist an der Kurbelwelle 8 an der linken Seite des Fahrzeugs
eine Schwungscheibe 8c befestigt, die einen Zahnkranz 8b aufweist,
der vom Anlasser benutzt wird.
-
Die kleinen Enden der vorerwähnten Verbindungsstäbe 34 sind
mit den Kolben 36 für
einen jeden Zylinder durch die Nadellager 35 und die Kolbenbolzen 34a verbunden.
Die Kolben 36 sind gleitend in die Zylinderbohrungen 6a im
Zylinderblock 6 eingesetzt. 36a bezeichnet die
Kolbenringe.
-
Der Zusammenbau des erwähnten Zylinderblocks 6 mit
der vorerwähnten
Kurbelwelle 8 und dem Kurbelgehäuse 7 führt dazu,
dass Kurbelkammern 37 für
jeden einzelnen Zylinder entstehen; Lufteinlassöffnungen 38 werden
im unteren Teil dieser Kurbelkammern 37 für den Zutritt
von Luft gebildet. Die Lufteintrittskanäle im Inneren dieser Lufteinlassöffnungen 38 sind
mit einer herkömmlichen
Klappenventilvorrichtung 39 ausgerüstet.
-
Des weiteren werden im Zylinderblock 6 Spülkanäle 40,
die die vorerwähnten
Kurbelkammern 37 mit der Innenseite der Zylinderbohrungen 6a verbinden,
sowie Auslasskanäle 41 gebildet.
Wie in 7 gezeigt, sind
die vorerwähnten
Spülkanäle 40 in
drei Richtungen rund um die Zylinderbohrung 6a angebracht
und führen
durch die jeweiligen Spülöffnungen 40a zur
Innenseite der Zylinderbohrungen 6a. Weiterhin sind die
in Strömungsrichtung
aufwärts gelegenen
Enden der Auslasskanäle 41 mit
Hilfe einer ein zelnen Hauptauslassöffnung 41a, die geringfügig höher als
die obere Kante der vorerwähnten Spülöffnung 40a angeordnet
ist, und eines Paars von Hilfsauslassöffnungen 41b, deren Öffnungen
geringfügig
höher sind
als die der Hauptauslassöffnung 41a,
mit der Innenseite der Zylinderbohrungen 6a verbunden.
Die in Strömungsrichtung
abwärts
gelegenen Enden der Auslasskanäle 41 sind
mit den Auslasskanälen
innerhalb des vorerwähnten
Auslasssammelrohrs 10a verbunden.
-
Ein Auslasssteuergerät ist in
dem Teil der vorerwähnten
Auslasskanäle
montiert, der über
die vorerwähnten
Hilfsauslassöffnungen 41b mit
den Zylinderbohrungen 6a verbunden ist. Dieses Auslasssteuergerät kann den
zeitlichen Verlauf des Auslassvorgangs und das Verdichtungsverhältnis verändern, und
es besteht aus stabförmigen
Ventilelementen 42a, die drehbar quer über dem Auslasskanal im Zylinderblock 6 eingesetzt
sind, so dass sie quer über die
vorerwähnten
Hilfsauslassöffnungen
verlaufen, und aus einem Antriebsmechanismus 42b, der dieses
Ventilelement 42a drehen kann. Zusätzlich zu dem Umstand, dass
es ein Ventilelement gibt, das einen bogenförmigen Querschnitt hat und
an dem Stab 42a für
einen jeden Zylinder angebracht ist, ist das Paar runder Stäbe durch
eine verzahnte Eingriffsanordnung miteinander verknüpft, und
eines ihrer Enden ist mit einem Antriebsmechanismus 42 verbunden.
Des weiteren ist der Antriebsmechanismus 42b über eine
Antriebswelle (nicht gezeigt) mit den Enden der vorerwähnten Ventile 42a verbunden.
Wenn der Motor im Bereich Leerlauf bis niedrige Drehzahl läuft, fährt ein
Antriebsmotor die Ventilelemente 42a in die geschlossene
Stellung und schließt
so die vorerwähnten
Hilfsauslassöffnungen,
und nachdem der Motor den mittleren Drehzahlbereich erreicht hat,
wie in 5 gezeigt, werden
die Ventilelemente 42a durch die elektronische Steuereinheit 16 geöffnet, um zu
ermöglichen,
dass die Auslassgase zusätzlich durch
die vorerwähnten
Hilfsauslassöffnungen
ausgestoßen
werden.
-
Wenn sich die vorerwähnten Ventilelemente 42a in
der geschlossenen Stellung befinden, wird der zeitliche Verlauf
für das
Einsetzen der Verdichtung beschleunigt, und der Beginn des Auslass-
Zeitverlaufs wird im Vergleich zu der Situation verzögert, in der
die Ventile offen sind, und außerdem
wird das Verdichtungsverhältnis
erhöht.
Im Ergebnis dessen führt
das Schließen
der Ventilelemente 42a dazu, dass der Motor 5 leichter
gestartet werden kann, und stabilisiert das Betriebsverhalten im
Arbeitsbereich geringe Last/niedrige Drehzahl. Wenn die Ventilelemente 42a offen
sind, wird die Querschnittsfläche des
Auslasskanäls
für den
Betrieb bei hoher Drehzahl/hoher Belastung dadurch vergrößert; dies
verringert den Ausströmwiderstand
und bewirkt so eine höhere
Motorleistung.
-
Wie in 5 gezeigt
wird, besteht der Zylinderkopf 9 aus einem unteren Zylinderkopf 9a,
der am oberen Ende des Zylinderblocks 6 angebracht ist, aus
Zündkerzen
mit niedrigem Wärmewert 9b,
die ungefähr
wie Zylinder mit einem Boden geformt sind und die im unteren Zylinderkopf 9a angebracht
sind, sowie einem oberen Zylinderkopf 9c, der über dem unteren
Zylinderkopf 9a und den Zündkerzen mit niedrigem Wärmewert 9b befestigt
ist, welche alle zusammen die obere Wand der primären Brennkammern 43 darstellen,
die innerhalb der Zylinderbohrungen 6a gebildet werden.
Der vorerwähnte
untere Zylinderkopf 9a und der obere Zylinderkopf 9c werden aus
einer Aluminiumlegierung gefertigt, während die Zündkerzen mit niedrigem Wärmewert 9b aus
rostfreiem Stahl bestehen.
-
In dem vorerwähnten unteren Zylinderkopf 9a sind
Haltebohrungen mit kleinem und mit großem Durchmesser an der Seite
der Auslassöffnung
(für die
Hauptauslassöffnung 41a und
die Hilfsauslassöffnungen 41b)
der Zylinderachse vorhanden, und die vorerwähnten Zündkerzen mit niedrigem Wärmewert 9b werden
von oben in diese Haltebohrungen eingesetzt. Außerdem sind die Zündkerzen
mit niedrigem Wärmewert 9b,
die wie ein Zylinder mit einem Boden geformt sind, durch Verbindungsbohrungen 44 verbunden,
die ihre jeweiligen Böden
mit den vorerwähnten
Hauptbrennkammern 43 verbinden. Diese Verbindungsbohrungen 44 sind
nach unten geneigt, so dass sie nach und nach von der Auslassöffnung wegführen. Im
oberer Zylinderkopf 9c befindet sich eine annähernd halbkugelförmige konkave
Zone, die der Zündkerze
mit niedrigem Wärmewert 9b gegenüberliegt.
Das vorerwähnte
Kraftstoffeinspritzventil 17 spritzt Kraftstoff in diese
konkave Zone, und eine Glühkerze 45 ist
so angeordnet, dass sie an der Innenseite dieser konkaven Zone anliegt.
-
Des weiteren ist die Zusammenstellung
des vorerwähnten
unteren Zylinderkopfs 9a mit der Zündkerze mit niedrigem Wärmewert 9b,
bei der die Zündkerze
mit niedrigem Wärmewert 9b in
der Haltebohrung des unteren Zylinderkopfs 9a gehalten
wird, zusammen mit dem oberen Zylinderkopf 9c am Zylinderblock 6 befestigt.
Wenn der Zylinderkopf 9 auf diese Weise am Zylinderblock 6 befestigt
wird, liegen die Hauptbrennkammern 43 innerhalb der Zylinderbohrungen,
und außerdem
werden die Hilfsbrennkammern 46 mit flachem Boden – in bezug
auf die Zylinderachse zur Seite der Auslassöffnung versetzt – innerhalb
des Zylinderkopfs 9 durch die zylindrische Zone der Zündkerzen
mit niedrigem Wärmewert 9b und
die vorerwähnten
im oberen Zylinderkopf 9c vor handenen konkaven Zonen gebildet.
Betrachtete man die Hilfsbrennkammern als ungefähr kugelförmig, dann würden die
vorerwähnten
Verbindungsbohrungen 44 tangential von ihnen ausgehen.
-
In einem Motor 5 mit dieser
Konfiguration wird Luft, die aus der Kurbelkammer 37 durch
den Spülkanal 40 in
eine Hauptbrennkammer 43 eingeleitet wird, während des
Verdichtungshubs durch die Verbindungsbohrung 44 in die
Hilfsbrennkammer 46 strömen
und innerhalb der Hilfsbrennkammer einen verwirbelten Strom aus
komprimierter Luft erzeugen. Dann wird, indem Kraftstoff aus dem
Kraftstoffeinspritzventil 17 in diesen verwirbelten Strom
eingespritzt wird, um die Verbrennung einzuleiten, das unter hohem
Druck stehende Verbrennungsgas dazu gebracht, dass es aus der Hilfsbrennkammer
durch die Verbindungsbohrung 44 und in die Hauptbrennkammer
strömt.
Zu diesem Zeitpunkt strömt
das Verbrennungsgas im Zusammenhang mit der verlängerten Richtung der Verbindungsbohrung 44 aus
der Öffnung
in die Hauptbrennkammer zu der Seite des Zylinders hin, die der
Hauptauslassöffnung 41a und den
Hilfsauslassöffnungen 41b,
auf die Zylinderachse bezogen, gegenüberliegt. Diese Konstruktion
verhindert, dass das Verbrennungsgas direkt auf die Auslassöffnung zuströmt.
-
In dem oben beschriebenen Fall, in
dem das Verbrennungsgas aus einer Hilfsbrennkammer 46, die
zu der Seite des Zylinders mit der Auslassöffnung hin verschoben wurde,
zu der Seite des Zylinders hin eingeblasen wird, die der Auslassöffnung gegenüberliegt,
kann dann der Kolben 36, in Abhängigkeit von der Drehrichtung
der Kurbelwelle 8, eine rüttelnde Bewegung am oberen
Totpunkt ausführen,
was das Eindringen des Verbrennungsgases in die Kolbenringzone ermöglichen
könnte,
jedoch ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel
dieses Problem gelöst, da
sich die Kurbelwelle 8 rechts herum dreht, wie in 5 zu sehen ist. Eine Erklärung dieser
Erscheinung wird unter Bezug auf die 9(a) bis
einschließlich
(c) gegeben.
-
9(a) zeigt
den Verdichtungshub, 9(b) den
Kolben am oberen Totpunkt und 9(c) den
Ausdehnungshub. In der Figur werden Teile, die dieselben wie die
für die
vorangehenden 1 bis
einschließlich
8 beschriebenen oder diesen ähnlich
sind, mit denselben Bezugszahlen bezeichnet, und auf ihre weitere
Erläuterung
wird verzichtet. Damit die Drehbewegung des Kolbens leichter verstanden
werden kann, wurde der Spalt zwischen dem Kolben und der Oberfläche der
Zylinderwand übertrieben
dargestellt.
-
Es ist bekannt, dass die Wechselbewegung des
Kolbens 36 von einer Drehbewegung um den Kolbenbolzen 34a begleitet
wird. Das heißt,
wenn die Drehbewegung der Kurbelwelle 8 rechts herum erfolgt,
wie in der Figur dargestellt, dann bewirkt während des in (a) gezeigten
Verdichtungshubs der von dem Verbindungsstab 34 ausgeübte Seitwärtsdruck, dass
sich der Kolben 36 nach oben bewegt, während er an die Auslassseite
gedrückt
wird. Wenn dann, wie in (b) dieser Figur gezeigt wird, der Kolben 36 den oberen
Totpunkt erreicht, bewirkt die Veränderung des Neigungswinkels
des Verbindungsstabs, dass sich der Druck auf den Kolben 36,
bezogen auf die Zylinderachse, nach der anderen Seite verschiebt.
-
Zu diesem Zeitpunkt bewirkt der Schwerpunkt
des Kolbens 36 (in der Figur mit G bezeichnet), da er sich über dem
Kolbenbolzen 34 befindet, dass sich der relativ leichte
untere Teil des Kolbens 36 zu der Seite hin bewegt, die
der Auslassöffnung
gegenüberliegt,
und zwar aufgrund des vorerwähnten Wechsels
des Seitendrucks. Mit anderen Worten: Die Bewegung des relativ schwereren
Oberteils des Kolbens wird stärker
verlangsamt. Die Folge ist, dass sich der Kolben am oberen Totpunkt
um den Verbindungsstab 34 dreht, was eine rüttelnde
Bewegung hervorruft, die dazu führt,
dass der obere Teil des Kolbens auf der Auslassseite tiefer liegt.
-
Danach, wie in (c) der Figur gezeigt,
bewegt sich der Kolben während
des Ausdehnungshubs nach unten, während er gegen die Auslassseite
gedrückt
wird.
-
Wenn der Kolben 36 an seinem
oberen Totpunkt eine rüttelnde
Bewegung ausführt
und kippt, wie in (b) der 9 gezeigt
und oben beschrieben, ist es möglich – da der
obere Teil des Kolbens in engem Kontakt mit der Oberfläche der
Zylinderwand an der Seite der Auslassöftnung bleibt – zu vermeiden, dass
der Kolbenring mit dem Teil des Verbrennungsgases in Kontakt kommt,
der aus der Verbindungsbohrung 44 herausgeblasen wird.
Wenn sich zum Beispiel die Kurbelwelle 8 in entgegengesetzter
Richtung zu der für
dieses Ausführungsbeispiel
beschriebenen drehen würde,
dann würde
der Kolben 36 eine rüttelnde
Bewegung in entgegengesetzter Richtung ausführen, wie in (b) der Figur
durch die Doppelstrichlinie angedeutet, und damit einen Spalt auf
der Seite der Auslassöffnung
erzeugen. Das bedeutet, wie in 9(b) durch
die Doppelstrichlinie angedeutet, dass sich die Oberfläche des
oberen Teils des Kolbens 36 an der Seite der Auslassöffnung nach oben
bewegen und einen Spalt zwischen dem oberen Teil des Kolbens und
der Zylinderwand an der Seite der Auslassöftnung erzeugen würde, wodurch es
dem Verbrennungsgas ermöglicht
würde,
in den Spalt einzudringen, wie mit Hilfe des unterbrochenen Pfeils
in der Figur angedeutet wird. Wenn Verbrennungsgas in diesen Spalt
eintritt, verursacht es Kohlenstoffablagerungen in der äußeren Umfangsnut
im Kolben 36 sowie an den Kolbenringen 36a.
-
Die Systeme der Kraftstoff- und der Ölzuführung des
Motors 5 sind so aufgebaut, wie in 10 dargestellt. Das System der Kraftstoffzuführung führt der
Kraftstoffeinspritzpumpe 15 Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 51 über einen
Abscheider 52 und einen Kraftstofffilter 53 zu,
und von der Kraftstoffeinspritzpumpe 15 gelangt er durch
die Kraftstoffleitung 54 zu den Kraftstoffeinspritzventilen 17 für einen
jeden Zylinder. Überschüssiger Kraftstoff
wird mit Hilfe der Rückleitungen 55 und 56 zum
Kraftstofftank 51 zurückgeführt.
-
Das Ölzuführungssystem ist so aufgebaut, dass Öl aus dem Ölbehälter 61 durch
den Filter 62 zur Ölpumpe 63 gelangt
und dann von dieser Ölpumpe 63 über Dreiwege-Magnetventile 64 und 65 den Oberflächen der
Zylinderwand und den Kurbelwellen- Lagerbereichen des Motors 5 zugeführt wird. Das
von den Dreiwege- Magnetventilen zurückkommende Öl wird in der Rücklaufölschiene 66 gesammelt
und von dort aus zum Ölbehälter 61 zurückgeführt.
-
Die vorerwähnte Ölpumpe 63 ist eine
mechanisch angetriebene Pumpe mit vier Ausgängen, die an der Vorderseite
des Kurbelgehäuses
angebracht ist; sie ist über
ein Getriebe, das in den Figuren nicht dargestellt ist, mit der
Kurbelwelle 8 verbunden. Der Ölbehälter 61 und der Filter 62 sind
in unmittelbarer Nähe
der Ölpumpe 63 im
Vorderteil des Fahrzeugs untergebracht, wie in den 1 und 2 gezeigt.
In 1 bezeichnet die
Bezugszahl 67 den Kühler,
der im Fahrzeug hinter dem Ölbehälter 61 angeordnet
ist.
-
Die vorerwähnten Dreiwege- Magnetventile 64 und 65 sind
Schaltventile, die das Öl,
das ihren Öleingängen zugeführt wird,
zur Ölzufuhröffnung oder
zur Ölrücklauföffnung umlenken
können.
Ihr Umschaltbetrieb wird von der vorerwähnten elektronischen Steuereinheit 16 gesteuert.
Die Ölzufuhröffnung des
Dreiwege- Magnetventils 64 ist mit den Schmierbohrungen 68 für die Zylinderwand
verbunden, die im Zylinderblock 6 vorhanden sind, während die Ölzufuhröffnung des
Dreiwege- Magnetventils 65 mit den Schmierbohrungen 69 für die Kurbelwellen- Lagerbereiche
verbunden ist, die sich im Zylinderblock 6 befinden. Die Ölrücklauföffnungen
beider Dreiwege- Magnetventile 64 und 65 sind
mit der vorerwähnten
Rücklaufölschiene 66 verbunden.
Diese Dreiwege-Magnetventile 64 und 65 sind
einem jeden Zylinder als je ein Satz zugeordnet und, wie in 4 gezeigt, am Kompressor 21 für die Klimaanlage
angebracht.
-
An dieser Stelle wird jetzt das Verfahren
erläutert,
das angewandt wird, um das Umschalten der Dreiwege- Magnetventile 64 und 65 zu
steuern. Auf der Grundlage des Motordrehzahl- Signals, das von einem
Motordrehzahl- Meßwertgeber
ermittelt wird, und eines Signals für die Gaspedal- Öffnungsweite, das
von einem Meßgerät für die Gaspe dal- Öffnungsweite
bestimmt wird, die beide nicht in den Figuren dargestellt sind,
ermittelt die elektronische Steuereinheit 16 für eine jede
Umdrehung des Motors den erforderlichen Ölverbrauch für die verschiedenen Schmierstellen.
Sie integriert diese Ölverbrauchsmengen
für jede
Motorumdrehung, und wenn der integrierte Wert einen festgelegten
Wert erreicht, schaltet sie die Ölzufuhröffnungen
der Dreiwege- Magnetventile in die Auslassstellung, so dass das Öl aus beiden
Ventilen den zu schmierenden Zonen zugeführt wird. Bevor der integrierte
Wert den vorerwähnten
festgelegten Wert erreicht, lassen beide Ventile das Öl aus den Ölrücklauföffnungen
zu der Rücklaufölschiene 66 fließen, um
es in den Ölbehälter 61 zurückzuführen.
-
Wenn das Öl eine festgelegte Zeit lang,
wie oben beschrieben, durch die Ölzufuhröffnungen
fließen
gelassen wurde, werden die Dreiwege- Magnetventile 64 und 65 von
der Ölrücklauföffnung zurück auf Ölauslass
geschaltet, und dann wird die Menge des Ölverbrauchs erneut ermittelt,
wie oben beschrieben, und der vorerwähnte Vorgang wiederholt sich.
-
Das heißt, diese Schmiervorrichtung
führt den
zu schmierenden Teilen entsprechend dem Betriebszustand des Motors
eine angemessene Menge Öl
zu. Die Steuerung der vorerwähnten
Dreiwege- Magnetventile durch die elektronische Steuereinheit 16 und
die Steuerung der Kraftstoffeinspritzpumpe 15 kann anhand
der weiteren Berücksichtigung
von solchen Faktoren wie z. B. der Kühlmitteltemperatur des Motors,
des Umstands, ob die Klimaanlage an- oder ausgeschaltet ist, der
Fahrzeuggeschwindigkeit, der Kraftstofftemperatur, der Schmieröltemperatur,
des Luftdrucks usw. fein abgestimmt werden.
-
Wie in den 4 und 5 gezeigt
wird, öffnen sich
die vorerwähnten
Schmierbohrungen 68 für
die Oberfläche
der Zylinderwand mit ihren in Strömungsrichtung aufwärts liegenden
Enden in der hinteren Oberfläche
des Zylinderblocks 6. Die in Strömungsrichtung abwärts liegenden
Enden der Schmierbohrungen 68 für die Oberfläche der
Zylinderwand führen
in die Zone zwischen den Kolbenringen 36a des Kolbens 36,
wenn letzterer sich an seinem unteren Totpunkt befindet. Wie in
den 4, 6 und 10 gezeigt wird, öffnen sich
die in Strömungsrichtung
aufwärts liegenden
Enden der vorerwähnten
Schmierbohrungen 69 für
die Kurbelwellen- Lagerbereiche in der Vorderwand des Zylinderblocks 6 über den
Rollenlagern 32, die die Kurbelwelle lagern; ihre in Strömungsrichtung
abwärts
liegenden Enden führen
in die Oberfläche
der oberen Wand der Zone, in der die Rollenlager angebracht sind.
Wie in 6 gezeigt, weisen
die Nadellager 33, die die Verbindungsstäbe lagern, Öleinleitungsbohrungen 70 auf,
wobei das un ter Druck stehende Öl,
das zu den vorerwähnten Rollenlagern 32 befördert wird,
mittels Zentrifugalkraft durch die Bohrungen gedrückt wird.
-
Weiterhin ist diese Schmiervorrichtung
so aufgebaut, dass die verschiedenen Teile, aus denen sie besteht,
in folgender Reihenfolge immer etwas weiter oben als das vorhergehende
angeordnet werden: die vorerwähnte Ölpumpe 63,
die Ölzufuhröffnungen
der Dreiwege- Magnetventile 64 und 65 und die
Position der vorerwähnten Ölbohrungen 68 und 69.
Das hat zur Folge, dass etwaiges Öl, das sich noch im Ölzuführungssystem
befindet, wenn der Motor angehalten wird, nicht zu den zu schmierenden Teilen
abfließt,
und außerdem
ist es unwahrscheinlich, dass nach Einleitung der Ölzuführung Luft
im System verbleibt.
-
Öl
sammelt sich am Boden des Kurbelgehäuses 7 an, dieses Öl wird jedoch
infolge des Druckunterschieds zwischen der Kurbelkammer 37 und dem
Lufteintrittsverteiler zum Lufteintrittsverteiler 11 zurückgeführt. Wie
nämlich
in den 5 und 10 gezeigt wird, befinden
sich im Boden des Kurbelgehäuses 7 Ölaustrittsbohrungen 71,
und diese Ölaustrittsbohrungen 71 stehen über eine Ölrückflußleitung 72 mit
dem Inneren des Lufteintrittsverteilers in Verbindung.
-
Der Zweitakt- Dieselmotor 5 der
oben beschriebenen Konstruktion wird mit Hilfe eines Anlassers (nicht
gezeigt) gestartet, der die Kurbelwelle 8 in Umdrehung
versetzt. Wenn sich die Kurbelwelle dreht, strömt die Luft aus dem Luftreiniger 14 über das
Lufteintrittsrohr 13 und die Drosselklappenvorrichtung 12 durch
den Lufteintrittsverteiler 11 zur Klappenventilvorrichtung 39 und
tritt dann in die Kurbelkammer 37 ein, wo sie verdichtet
und durch die Spülkanäle 40 und
die Spülöffnungen 40a zur
Hauptbrennkammer 43 geleitet wird.
-
Dann strömt die im Inneren der Hauptbrennkammer 43 befindliche
Luft während
des Verdichtungshubs durch die Verbindungsbohrung 44 zur Hilfsbrennkammer 46,
wo ein verwirbelter Strom innerhalb der Hilfsbrennkammer erzeugt
wird und wo mit Hilfe des Kraftstoffeinspritzventils Kraftstoff
in den verwirbelten Strom eingespritzt wird, um die Zündung herbeizuführen. Danach
strömt
das Verbrennungsgas durch die Verbindungsbohrung 44 zur
Hauptbrennkammer 43, wo es zur Auslassöffnung hin ausgeblasen wird,
die in bezug auf die Zylinderachse auf der entgegengesetzten Seite
liegt; der steigende Druck in der Hauptbrennkammer führt dann
dazu, dass sich der Kolben 36 nach unten bewegt.
-
Die Bewegung des Kolbens 36 während des Ausdehnungshubs
zu einer Position unterhalb der oberen Kante der Hauptauslassöffnung 41a und
der Hilfsauslassöffnungen
41b ermöglicht es
dem Verbrennungsgas, aus der Hauptbrennkammer 43 durch den
Auslasskanal 41 zu strömen
und durch das Auslassrohr 10 ausgestoßen zu werden.
-
Wenn der Motor 5 auf diese
Weise angelassen wird, bewirken somit die Hilfsbrennkammern 46, da
sie in bezug auf die Zylinderachse auf der Auslassseite liegen,
dass die Temperatur der Auslassseite steigt, und rufen dadurch eine
Verteilung der Wärme über den
Zylinder hervor. Da jedoch die Auslassseite dieses Motors im Fahrzeug
nach vorn weist, wobei der Motor so montiert ist, dass die Kurbelwelle 8 quer
zum Fahrzeug gelagert wird, trifft die ankommende Luft, die bei
fahrendem Fahrzeug in den Motorraum eintritt, auf die Hochtemperaturzone
des Zylinders und bewirkt, dass sie gekühlt wird. Der Strom ankommender
Luft zu diesem Zeitpunkt wird in 1 durch
den in Doppelstrichlinie gezeichneten Pfeil angedeutet.
-
Da sich außerdem die Kraftstoffeinspritzpumpe 15 hinter
den Zylindern befindet, hemmt die Kraftstoffeinspritzpumpe 15 nicht
den eintretenden Luftstrom. Außerdem
gibt es, da die Hilfsbrennkammern in bezug auf die Zylinderachse
zur Vorderseite des Fahrzeugs hin angeordnet sind, mehr Platz zwischen
dem Kraftstoffeinspritzventil und der Kraftstoffeinspritzpumpe 15,
so dass ihre Unterbringung erleichtert und der Einbau der Kraftstoffleitungen
und der Rückleitungen,
die sie verbinden, vereinfacht wird.
-
Da die Konfiguration so beschaffen
ist, dass eine optimale Ölmenge
durch die Ölpumpe 63 aus dem Ölbehälter 61 zu
den Innenwänden
der Zylinder und den Kurbelwellen- Lagerbereichen gepumpt wird,
und da die Achse C der Zylinder nach hinten geneigt ist, ist es
des weiteren möglich,
die vertikalen Abmessungen des Motors 5 zu verringern und
es der eintretenden Luft zu erleichtern, nachdem sie auf die Zylinder
am vorderen Ende des Fahrzeugs trifft, nach hinten zu strömen.
-
Während
das vorliegende Ausführungsbeispiel
ein Beispiel darstellt, bei dem eine Drosselklappenvorrichtung 12 verwendet
wird, um die Menge der Ansaugluft während des Leerlaufs des Motors
oder des Betriebs bei geringer und mittlerer Last zu verringern,
könnten
die gleichen Wirkungen erzielt werden, indem man auf die Drosselklappenvorrichtung 12 zugunsten
einer Konstruktion verzichtet, die den Druck in den Kurbelkammern 37 verringert.
Diese Konfiguration wird unter Bezug auf 11 erläutert.
-
11 ist
eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels, bei dem die
Menge der Ansaugluft durch Herabsetzung des Drucks in den Kurbelkammern
verringert wird. In der Figur werden Teile, die mit den in den vorangehenden 1 bis 10 beschriebenen identisch oder diesen ähnlich sind,
mit denselben Bezugszahlen bezeichnet, und auf ihre weitere Erläuterung
wird verzichtet. In 11 gibt
es eine Durchgangsbohrung 81 in der unteren Vorderseite des
Zylinderblocks 6 in der Zone, die der Kurbelkammer 37 entspricht,
und diese Durchgangsbohrung wird an der Außenseite vom Vorderteil des
Fahrzeugs aus durch eine Spülkammer 82 abgedeckt. Des
weiteren gibt es ein Steuerventil 83 für die Spülung, bei dem es sich um eine
Drosselklappe handelt und das über
dem Einlaß (der Öffnung an
der Seite der Durchgangsbohrung 81) der Spülkammer 82 angebracht
ist.
-
Ebenso wie die im vorangegangenen
Ausführungsbeispiel
beschriebene Drosselklappenvorrichtung 12 wird dieses Steuerventil
für die
Spülung von
einem Elektromotor angetrieben und anhand der Steuerung durch die
elektronische Steuereinheit geöffnet
und geschlossen. Das heißt,
wenn der Motor im Leerlauf fährt
oder im Betriebsbereich mit niedriger bis mittlerer Last läuft, ist
das Spülventil
geöffnet, und
wenn der Motor im Betriebsbereich mit hoher Last läuft, ist
es geschlossen. Die Öffnungsweite
des Steuerventils 83 für
die Spülung
wird, ebenso wie die vorerwähnte
Drosselklappenvorrichtung, auf der Grundlage des Betriebszustands
des Motors anhand eines Höhenliniendiagramms
der Öffnungsweiten gesteuert.
-
Wenn das vorerwähnte Steuerventil 83 für die Spülung offen
ist, wird das Volumen der Kurbelkammer 37 effektiv vergrößert, was
dazu führt,
dass der Druck der Kurbelkammer 37, das heißt der Spüldruck,
abnimmt, wodurch wiederum die Abgasrückführung (EGR) verbessert wird
und die Verbrennungstemperatur sinkt. Dieses Merkmal führt zusammen
mit der Verringerung der NOx- Emissionen
in den Abgasen zur Minimierung von Klopfgeräuschen durch Dämpfung der
Verbrennung. Außerdem
nimmt die Kurbelkammer, wenn das Steuerventil 83 für die Spülung geschlossen
ist, ihr normales Volumen ein, so dass die Primärverdichtung erhöht wird
und reichliches Spülen
erfolgt.
-
Auswirkungen der Erfindungen
-
Wie oben in bezug auf die Montageanordnung
für Zweitakt-
Dieselmotoren nach der ersten Erfindung erläutert wurde, sind bei Zweitakt-
Dieselmotoren, die Wirbel- Hilfsbrennkammern aufweisen, diese Hilfsbrennkammern
an der Auslassseite, bezogen auf die Zylinderachse, angeordnet,
und weiterhin weisen die Verbindungsbohrungen, die die Hilfsbrennkammern
mit den Hauptbrennkammern verbinden, Achsen auf, die zu der Zylinderseite
hin geneigt sind, die der Auslassöffnung gegenüberliegt,
und außerdem
dreht sich die Kurbelwelle in der Richtung, bei der während des
Ausdehnungshubs der Kolben gegen die Seite gedrückt wird, die der vorerwähnten Seite
des Zylinders mit der Auslassöffnung
gegenüberliegt,
wobei der Motor so in dem Fahrzeug montiert ist, dass die vorerwähnte Auslassseite
nach vorn weist, so dass die Hochtemperaturseite des Zylinders durch
einströmende
Luft gekühlt
wird, wenn sich das Fahrzeug vorwärtsbewegt. Darüber hinaus
ist die Kraftstoffpumpe hinter dem Zylinder untergebracht, dadurch
wird vermieden, dass sie die einströmende Luft behindert.
-
Diese Konfiguration ermöglicht eine
annähernd
gleichmäßige Wärmeverteilung
im Zylinder und verhindert damit wirksam seine Verformung infolge
von Wärmespannung.
-
Wenn ferner der Kolben beim Erreichen
seines oberen Totpunkts eine rüttelnde
Bewegung ausführt,
dreht sich die Kurbelwelle in der Richtung, dass der obere Teil
des Kolbens in engem Kontakt mit der Oberfläche der Zylinderwand an der
Auslassseite bleibt. Demgemäß wird,
weil die Achse der Verbindungsbohrung von der Hilfsbrennkammer zu
der Seite des Zylinders gerichtet ist, die der Auslassöffnung gegenüberliegt,
auf diese Weise dem Eindringen von Verbrennungsgas in die Kolbenringzone
auf der Seite der Auslassöffnung
entgegengewirkt.
-
Verglichen mit der Montageanordnung
für Zweitakt-
Dieselmotoren nach der ersten Erfindung weist die Fahrzeugmontageanordnung
für Zweitakt- Dieselmotoren
nach der zweiten Erfindung zusätzlich eine
Einrichtung auf, die mit Hilfe einer Ölpumpe Öl aus dem Ölbehälter in optimalen Mengen zu
den Schmierstellen in den Zylinderwänden und in den Kurbelwellen-
Lagerbereichen befördert.
Das hat zur Folge, dass beim Montieren des Motors eine größere Freiheit
beim Schrägstellen
der Zylinderachse besteht, so dass es möglich wird, die Zylinderachse
aus der Senkrechten nach hinten, zum Heck des Fahrzeugs hin zu neigen.
-
Dieses Schrägstellen der Zylinderachse nach
hinten ermöglicht
die Verringerung der Höhenabmessung
des Motors in vertikaler Richtung, was die Verringerung der Gesamthöhe des Vorderteils
des Motors gestattet.
-
Weiterhin bietet das Neigen der Zylinder nach
hinten den zusätzlichen
Vorteil, dass es die durch die Fahrzeugbewegung verursachte Strömung eintretender
Luft unterstützt,
die auf der Vorderseite des Zylinders auftrifft und über den
Zylinder nach hinten strömt.
-
Eine kurze Erläuterung
der Figuren
-
1 Eine
Seitenansicht der Montageanordnung für einen Zweitakt- Dieselmotor
nach der vorliegenden Erfindung.
-
2 Eine
Vorderansicht der Montageanordnung für einen Zweitakt- Dieselmotor
nach der vorliegenden Erfindung.
-
3 Eine
Draufsicht auf die Montageanordnung für einen Zweitakt- Dieselmotor
nach der vorliegenden Erfindung.
-
4 Eine
Ansicht des Motors von der linken Seite des Fahrzeugs.
-
5 Eine
Senkrechtschnitt- Darstellung des Motors.
-
6 Eine
Schnittdarstellung der Zonen außer
dem Zylinderkopf entlang der Linie VI-VI in 5.
-
7 Ein
Schnitt durch den Zylinderblock; entlang der Linien VII-VII in 5.
-
8 Ein
Diagramm, das als Höhenliniendiagramm
zur Ermittlung der Öffnungsweite
der Drosselklappe benutzt werden kann.
-
9 Eine
schematische Darstellung der Anordnung des Zweitakt- Dieselmotors
nach der vorliegenden Erfindung, dabei zeigt (a) den
Zustand während
des Verdichtungshubs, (b) die Situation,
wenn der Kolben sich am oberen Totpunkt befindet, und (c) den Zustand während des Ausdehnungshubs.
-
10 Eine
schematische Darstellung der Systeme für die Kraftstoff- und die Ölzufuhr.
-
11 Eine
Schnittdarstellung, die ein Ausführungsbeispiel
zeigt, das die Menge der Ansaugluft durch Herabsetzung des Drucks
in der Kurbelkammer verringert.
-
Erklärung der Bezugszahlen
- 1
- Fahrzeug
- 5
- Zweitakt-
Dieselmotor
- 6
- Zylinderblock
- 7
- Kurbelgehäuse
- 8
- Kurbelwelle
- 11
- Lufteintrittsverteiler
- 15
- Kraftstoffeinspritzpumpe
- 36
- Kolben
- 41a
- Hauptauslassöffnung
- 41b
- Hilfsauslassöffnungen
- 43
- Hauptbrennkammer
- 44
- Verbindungsbohrung
- 46
- Hilfsbrennkammer
- 61
- Ölbehälter
- 63
- Ölpumpe
- 64,
65
- Dreiwege-
Magnetventile
-