JP5362028B2 - 内燃機関 - Google Patents
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Description
本発明は、請求項1の上位概念に記載の形式の内燃機関から出発する。
請求項1の特徴部に記載の構成を有する本発明による内燃機関は、少なくとも1つの燃焼シリンダの吸気通路内に噴射する、異なる設計の2つの噴射弁によって、吸気弁の方向での燃料供給を種々様々な形式で行うことができ、このことが、内燃機関の異なる運転領域において著しく改善された混合物調製及び燃焼をもたらす、という利点を有している。つまり、内燃機関が暖機運転状態にあり且つ高負荷がかかる場合は、燃料を大きな侵入深さで以て、吸気弁の開放時に直接に燃焼室内に噴射することが有利であるのに対して、内燃機関が冷間状態にある場合には、吸気弁の直ぐ手前に配置された吸気通路の壁領域を著しく濡らすことが、改善された燃焼をもたらす。それというのも、この壁膜は、時間的にずらされてから初めて燃焼室内に到達するからである。本発明による2つの噴射弁の異なる設計に基づき、運転ポイントに関連した前記燃焼の最適化は、内燃機関の異なる運転領域における両噴射弁の異なる制御によって、簡単に達成され得る。即ち、2つの噴射弁を異なる形式で異なる運転領域で使用することにより、燃焼室内のO2分布が最適化され、高い炭化水素(HC)発生につながる局所的な過濃及び内燃機関のノッキングを助長する局所的な希薄が回避され、更に、減少された燃料消費が得られる。つまり、例えばコールドスタートにおいて第1の噴射弁を使用することにより、円錐形スプレー中の比較的小さな燃料滴に基づいて混合物調製が改善され且つHCエミッションが低下され得る。全負荷時には、燃焼室内にまで到達する比較的大きな侵入深さと、吸気通路内における最小化された壁膜形成とを備えた第2の噴射弁を多用することにより、燃料の気化熱が、吸気通路の壁から取り除かれるよりも多くシリンダ負荷部(Zylinderladung)から取り除かれ、これにより、シリンダ負荷部は著しく冷却され、ノッキング感度が低下する。
Claims (11)
- 燃焼空気を吸い込むための上流側に配置された吸気通路(21;21,21′)を備えた、吸気弁(17;17,17′)によって閉鎖可能な、少なくとも1つの吸気口(18;18,18′)を有する少なくとも1つの燃焼室(15)と、少なくとも1つの燃焼室(15)に対応配置された、少なくとも1つの吸気通路(21;21,21′)内への燃料の調量噴射用の第1及び第2の噴射弁(28,29)を有する燃料噴射装置(27)とを備えた内燃機関であって、前記噴射弁(28,29)が、燃料を円錐形スプレー(34,35)の形に霧化して噴射する形式のものにおいて、
第1の噴射弁(28)が、比較的大きな円錐角度を有する円錐形スプレー(34)を噴射するように形成されており、第2の噴射弁(29)が、比較的小さな円錐角度を有する円錐形スプレー(35)を噴射するように形成されており、
1つの燃焼室(15)につき2つの吸気弁(17,17′)が設けられている場合に、各1つの噴射弁(28,29)が、前記吸気弁(17,17′)の一方に通じる吸気通路(21,21′)内で、それぞれ吸気弁(17,17′)の近傍に、当該噴射弁の円錐形スプレー(34,35)が前記吸気弁(17,17′)に向けられているように配置されており、
燃焼シリンダ(11)の燃焼室(15)内の2つの吸気口(18,18′)の開口横断面が互いに異なる大きさを有しており、第1の噴射弁(28)は、横断面の比較的小さな吸気口(18)に通じる吸気通路(21)に対応配置されており、且つ第2の噴射弁(29)は、横断面の比較的大きな吸気口(18′)に通じる吸気通路(21′)に対応配置されており、
前記吸気弁(17,17′)に通じる吸気通路(21,21′)は、それぞれ異なる大きさの直径を有しており、第1の噴射弁(28)は、直径の比較的小さな吸気通路(21)に対応配置されており、且つ第2の噴射弁(29)は、直径の比較的大きな吸気通路(21′)に対応配置されていることを特徴とする、内燃機関。 - 第2の噴射弁(29)が、第1の噴射弁(28)に比べて大きな噴射到達距離を有している、請求項1記載の内燃機関。
- 第2の噴射弁(29)が、第1の噴射弁(28)に比べて大きな燃料通流量用に設計されている、請求項1又は2記載の内燃機関。
- 第2の噴射弁(29)と第1の噴射弁(28)との燃料通流量の比が、およそ7:3である、請求項3記載の内燃機関。
- 少なくとも1つの吸気弁(17,17′)が弁マスクを有しており、第1の噴射弁(28)が、弁マスクを有する吸気弁(17)に通じる吸気通路(21)に対応配置されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の内燃機関。
- 両吸気弁(17,17′)が、異なる大きさの弁行程を有しており、第1の噴射弁(28)が、比較的小さな弁行程を有する吸気弁(17)に通じる吸気通路(21)内に噴射し、且つ第2の噴射弁(29)が、比較的大きな弁行程を有する吸気弁(17′)に通じる吸気通路(21′)内に噴射する、請求項1から5までのいずれか1項記載の内燃機関。
- 両吸気弁(17,17′)が、時間的にずらされた開放段階を有しており、第1の噴射弁(28)が、最初に開く吸気弁(17)に通じる吸気通路(21)に対応配置されており、且つ第2の噴射弁(29)が、後で開く吸気弁(17′)に通じる吸気通路(21′)に対応配置されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の内燃機関。
- 第1の噴射弁(28)が、後で開く吸気弁(17′)の開放時に初めて噴射するように制御されている、請求項7記載の内燃機関。
- 第1の噴射弁(28)が第2の噴射弁(29)に比べて、対応する吸気弁(17)からより大きな距離を置いて配置されている、請求項1から8までのいずれか1項記載の内燃機関。
- 少なくとも1つの吸気通路(21;21,21′)が、燃焼室(15)を画成する燃焼シリンダ(11)のシリンダヘッド(13)に形成された吸気ポート(22;22,22′)と、該吸気ポートに取り付けられた吸気管(23)とを有しており、燃料噴射が前記吸気ポート(22;22,22′)を通って吸気弁(17;17,17′)に対して行われるように、噴射弁(28,29)が前記吸気管(23;23,23′)に挿入されている、請求項1から9までのいずれか1項記載の内燃機関。
- 前記噴射弁が電気的に制御可能な電磁弁である、請求項1から10までのいずれか1項記載の内燃機関。
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